WO2013060256A1 - 具有保护层结构的碳层材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有保护层结构的碳层材料及其制备方法，属于碳材料技术领域。该方法包括有如下步骤：步骤1，釆集待进行聚合物气相沉积的碳层材料；步骤2，将前述碳层材料转入到聚合物气相沉积的设备的腔体之中，进行聚合物气相沉积操作；步骤3，在所述的聚合物气相沉积层的厚度达到预设厚度的情况下，完成聚合物气相沉积操作，其中该预设厚度在0.05-15微米之间。利用本发明，在碳层材料外围通过聚合物气相沉积的方式生成镀膜，来将现有的碳层材料的保护层的厚度大幅度降低，从而有效提升碳层材料应用于导热目的情况下的散热效率，以及应用于其它需要在碳层材料上设置保护层的场合。

Description

具有保护层结构的碳层材料及其制备方法 技术领域

本发明属于碳材料技术领域。 背景技术

碳层材料， 主要指的是具有碳成分所组成的薄层材料， 或块状材料。 其中， 典 型的为石墨膜材料。

目前， 石墨膜材料因其优异的特性， 包括高导热性、 耐热、 耐腐蚀以及高导电 性， 在目前的工业应用中， 广泛应用在电子类产品散热、 耐热密封材料、 发热体等 技术领域。

比如， 目前广泛使用的手持终端中， 其中的智能手机因为自身的尺寸小、 电子 元件密集度高、 发热量大等特点， 需要通过高散热、 轻质、 性能稳定的材料来实现 散热功能。 在实际应用中， 具有高散热性能的石墨膜材料， 是优良的解决方案。

但石墨膜材料有一个不足之处， 就是材料的组成部分可能会发生局部破碎现 象， 从而造成破碎的片状或块状材料散落在应用场所中。 如果所应用的场所中包括 有电路板或电子元件等结构的话， 破碎的石墨膜材料就有可能造成设备短路， 或者 其它的损伤。

为了避免这一不足之处， 目前釆用的方案是： 将石墨膜材料贴附外保护层， 该 外保护层一般釆用塑料膜来实现。 利用该外保护层起到防止石墨膜材料破碎的功 能， 同时增加石墨膜材料在使用状态下的强度。

典型的实施情况， 是在石墨膜材料的上下表面涂上胶粘剂层， 通过该胶粘剂层 的粘附作用， 在上下表面各贴上一层外保护层。 然后， 在其中的一个外保护层外侧 再涂上压敏胶， 进而在该压敏胶的外围贴上离型层。 在使用该石墨膜材料时， 揭掉 前述的离型层， 利用压敏胶将石墨膜材料贴附在需要散热的热源表面， 即可实现本 发明所描述的散热功能。 比如， 在目前苹果电脑公司所出产的 iphon 智能手机上 所使用的石墨膜散热材料， 就是通过该类方式进行保护处理的。 其它的高端智能手 机上所使用的石墨膜材料， 通常也是这种结构形式。

需要指出的是， 当前的技术有极大的不足之处， 主要原因在于： 所涂覆的胶粘 剂层， 通常会有 5-15微米厚， 而外保护层的厚度通常又会达到 5-15微米厚。 而在 应用于手机终端的情况下， 所使用的石墨膜材料的厚度， 大多数也不过在 10-80微 米之间。

因此， 所涂覆的胶粘剂层及保护层， 累加起来的厚度很大， 甚至能够接近或超 过导热用石墨膜材料的厚度， 而它们均是热的不良导体。 现有的结构形式， 显著地 降低了石墨膜材料接收及散发热量的速度。

如何能够在避免碳层材料破碎、 增加碳层材料使用强度的同时， 减少碳层材料 外围的包覆层的厚度， 是目前需要解决的问题。 发明内容

本发明的目的， 是提供一种具有保护层结构的碳层材料及其制备方法， 是在碳 层材料外围通过聚合物气相沉积的方式生成镀膜，来将现有的碳层材料的保护层的 厚度大幅度降低， 从而有效提升碳层材料应用于导热目的情况下的散热效率， 以及 应用于其它需要在碳层材料上设置保护层的场合。

本发明提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，该方法包括有如下步 骤：

步骤 1， 釆集待进行聚合物气相沉积的碳层材料；

步骤 2， 将前述碳层材料转入到聚合物气相沉积的设备的腔体之中， 进行聚合 物气相沉积操作；

步骤 3， 在所述的聚合物气相沉积层的厚度达到预设厚度的情况下， 完成聚合 物气相沉积操作， 其中该预设厚度在 0. 05-15微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 优选为 0. 2-6微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 优选为 0. 6-2. 5微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 进一步优选为 1. 0-1. 5微米之间。 进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料。

进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 10-70微米之间的柔性人造石墨膜材料。 进一步， 所述的碳层材料， 为天然石墨所构成的碳层材料。

