CN220926644U - 单面自粘性导热硅胶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于导热硅胶片技术领域，涉及一种单面自粘性导热硅胶片，包括导热硅胶片层，在所述的导热硅胶片层的上表面设有离型膜层，在所述的导热硅胶片层的下表面设有辐射散热涂层。本实用新型所述的单面自粘性导热硅胶片用辐射散热涂层去掉单面粘性，可实现产品的自动化组装需求，其带有辐射散热层，该辐射散热涂层为石墨烯绝缘散热涂层、碳纤维绝缘散热涂层或石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层中的一种，相比于普通辐射散热涂层，其还能够在水平方向上实现快速导热，将热量分散到整个水平面，再通过辐射散热将热量去除，散热效果明显优于常规单面自粘性导热硅胶片。

Description

单面自粘性导热硅胶片

技术领域

本实用新型属于导热硅胶片技术领域，涉及一种单面自粘性导热硅胶片。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，人们对便携式电子产品的需求和要求也越来越高。为实现电子产品的便携性，产品中的相关电子元器件也逐渐朝着集成化、小型化、密集化的方向发展，然而高度集成的电子仪器中，单位体积产生的热量也会不断升高。因此，需要及时将这些热量传导并散出，避免仪器设备受到热循环造成的伤害。对此，在电子仪器中，一些高导热材料成为技术研究的热点。

人工智能和自动化的应用将会带来生产效率和质量的提升。机器人可以完成重复性的工作，减少人力成本和错误率。人工智能可以通过大数据分析，优化生产流程和质量管理，提高生产效率和产品质量。由于行业产品需求，绝大多数的导热硅胶片自带粘性，目前导热硅胶片的在生产过程中主要是通过真空由吸盘来控制吸取从而实现自动化，但其表面的粘性会影响吸盘的吸取，因此需要去掉导热硅胶片的该面粘性，目前的方法是通过在该表面增加一层无粘性的涂层，但该涂层的导热系数低严重影响整体的导热性能。CN214205957 Μ公开了一种集成电路用辐射散热膜元件，包括由下到上依次层叠的离型膜层、导热硅胶片层、辐射散热层和聚酰亚胺(PI)薄膜层，所述辐射散热层为由醋酸纤维/纳米二氧化硅颗粒粘接而成的复合纤维膜，通过向外界进行热辐射去除主体多余的热量，实现降温散热的效果。这种传统导热材料是热量通过垂直导热传递给导热硅胶片，然后导热硅胶片传导到传统的辐射散热层，辐射散热层再通过辐射散热将热量去除，由于水平散热系数低，用于设备例如集成电路处时容易导致局部散热困难，造成局部高温。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种单面自粘性导热硅胶片，通过在导热硅胶片的本体表面设置一层辐射散热涂层，该辐射散热涂层为石墨烯绝缘散热涂层、碳纤维绝缘散热涂层或石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层中的一种，能够在水平方向上快速导热，将热量分散到整个水平面，再通过辐射散热将热量去除，使其在满足自动化生产的前提下还能有效提高导热硅胶片的散热性能。

本实用新型的技术方案如下：

一种单面自粘性导热硅胶片，包括导热硅胶片层，在所述的导热硅胶片层的上表面设有离型膜层，在所述的导热硅胶片层的下表面设有辐射散热涂层；所述辐射散热涂层为石墨烯绝缘散热涂层、碳纤维绝缘散热涂层或石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层中的一种。

进一步的，所述石墨烯绝缘散热涂层由石墨烯绝缘散热涂料制成，碳纤维绝缘散热涂层由碳纤维绝缘散热涂料制成，石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层由石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂料制成；优选石墨烯绝缘散热涂层，具有导热系数高、辐射波长广、辐射系数高等优点。

进一步的，所述辐射散热涂层的厚度为10-30 μm，该辐射散热涂层的厚度适中，适用各种散热场景，通过辐射散热将热量去除，能够实现快速导热。

进一步的，所述辐射散热涂层的垂直导热系数为15-100 W/(m*k)，水平导热系数为20-150 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5 μm，辐射系数为90%-95%。该涂层与其他材料制成的普通涂层相比，还能够实现在水平方向上的快速导热，将热量分散到整个水平面，消除局部过热，有效提高散热性能。

进一步的，所述离型膜层为PET硅油离型膜、PET非硅离型膜、PET氟素离型膜中的一种。

进一步的，所述离型膜层的厚度为30-100 μm，离型力为1-10 g。

进一步的，所述导热硅胶片层的厚度为100-1000 μm，表面粘性＞5#球，导热系数＞1 W/(m*k)，击穿电压＞5 KV/mm。

本实用新型可以采用如下方法制备，但不限于此：将自粘性强的硅凝胶加入陶瓷粉体搅拌均匀脱真空，再通过压料机压在两层离型膜中间，制备带离型膜的导热硅胶片，其上下两层是离型膜，中间为导热硅胶片；再撕掉一面离型膜，将辐射散热涂层涂敷在已撕去离型膜的导热硅胶片表面，固化成形成辐射散热涂层。