进一步， 所述的碳层材料， 为通过石墨烯所组成的石墨烯材料。

进一步， 所述的碳层材料， 包括有碳层基材部分， 以及碳层叠加部分， 其中碳 层基材部分的面积尺寸大于碳层叠加部分，而该碳层叠加部分置放于碳层基材部分 之上。

进一步，所述的碳层叠加部分，包括有两层及两层以上的碳层叠加部分，其中， 位于顶部方向的碳层叠加部分的尺寸小于位于底部方向上的碳层叠加部分的尺寸。

进一步， 所述的碳层叠加部分通过胶粘剂和碳层基材部分相互间粘合。

进一步， 所述的胶粘剂是有机胶粘剂， 或金属材料。

进一步， 所述的碳层叠加部分， 为厚度在 5-200微米之间的铜片或铝片。

进一步， 在碳层材料表面加置包括金属丝或者金属屑在内的金属体， 再进行聚 合物气相沉积。

进一步，所述的金属体，通过胶粘剂固定在碳层材料上之后，再进行镀膜操作。 进一步， 通过加热前述的碳层材料和金属体两者至少其一的方式， 使金属体至 少发生部分熔化， 然后利用熔化后再凝固的粘附作用， 使其相互间固定位置， 再进 行聚合物气相沉积镀膜操作。

本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，该方法包括有如下 步骤：

步骤 S210 ,将碳层材料整体进行聚合物气相沉积的镀膜操作，其镀膜的厚度在

0. 05-15微米之间；

步骤 S220， 将聚合物气相沉积处理后的材料切割成分体结构；

步骤 S230 ,对应着分体结构设置尺度内縮的内縮型层片，将该内縮型层片以尺 寸内縮的方式加置于叠放的分体结构之间， 再次进行聚合物气相沉积， 其聚合物气 相沉积镀膜的厚度在 0. 05-15微米之间；

步骤 S240 ,完成聚合物气相沉积之后，将邻近的内縮型层片和分体结构之间进 行分离， 完成对分体结构切割后的暴露边缘的聚合物气相沉积镀膜操作。

进一步， 所述的内縮型层片， 是通过硅胶片或塑料片两者至少其一实现的。 进一步，所述的内縮型层片，相对于分体结构的平面尺寸，均匀向内收縮 0. 5-10 毫米。

进一步， 所述的内縮型层片， 是厚度在 10-2000微米之间的片状结构。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 为 0. 2-6微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 料。 本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，对碳层材料进行单 层镀膜， 镀膜的方式包括有如下步骤，

步骤 S310 , 设置涂有压敏胶的基板；

步骤 S320 ,对应着前述基板上的压敏胶位置贴上碳层材料，对碳层材料进行聚 合物气相沉积操作；

步骤 S330 ,聚合物气相沉积镀膜的厚度选择在 0. 05-15微米之间，在聚合物气 相沉积操作完毕后， 将碳层材料从前述的基板上揭下来。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 为 0. 2-6微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 料。

本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，在针对于碳层材料 进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 将碳层材料进行全面镀膜的方式包括有如下步 骤，

步骤 S410 ,针对于需要进行聚合物气相沉积的碳层材料，在其上选取两个或者 两个以上的待接触点；

步骤 S420 , 随着聚合物气相沉积操作的进行，变换这两个或两个以上待接触点 的掩盖状况， 使其不在同一时间内同时掩盖碳层材料；

步骤 S430 ,聚合物气相沉积镀膜的厚度选择在 0. 05-15微米之间，在进行全部 的聚合物气相沉积的镀膜操作后， 完成针对于碳层材料的全面镀膜操作。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 为 0. 2-6微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 料。

本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，在针对于碳层材料 进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 进行延伸包边镀膜的方式包括有如下步骤，

步骤 S510 , 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S520 , 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料；

步骤 S530 ,针对于碳层材料的一侧进行聚合物气相沉积的镀膜操作，其镀膜的 厚度在 0. 05-15微米之间，之后再将其揭开针对于另外一侧再进行聚合物气相沉积 的镀膜处理操作， 其镀膜的厚度同样在 0. 05-15微米之间；

步骤 S540, 在保留两次镀膜的包边的情况下， 去掉多余镀膜部分。

进一步， 保留延伸于碳层材料之外 2-20毫米的两次镀膜的包边区域， 而将其 它部分的包边做切除处理。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 为 0. 2-6微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 料。

本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，在针对于碳层材料 进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 内外层进行厚度差异化镀膜的方式包括有如下步 骤，

步骤 S610, 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S620, 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料；

步骤 S630, 进行聚合物气相沉积镀膜， 之后将其揭开， 在另外一侧继续进行聚 合物气相沉积的镀膜操作，

其中， 在前述的其中一侧镀膜的厚度为 1-15微米， 作为外层， 在其中的另外 一侧镀膜的厚度为 0. 05-2微米， 作为内层。

进一步， 所述的聚合物气相沉积的材料， 为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 料。

本发明还提供一种具有保护层结构的碳层材料， 该材料包括：

碳层材料， 它是由石墨材料和 /或石墨烯所组成的物质层；

聚合物气相沉积层，它是通过在前述碳层材料上进行聚合物气相沉积所形成的 物质层， 其厚度在 0. 05-15微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 优选为 0. 2-6微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 优选为 0. 6-2. 5微米之间。

进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 进一步优选为 1. 0-1. 5微米之间。 进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料或石墨烯材 进一步， 所述的碳层材料， 为厚度在 10-70微米之间的柔性人造石墨膜材料。 进一步， 所述的碳层材料， 包括有碳层基材部分， 以及碳层叠加部分， 其中碳 层基材部分的面积尺寸大于碳层叠加部分，而该碳层叠加部分置放于碳层基材部分 之上。

进一步，所述的碳层叠加部分，包括有两层及两层以上的碳层叠加部分，其中， 位于顶部方向的碳层叠加部分的尺寸小于位于底部方向上的碳层叠加部分的尺寸。

进一步， 所述的碳层叠加部分通过胶粘剂和碳层基材部分相互间粘合。

进一步， 所述的碳层叠加部分， 为厚度在 5-200微米之间的铜片或铝片。

进一步， 在碳层材料表面加置有包括金属丝或者金属屑在内的金属体。

进一步， 对应着分体结构， 设置尺度内縮的内縮型层片， 其中该分体结构是通 过切割已聚合物气相沉积镀膜处理后的碳层材料所获得的，其中该内縮型层片用以 通过尺寸内縮的方式加置于叠放的分体结构之间后进行聚合物气相沉积操作。

进一步， 所述的内縮型层片， 是通过硅胶片或塑料片两者至少其一实现的。 进一步，所述的内縮型层片，相对于分体结构的平面尺寸，均匀向内收縮 0. 5-10 毫米。

进一步， 对碳层材料进行单层镀膜时， 设置涂有压敏胶的基板， 其中该基板用 以通过其上的压敏胶位置贴上碳层材料后进行聚合物气相沉积操作。

进一步， 针对于所述的碳层材料， 设置具有两个或两个以上的能够对碳层材料 进行位置限定的固定组件， 以及固定状态控制组件， 来控制两个或两个以上的固定 组件不会同时接触碳层材料，且在聚合物气相沉积时间内相互轮替着对碳层材料进 行固定。

进一步， 针对于所述的碳层材料， 两侧均设置有聚合物气相沉积镀膜材料， 其 中， 相对的聚合物气相沉积镀膜材料形成延伸于碳层材料之外的包边。

进一步， 前述的包边， 保留延伸于碳层材料之外 2-20毫米的包边区域。

进一步， 在碳层材料上的两侧均设置有聚合物气相沉积层， 其中一侧镀膜的厚 度为 1-15微米， 作为外层， 在其中的另外一侧镀膜的厚度为 0. 05-2微米， 作为内 层。 附图概述

图 1是本发明所描述的碳层材料和聚合物气相沉积层的分解示意图。 图 2是设置有碳层叠加部分的碳层材料的示意图。

图 3是设置有金属体的碳层材料的示意图。

图 4是聚合物气相沉积镀膜后碳层材料的分割状况的示意图。

图 5是分体结构和内縮型层片之间位置关系的示意图。

图 6是分体结构和内縮型层片之间相互间套叠的示意图。

图 7是设置有压敏胶粘剂层的基板的示意图。

图 8是设置有基板、 压敏胶粘剂层和碳层材料实施例的示意图。 本发明的最佳实施方案

在本发明中， 通过聚合物气相沉积的方式， 在碳层材料上生成薄膜层， 利用该 薄膜层， 能够便利地赋予碳层材料保护层结构。

具体说来， 本发明提供了一种具有保护层结构的碳层材料， 该材料包括： 碳层材料， 优选的情况， 是由石墨材料和 /或石墨烯所组成的物质层， 另外， 也可以是其它的碳成分所组成的层状结构， 当然也不限定；

聚合物气相沉积层，它是通过在前述碳层材料上进行聚合物气相沉积所形成的 物质层， 其厚度在 0. 05-15微米之间。

下面结合着具体的实施例， 来对本发明所述材料的制备方法进行说明。

步骤 1， 釆集待聚合物气相沉积的碳层材料；

在本实施例中， 所选的碳层材料， 可以是天然的碳层材料， 也可以是人造的碳 层材料。

在本发明中， 所述的碳层材料， 作为典型的实施例， 优选为 1-150微米之间的 石墨膜材料。 特别应用于导热方面， 当然， 也不限定。

特别是针对于人造石墨膜材料而言。 所述的碳层材料， 更优选为厚度在 10-70 微米之间的柔性人造石墨膜材料。 该类型的石墨膜材料， 具有良好的可折叠性能以 及导电、 散热性能。

作为举例， 目前常用的人造石墨膜材料， 比如厚度为 25微米的人造石墨膜材 料， 应用在一些智能手机中， 其导热率能够达到 1500-1900W/mk， 甚至更高。 利用 如此高导热率的材料， 对实现智能手机的小型化是非常有必要的。

但目前， 针对于该种类型的人造石墨膜材料， 为了防止石墨膜材料在使用过程 中发生破裂， 或者产生碎屑等现象， 对其进行的防护方式， 是在石墨膜材料的表层 涂覆胶粘剂层， 进而在胶粘剂层上覆盖一层外保护层。 比如说， 对于 25微米的人 造石墨膜来说， 所涂覆的胶粘剂层可能会达到 5-15微米， 而所覆盖的外保护层， 又会达到 5-15微米， 于是， 人造石墨膜的导热优势， 在设置上导热率很低的胶粘 剂层和保护膜之后， 会损失很大。