本实用新型中，导热硅胶片材料和制备方法为现有公知技术，除了本实用新型中介绍的制备方法，也可以采用任一公知方法来制备。石墨烯绝缘散热涂料、碳纤维绝缘散热涂料都是可以购买到的现有产品，属于公知技术，在此不再详细介绍其具体材料配方或制备方法。石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂料为含有石墨烯和碳纤维的绝缘散热涂料，同样可以通过普通商业途径获得，在此不作具体材料配方或制备方法上的限定。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过在导热硅胶片的本体表面设置一层辐射散热涂层，替代常规单面自粘性导热硅胶片的普通涂层，使其在满足自动化生产的前提下还能有效提高导热硅胶片的散热性能。辐射散热涂层利用了石墨烯和碳纤维绝缘散热涂料具有的高导热率、高辐射率特性，具有优良的垂直导热、水平导热、辐射散热等特点。

该材料相对传统的辐射散热材料具有很高的水平导热系数，能够在水平方向快速导热，使整个表面热量在水平方向均匀分布，消除局部过热。在散热过程中，热量先通过垂直导热传递给导热硅胶片，再传导到辐射散热涂层，辐射散热涂层可以通过水平方向快速导热，将热量分散到整个水平面，使辐射散热面积增大，散热效率比常规辐射散热涂层高。

附图说明

图1：本实用新型硅带辐射散热的单面自粘性的导热硅胶片的结构示意图；

图中：1-离型膜层，2-导热硅胶片层，3-辐射散热涂层。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下，还可以根据附图示出的结构获得其他的附图。

本实用新型中所涉及的方法，如无特殊说明均为本领域常用的方法，所涉及的材料，如无特殊说明均可从普通商业途径获得。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型所述的硅凝胶缓冲膜如图1所示，具有层状结构，包括导热硅胶片层2，在所述的导热硅胶片层2的上表面设有离型膜层1，在所述的导热硅胶片层2的下表面设有辐射散热涂层3；所述辐射散热涂层为石墨烯绝缘散热涂层、碳纤维绝缘散热涂层或石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层中的一种。辐射散热涂层3主要起到破坏导热硅胶片3的单侧的表面粘性的作用，使其能够实现自动化操作，同时还提供高效的辐射散热作用。

所述离型膜层1为PET离型膜，优选为PET硅油离型膜、PET非硅离型膜、PET氟素离型膜中的一种，更优选为PET氟素离型膜；其厚度为30-100 μm，离型力为1-10 g。

所述导热硅胶片层2为导热硅胶片；其厚度为100-1000 μm，其表面粘性＞5#球，导热系数＞1 W/(m*k)，击穿电压＞5 KV/mm。

所述石墨烯绝缘散热涂层由石墨烯绝缘散热涂料制成，碳纤维绝缘散热涂层由碳纤维绝缘散热涂料制成，石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层由石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂料制成；优选石墨烯绝缘散热涂层；其厚度为10-30 μm，垂直导热系数为15-100 W/(m*k)，水平导热系数为20-150 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5 μm，辐射系数为90%-95%。

本实用新型中各技术指标的测试方法如下：

表面粘性：按《GB/T4852—2002》压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)，单位为#球。

导热系数：按《ASTM D5470》的薄型热导性固体电工绝缘材料传热性的试验方法，单位为W/(m*k)。

击穿电压：按ASTM D149固体电绝缘材料在商用电源频率下介电击穿电压和介电强度的标准试验方法，单位为KV/mm。

辐射波长：GOST R 8.716-2010 国家测量一致性体系.波长范围在10到30 nm的多层纳米结构特性测量用超紫外辐射反射计.测量程序，单位为μm。

辐射系数：按照ASTM C1371使用便携式辐射率仪测定接近室温的材料的发射率的标准试验方法，单位为%。

散热效果：用固定功率为360W的固纬（Gwinstek）单通道直流电源型号为SPS-3610给嵌在聚四氟乙烯板里的铜块加热，导热硅胶片自粘性面贴在铜块，将温度计放置在导热硅胶片另一面表面，测试10min后的温度读数，单位℃。

下面将结合实施例1-3与对比例1-4对此做进一步说明。

实施例1：

本实施例1提供一种单面自粘性导热硅胶片，其具有层状结构，参见图1所示，包括导热硅胶片层2，在所述的导热硅胶片层2的上表面设有离型膜层1，在所述的导热硅胶片层2的下表面设有辐射散热涂层3。

其中，离型膜层1为离型力1-3 g的氟素PET离型膜，厚度为50 μm。

导热硅胶片层为导热硅胶片，其表面粘性6#球，导热系数7.0 W/(m*k)，击穿电压8.5 KV/mm，厚度为200 μm。

辐射散热涂层3为石墨烯绝缘散热涂料层，垂直导热系数为25W/(m*k)，水平导热系数为30 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5μm，辐射系数为91%，厚度为20 μm。