因此， 对于导热率很高的人造石墨膜材料， 为了起到保护作用， 且减少因胶粘 剂层和外保护层所造成的散热性能的损失， 尤其适用本发明。

另外， 石墨烯材料同样具有良好的导热性能， 利用石墨烯材料相互间叠加所构 成的散热材料， 类似于前述的石墨膜材料。 在利用石墨烯材料实现散热目的时， 同 样可以利用本发明进行聚合物气相沉积操作。 作为典型的实施例， 可优选为 1-150 微米之间的石墨烯材料。这是因为石墨烯材料太薄的时候，同样也会影响导热能力。

所述的石墨烯材料和石墨膜材料， 两者之间还可以进行混合或叠加的操作， 制 成石墨烯材料和石墨膜材料相复合的材料形式。

当然， 天然石墨所构成的碳层材料， 也同样可以应用于本发明。

作为举例， 在本实施例中所选的碳层材料， 为 30微米厚度的人造石墨碳层材 料， 为薄片状， 上下底面是 20cmX 25cm的长方形片状结构。

步骤 2， 将前述的碳层材料转入到聚合物气相沉积设备的腔体之中， 进行聚合 物气相沉积操作；

继续前面所述的实施例。 将前述的长方形片状碳层材料， 置放到聚合物气相沉 积设备的腔体之中。 在本实施例中， 作为举例， 所釆用的聚合物气相沉积的物质， 为聚对二甲苯。

所述的聚对二甲苯， 又称为派瑞林， 或者 Parylene, 是一种聚合物气相沉积高 分子聚合物材料。 该聚合物气相沉积材料， 在聚合物气相沉积的腔体环境中， 在气 相沉积过程中能够发生聚合反应， 生成性能稳定、 绝缘性能好的高分子聚合材料。 它是在真空条件下所进行的化学聚合物气相沉积。

作为举例， 将前述的 30微米厚度的碳层材料， 在聚对二甲苯的聚合物气相沉 积腔体中置放， 将条件调整至聚合物气相沉积所需要的温度及真空度， 展开聚合物 气相沉积操作。

另外， 还可以使用聚酰亚胺材料进行聚合物气相沉积。 聚酰亚胺同样具有良好 的成膜方面的聚合性能。 在本发明中， 聚酰亚胺材料能够转变为气相状态， 在进行 聚合物气相沉积时， 发生聚合反应， 生成聚合后的聚酰亚胺薄层。 聚酰亚胺的成膜 性能非常强， 但进行聚合物气相沉积时， 通常要求比聚对二甲苯聚合物气相沉积更 高的真空度； 当然， 也并非限定。

步骤 3， 在所述的聚合物气相沉积获得的膜层的厚度达到预设厚度的情况下， 完成聚合物气相沉积， 其中， 该预设厚度， 在 0. 05-15微米之间。

设置该厚度的原因在于， 如果前述的聚合物气相沉积获得的膜层的厚度低于

0. 05微米的话， 因为膜层太薄的缘故， 对碳层表面的保护作用就会降低， 而且无法 有效地提高膜材料的轫性； 如果其厚度大于 15微米的话， 又会因为自身的厚度太 大， 影响原碳层的导热性能； 另外， 如果原有的碳层材料是具有柔性、 可折叠的石 墨膜材料的话， 那么， 如果厚度太大， 还会影响该石墨膜材料的柔性。

进一步， 所述的聚合物气相沉积获得的膜层， 厚度优选为 0. 2-6微米。 在该厚 度范围内， 所述的聚合物气相沉积获得的膜层， 既可以防止碳层表面的材料脱落， 同时也具有较好的强度， 较高的柔软性。

进一步，所述的聚合物气相沉积获得的膜层，厚度更优的选择为 0. 6-2. 5微米， 在该范围之间的聚合物气相沉积厚度， 既可以保持较好的强度， 也可以保持碳层材 料的柔轫性； 另外， 因为自身的厚度有限， 对碳层材料的导热性能影响较小。 同时， 该厚度的情况下， 也便于进行加工控制。

更进一步， 所述的聚合物气相沉积层的厚度， 为了使其具有良好的散热性能， 还可以将膜层的厚度控制在 1. 0-1. 5微米之间， 在该厚度上， 能够良好地保持碳层 材料的散热性能， 以及碳层材料的柔轫性。

图 1是展示了本发明所描述的碳层材料和聚合物气相沉积材料的分解示意图。 其中的碳层材料 100为基材，聚合物气相沉积层 200为在碳层材料 100上的气 相沉积镀层， 经过聚合物气相沉积操作之后， 形成良好的结合状态。

在本发明中， 针对于碳层材料所进行的聚合物气相沉积操作， 还具有更多的技 术特征， 下面继续进行说明。

(一）针对于碳层材料的基材， 还可以设置碳层叠加部分， 然后针对于碳层材 料基材和碳层叠加部分两者共同进行聚合物气相沉积操作。

参图 2所示， 这儿展示了碳层材料作为基材的实施例， 在这儿将其称为碳层基 材部分 400， 在碳层基材部分 400上还设置有碳层叠加部分 410。 所述的碳层叠加 部分 410是一个圆形结构。 前述的碳层基材部分 400的面积尺寸， 大于碳层叠加部 分 410的面积尺寸。在使用中， 将该碳层叠加部分 410依附于碳层基材部分 400进 行固定， 然后对其进行聚合物气相沉积操作。

所述的碳层叠加部分 410， 可以釆用同样的碳层材料来制作， 也可以釆用和碳 层基材部分 400不同的材料进行制作。 比如说， 当所述的碳层基材部分 400为 30 微米厚度的石墨膜材料的话，所述的碳层叠加部分 410也同样可以釆用该规格的石 墨膜材料来制作。

另外， 也可以将前述的碳层叠加部分 410釆用其它规格的石墨材料， 比如 50 微米厚的天然石墨片。

另外， 前述的碳层叠加部分 410， 还适合釆用金属材料来制作。 这是因为金属 同样具有良好的导热性能， 而且， 径向的导热性能良好， 但石墨材料径向的导热性 能则较低。 作为优选的实施例， 可以釆用 5-200微米的铜片或铝片， 来制作碳层叠 加部分 410。 当然， 也可以釆用其它的热的良导体来制作碳层叠加部分 410。

前述的碳层叠加部分和碳层基材部分， 在进行共同的聚合物气相沉积之前， 适 合相互间进行封闭处理， 使其相互间紧密接触。 该封闭处理， 作为优选的实施例而 非限定， 可以通过胶粘剂来实现。 基于胶粘剂将前述的碳层叠加部分 410和碳层基 材部分 400两者之间进行固定， 然后进行聚合物气相沉积操作。

所述的胶粘剂， 作为举例而非限定， 可以釆用有机胶粘剂， 比如压敏胶粘剂， 或者导热性能较强的硅胶材料等。 另外， 也可以釆用金属片或者金属粉或者金属颗 粒， 通过将其加热熔化的方式， 经熔化后再凝固的粘附作用， 来达到固定效果。

(二）将所述的碳层材料作为基材， 在其上布局以金属丝或者金属屑， 然后进 行聚合物气相沉积镀膜。

利用分布在碳层材料基材上的金属丝或者金属碎屑一类的金属体， 能够提高整 体的散热材料与外界的接触面积， 更便于接收外界的热量， 或者向外界散发热量。

参图 3所示， 在碳层材料 100上， 分布有金属体 500， 该金属体 500适合釆用 金属丝或者金属屑等尺度较小的金属结构来实现。 所述的金属体 500， 分布在碳层 材料 100上后， 就可以直接进行聚合物气象沉积镀膜操作。

另外， 所述的金属体 500， 还可以通过胶粘剂固定在碳层材料 100上之后， 再 进行聚合物气象沉积镀膜操作。

另外，还可以通过快速加热前述的碳层材料 100或者金属体 500两者至少其一 的方式， 使金属体 500至少发生部分熔化， 然后利用熔化后再凝固的粘附作用， 使 其相互间固定位置， 进而再进行聚合物气相沉积镀膜操作。 (三）进行聚合物气相沉积镀膜之后的碳层材料， 将其分割， 将分割之后的分 体结构， 进行具有封闭效果的镀膜操作。

具体说来， 其操作方法包括有如下步骤：

步骤 S210,将碳层材料整体进行聚合物气相沉积的镀膜操作，其镀膜的厚度在 0. 05-15微米之间;

步骤 S220， 将聚合物气相沉积处理后的材料切割成分体结构；

步骤 S230,对应着分体结构设置尺度内縮的内縮型层片，将该内縮型层片以尺 寸内縮的方式加置于叠放的分体结构之间， 再次进行聚合物气相沉积， 其聚合物气 相沉积镀膜的厚度在 0. 05-15微米之间；

步骤 S240,完成聚合物气相沉积之后，将邻近的内縮型层片和分体结构之间进 行分离， 完成对分体结构切割后的暴露边缘的聚合物气相沉积镀膜操作。

结合着图 4、 图 5和图 6来对前面的步骤进行说明如下：

首先， 将碳层材料 100利用前述的聚合物气相沉积的方式， 来进行镀膜处理。 然后， 将聚合物气相沉积之后的碳层材料， 进行分割， 分割的方式， 釆用切割 即可。 如图 4所示， 一个整体镀膜后的碳层材料 100被分割成了四个 "凹"字形状 的分体结构 110。

接着， 参图 5所示， 设置尺度内縮的内縮型层片 600。 所述的内縮型层片 600， 指的是形状与前述的分体结构 110—致或近似， 但沿着平面方向上的边缘部分， 均 匀向内收縮的结构。 比如， 作为优选的实施例， 所述的内縮型层片， 相对于分体结 构的平面尺寸， 均匀向内收縮 0. 5-10毫米。

该内縮型层片，作为优选的实施例，釆用硅胶片或塑料片两者至少其一来实现。 比如， 可以单独利用硅胶片来实现， 比如， 厚度为 1毫米的硅胶片； 也可以釆用塑 料片来实现， 比如厚度为 1毫米左右的塑料片， 而且所述的塑料片， 优选为柔软的 塑料片； 另外， 还可以釆用硅胶片和塑料片相互间固定在一起的复合材料来实现。