本实施例1获得的单面自粘性导热硅胶片在除去离型膜后的厚度为220 μm，测试其导热系数为7.0 W/(m*k)，其辐射散热系数为91%。最终散热效果的温度为45.8℃。

实施例2：

本实施例2提供一种单面自粘性导热硅胶片，其具有层状结构，参见图1所示，包括导热硅胶片层2，在所述的导热硅胶片层2的上表面设有离型膜层1，在所述的导热硅胶片层2的下表面设有辐射散热涂层3。

其中，离型膜层1为离型力1-3 g的氟素PET离型膜，厚度为50 μm。

导热硅胶片层为导热硅胶片，其表面粘性6#球，导热系数5.0 W/(m*k)，击穿电压7.5 KV/mm，厚度为300 μm。

辐射散热涂层3为石墨烯绝缘散热涂料层，垂直导热系数为35W/(m*k)，水平导热系数为40 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5μm，辐射系数为93%，厚度为15 μm。

本实施例2获得的单面自粘性导热硅胶片在除去离型膜后的厚度为315 μm，测试其导热系数为5.0W/(m*k)，其辐射散热系数为93%。最终散热效果的温度为46.1℃。

实施例3：

本实施例3提供一种单面自粘性导热硅胶片，其具有层状结构，参见图1所示，包括导热硅胶片层2，在所述的导热硅胶片层2的上表面设有离型膜层1，在所述的导热硅胶片层2的下表面设有辐射散热涂层3。

其中，离型膜层1为离型力1-3 g的氟素PET离型膜，厚度为50 μm。

导热硅胶片层为导热硅胶片，其表面粘性6#球，导热系数3.0 W/(m*k)，击穿电压6.5 KV/mm，厚度为500 μm。

辐射散热涂层3为石墨烯绝缘散热涂料层，垂直导热系数为45W/(m*k)，水平导热系数为50 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5μm，辐射系数为95%，厚度为20 μm。

本实施例3获得的单面自粘性导热硅胶片在除去离型膜后的厚度为520 μm，测试其导热系数为3.0W/(m*k)，其辐射散热系数为95%。最终散热效果的温度为46.3℃。

对比例1：

本对比例1与实施例1不同的是，对比例1将实施例1所述的辐射散热涂层3替换为常规液态硅胶涂层，所述为常规液态硅胶涂层的硬度为50 A，无辐射散热效果。

本对比例1获得的单面自粘性导热硅胶片的厚度为220 μm，其导热系数为7.0 W/(m*k)。最终散热效果的温度为58.6℃。

对比例2：

本对比例2与实施例2不同的是，对比例2将实施例2所述的辐射散热涂层3替换为常规液态硅胶涂层，所述为常规液态硅胶涂层的硬度为50 A，无辐射散热效果。

本对比例2获得的单面自粘性导热硅胶片的厚度为315 μm，其导热系数为5.0 W/(m*k)。最终散热效果的温度为63.1℃。

对比例3：

本对比例3与实施例3不同的是，对比例3将实施例3所述的辐射散热涂层3替换为常规液态硅胶涂层，所述为常规液态硅胶涂层的硬度为50 A，无辐射散热效果。

本对比例3获得的单面自粘性导热硅胶片的厚度为520 μm，其导热系数为3.0 W/(m*k)。最终散热效果的温度为66.4℃。

对比例4：

本对比例4与实施例1不同的是，对比例4将实施例1所述的辐射散热涂层3替换为常规辐射散热涂层，所述常规辐射散热涂层为醋酸纤维/纳米二氧化硅颗粒，其辐射散热系数为91%，但其水平导热系数较低，水平散热效果可忽略。

本对比例4获得的单面自粘性导热硅胶片的厚度为520 μm，其导热系数为3.0 W/(m*k)。最终散热效果的温度为50.4℃。

可以理解的是，以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，包括导热硅胶片层（2），在所述的导热硅胶片层（2）的上表面设有离型膜层（1），在所述的导热硅胶片层（2）的下表面设有辐射散热涂层（3）；所述辐射散热涂层（3）为石墨烯绝缘散热涂层、碳纤维绝缘散热涂层或石墨烯碳纤维混合绝缘散热涂层中的一种。

2.根据权利要求1所述的单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，所述辐射散热涂层（3）的厚度为10-30 μm。

3.根据权利要求1所述的单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，所述辐射散热涂层（3）的垂直导热系数为15-100 W/(m*k)，水平导热系数为20-150 W/(m*k)，辐射波长为8-13.5μm，辐射系数为90%-95%。

4.根据权利要求1所述的单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，所述离型膜层（1）为PET硅油离型膜、PET非硅离型膜、PET氟素离型膜中的一种。

5.根据权利要求1所述的单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，所述离型膜层（1）的厚度为30-100 μm，离型力为1-10 g。

6.根据权利要求1所述的单面自粘性导热硅胶片，其特征在于，所述导热硅胶片层（2）的厚度为100-1000 μm，表面粘性＞5#球，导热系数＞1 W/(m*k)，击穿电压＞5 KV/mm。