在实际应用中， 前述的内縮型层片， 优选的厚度在 10-2000微米之间， 适合釆 用片状结构来实现； 当然， 也并非限定。

参图 5所示， 这儿所展示附图中， 分体结构 110为 "凹"字形状； 对应地， 内 縮型层片 600也同样是 "凹"字形状， 但其平面尺寸的边缘均匀内縮。

在使用中， 将内縮型层片垫在相邻近的分体结构之间， 而且， 内縮型层片和相 邻的分体结构的边缘之间， 适合安排均匀的内縮距离。 如图 6所示， 分体结构 110 和内縮型层片 600之间， 相互间套叠， 分体结构 110的边缘部分均突出于内縮型层 片 600之外。

完成前述的套叠操作之后， 对其进行聚合物气相沉积的镀膜处理操作。

于是， 分体结构 110上被内縮型层片 600所掩盖的部分， 均无法进行聚合物气 相沉积操作； 其它的部分， 特别是暴露于外的、 因切割所造成的边缘部分， 则可以 有效地进行聚合物气相沉积操作。 利用这种操作方式， 能够将切割后的边缘部分进 行真空聚合物气相沉积的镀膜操作，而不会对被内縮型层片所掩盖部分进行镀膜操 作。

当完成再次的真空聚合物气相沉积的镀膜操作之后，将邻近的各个内縮型层片 600和分体结构 110之间进行分离。 比如将邻近的内縮型层片 600和分体结构 110 之间一一揭开， 就可以获得已切割边缘部分从新完成镀膜密封操作的分体结构 110 了。

(四）在进行碳层材料的镀膜处理时， 还可以仅仅对碳层材料的一个侧面进行 镀膜处理， 而对另外一个侧面不进行镀膜处理。

具体说来， 进行单层镀膜的方式包括有如下步骤：

步骤 S310, 设置涂有压敏胶的基板；

步骤 S320,对应着前述基板上的压敏胶位置贴上碳层材料，对碳层材料进行聚 合物气相沉积操作；

步骤 S330,聚合物气相沉积镀膜的厚度选择在 0. 05-15微米之间，在聚合物气 相沉积操作完毕后， 将碳层材料从前述的基板上揭下来。

参图 7所示， 首先设置基板 700， 在该基板 700上涂覆上压敏胶粘剂层 710， 该压敏胶粘剂层 710适合为低剥离度的压敏胶。 所述的低剥离度， 指的是所述的碳 层材料在压敏胶粘剂层 710上进行粘附之后， 如果再次被揭开， 不会被该压敏胶粘 剂层 710的粘合力所破坏。

针对于前述的设置有压敏胶粘剂层 710的基板 700， 将碳层材料在压敏胶粘剂 层 710上粘附之后，将其置放于真空聚合物气相沉积的腔体之中进行聚合物气相沉 积镀膜处理。这种情况下，碳层材料的另外一侧被所述的压敏胶粘剂层 710所保护， 无法进行聚合物气相沉积操作。 于是， 完成镀膜处理之后将该碳层材料揭开， 就获 得单个侧面进行镀膜处理的碳层材料了。

(五）在一次进行的聚合物气相沉积镀膜处理操作中， 对碳层材料的所有部分 均进行镀膜处理的方式。

这种方式的目的，是为了能够对碳层材料一次性地进行完整的真空聚合物气相 沉积处理。 这样进行的一个原因在于： 在进行聚合物气相沉积处理时， 需要对碳层 材料设置支撑点， 来支撑该碳层材料。 而该支撑点的位置， 则会造成真空聚合物气 相沉积的盲点。 如何消除该盲点， 作为举例而非限定， 可以釆用如下的步骤： 步骤 S410 ,针对于需要进行聚合物气相沉积的碳层材料，在其上选取两个或者 两个以上的待接触点；

步骤 S420 , 随着聚合物气相沉积操作的进行，变换这两个或两个以上待接触点 的掩盖状况， 使其不在同一时间内同时掩盖碳层材料；

步骤 S430 ,聚合物气相沉积镀膜的厚度选择在 0. 05-15微米之间，在进行全部 的聚合物气相沉积的镀膜操作后， 完成针对于碳层材料的全面镀膜操作。

作为举例， 可以这样进行：

利用夹持的方式， 比如夹子样式的结构， 来固定碳层材料。 在使用中， 只需要 夹住一个位置点， 就可以实现固定效果。

于是，可以对应设置具有两个或两个以上的能够对碳层材料进行位置限定的固 定组件， 以及固定状态控制组件， 来控制两个或两个以上的固定组件不会同时接触 碳层材料， 且在聚合物气相沉积时间内相互轮替着对碳层材料进行固定。 所述的固 定组件， 可以是类似于夹子那样的固定结构， 也可以是利用三个或三个以上的支撑 杆， 对碳层材料进行支持的结构。 所述的固定状态控制组件， 包括时钟结构， 通过 时钟及预设程序， 来对固定组件的固定状态进行调整， 使其轮换着对碳层材料实施 固定操作。

举例来说，可以针对于同一份碳层材料，设置具有三个位置夹持点的固定组件。 当其中一个夹持点处于夹持状态时， 其它的夹持点均不处于夹持状态。 比如说， 聚 合物气相沉积的总时间为六个小时的话， 就可以给每个夹持点分配两个小时的时 间。 两个小时之外， 该夹持点不处于夹持状态。

于是， 每个夹持点的位置处， 还可以分配 4个小时的聚合物气相沉积时间。 如 果聚合物气相沉积的速度是均衡的话， 那么， 在夹持点的位置， 其聚合物气相沉积 所获得镀膜的厚度， 是其它位置的 4/6 ; 虽然厚度有所减少， 但不会形成聚合物气 相沉积的盲点。

(六）利用聚合物气相沉积的方式， 对碳层材料产生具有包边的镀膜处理操作 方案。

这种方式下， 在进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 能够生成延伸于碳层材料之 外的镀膜结构。 该结构形式， 能够让用户便利地通过延伸于碳层材料之外的镀膜结 构， 来揭开或握持该碳层材料。 特别是， 通过这种结构能够明显提高碳层材料边缘 部分的抗拉伸程度。这是因为， 如果对碳层材料的边缘部分进行撕裂或拉伸操作的 话，直接的受力对象将是延伸于碳层材料之外的包边用的镀膜结构，而非碳层材料， 这样就有效地保护了碳层材料。

具体说来， 作为举例而非限定， 进行延伸包边镀膜的方式包括有如下步骤：

步骤 S510 , 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S520 , 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料；

步骤 S530 ,针对于碳层材料的一侧进行聚合物气相沉积的镀膜操作，其镀膜的 厚度在 0. 05-15微米之间，之后再将其揭开针对于另外一侧再进行聚合物气相沉积 的镀膜处理操作， 其镀膜的厚度同样在 0. 05-15微米之间；

步骤 S540 , 在保留两次镀膜的包边的情况下， 去掉多余镀膜部分。

下面通过具体的实施例来进行说明。

参图 8所示， 在本图所示的实施例中， 设置有基板 700。 在基板 700上， 设置 有压敏胶粘剂层 710。 所述的压敏胶粘剂层所对应的压敏胶粘剂的粘度， 是低剥离 度的。 所述的低剥离度， 指的是在其上面贴附碳层材料之后， 如果将碳层材料揭下 来， 不会因为前述胶粘剂的粘附作用， 而对碳层材料造成损伤。

于是， 针对于设置有压敏胶粘剂层 710的基板 700， 就可以贴附碳层材料 100。 这儿所描述的碳层材料 100，优选为具有柔性的石墨膜材料。作为举例，人造的 10-70 微米的石墨膜材料， 一般具有良好的柔性。 在这儿作为举例， 釆用的是 30微米厚 度的人造石墨膜材料， 其柔性良好。 将前述的石墨膜材料贴附在基板 700所对应的 压敏胶粘剂层 710上之后， 将其置入到聚合物气相沉积的腔体之中， 进行第一次气 相沉积操作。

在完成了预设的沉积厚度之后， 该沉积厚度作为举例而非限定， 可以将其取为 5微米。

然后， 连带着碳层材料 100上的聚合物气相沉积的镀膜成分， 将其从基板 700 上揭下来， 然后第二次进行气相沉积镀膜处理。

前述的第二次气相沉积镀膜处理， 还可以将具有第一次镀膜成分的那一侧， 选 择具有压敏胶粘剂层的基板，将该侧对应着粘贴、封闭之后，进行第二次镀膜处理。 这种方案， 可以有效地控制碳层材料 100 两侧的镀膜厚度。

需要指出的是， 如果第二次进行真空镀膜， 是直接将完成了第一次真空镀膜层 后的碳层材料， 在没有任何防护的情况下直接进行真空镀膜的话， 那么， 第二次进 行真空镀膜之后，会形成一侧的厚度较大，另一侧的厚度较小这一现象。这是因为， 厚度较大的一侧， 其厚度是第一次和第二次进行气相沉积镀膜的厚度总和； 而厚度 较薄的一侧， 其厚度仅仅对应着第二次进行气相沉积镀膜的镀膜厚度。

进而， 在保留两次镀膜所形成包边的情况下， 去掉多余镀膜部分。 作为优选的 实施例而非限定， 保留延伸于碳层材料之外 2-20毫米的包边区域， 而将其它部分 的包边做切除处理。

(七）针对于同一碳层材料，在其内外层设置不同的聚合物气相沉积镀膜厚度。 在进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 内外层进行厚度差异化镀膜的方式， 作为 举例而非限定， 包括有如下步骤：

步骤 S610, 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S620, 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料；

步骤 S630, 进行聚合物气相沉积镀膜， 之后将其揭开， 在另外一侧继续进行聚 合物气相沉积的镀膜操作，

其中， 在前述的其中一侧镀膜的厚度为 1-15微米， 作为外层， 在其中的另外 一侧镀膜的厚度为 0. 05-2微米， 作为内层。

通过前述的方式，所获得的一侧镀膜厚度比较厚，另外一侧的镀膜厚度比较薄。 这种结构在实际应用中， 具有广泛的价值。 这是因为， 设置有较厚镀膜的一侧作为 外层的话， 能够对整个的镀膜材料起到良好的保护作用， 使得其中的碳层材料能够 稳定地存在。 另一方面， 内层的镀膜厚度较薄， 这种结构形式， 在直接将内层贴附 在热源上的情况下， 热源的热量就可以非常有效地传输到碳层材料上了。

通过本发明， 能够实现非常突出的效果。 在当前已有的技术条件下， 针对于石 墨膜所设置的保护层， 其中包括涂覆的胶粘剂层， 通常会有 5-15微米厚， 而外保 护层的厚度通常又会达到 5-15微米厚。 于是， 保护层的总厚度约为 10-30微米。

而通过本发明所实现的聚合物气相沉积镀膜材料， 作为举例而非限定， 其单层 的厚度可以控制在 1. 0-1. 5微米左右， 为当前保护层总厚度的 10%左右； 当然还能 更薄。 现有技术中的保护层，以及本发明所釆用的气相沉积材料，均为热的不良导体， 其导热率较为接近。 作为举例， 将其导热率取为一致的情况下， 因为通过保护层的 导热速度和保护层的厚度成反比， 于是， 利用本发明， 将热量通过由胶粘剂层和外 保护层所组成的保护层结构的导热效率， 能够提高 5-10倍。 以上是对本发明的描述而非限定， 基于本发明思想的其它实施例， 亦均在本发 明的保护范围之中。

Claims

权 利 要 求

1.一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法， 其特征在于， 该方法包括有如 下步骤：

步骤 1， 釆集待进行聚合物气相沉积的碳层材料；

步骤 2， 将前述碳层材料转入到聚合物气相沉积的设备的腔体之中， 进行聚合 物气相沉积操作；

步骤 3， 在所述的聚合物气相沉积层的厚度达到预设厚度的情况下， 完成聚合 物气相沉积操作， 其中该预设厚度在 0. 05-15微米之间。

2.根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于：

所述的聚合物气相沉积层的材料， 为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一； 或者， 所述的碳层材料， 为厚度在 1-150微米之间的石墨膜材料。

3.根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于：

所述的碳层材料包括碳层基材部分、 以及碳层叠加部分，

其中碳层基材部分的面积尺寸大于碳层叠加部分，而该碳层叠加部分置放于碳 层基材部分之上。

4.根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 在所述碳层材料表面加置包括金 属丝或者金属屑在内的金属体， 再进行聚合物气相沉积。

5. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 该方法包括如下步骤： 步骤 S210 ,在所述权利要求 1的步骤 2中，将所述碳层材料整体进行聚合物气 相沉积的镀膜操作， 获得， 其如权利要求 1的步骤 3所述的厚度在 0. 05-15微米之 间的镀膜；

步骤 S220， 将聚合物气相沉积处理后的材料切割成分体结构；

步骤 S230 ,对应着分体结构设置尺度内縮的内縮型层片，将该内縮型层片以尺 寸内縮的方式加置于叠放的分体结构之间， 再次进行聚合物气相沉积， 其聚合物气 相沉积镀膜的厚度在 0. 05-15微米之间； 步骤 S240，完成聚合物气相沉积之后，将邻近的内縮型层片和分体结构之间进 行分离， 完成对分体结构切割后的暴露边缘的聚合物气相沉积镀膜操作。

6. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 在所述权利要求 1的步骤 2和 步骤 3中， 所述聚合物气相沉积是对碳层材料进行单层镀膜， 镀膜的方式包括有如 下步骤，

步骤 S310, 设置涂有压敏胶的基板；

步骤 S320,对应着前述基板上的压敏胶位置贴上碳层材料，通过前述权利要求 1中的步骤 2， 对碳层材料进行聚合物气相沉积操作；

步骤 S330, 通过前述权利要求 1中的步骤 3， 聚合物气相沉积镀膜的厚度选择 在 0. 05-15微米之间， 在聚合物气相沉积操作完毕后， 将碳层材料从前述的基板上 揭下来。

7. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 在所述权利要求 1的步骤 2和 步骤 3中， 在针对于碳层材料进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 将碳层材料进行全 面镀膜的方式包括有如下步骤，

步骤 S410,针对于需要进行聚合物气相沉积的碳层材料，在其上选取两个或者 两个以上的待接触点；

步骤 S420,通过前述权利要求 1中的步骤 2，随着聚合物气相沉积操作的进行， 变换这两个或两个以上待接触点的掩盖状况，使其不在同一时间内同时掩盖碳层材 料；

步骤 S430, 通过前述权利要求 1中的步骤 3， 聚合物气相沉积镀膜的厚度选择 在 0. 05-15微米之间， 在进行全部的聚合物气相沉积的镀膜操作后， 完成针对于碳 层材料的全面镀膜操作。

8. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 在所述权利要求 1的步骤 2和 步骤 3中， 在针对于碳层材料进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 进行延伸包边镀膜 的方式包括有如下步骤，

步骤 S510, 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S520, 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料； 步骤 S530， 通过前述权利要求 1中的步骤 2， 针对于碳层材料的一侧进行聚合 物气相沉积的镀膜操作，通过前述权利要求 1中的步骤 3，其镀膜的厚度在 0. 05-15 微米之间， 之后再将其揭开针对于另外一侧再进行聚合物气相沉积的镀膜处理操 作， 通过前述权利要求 1中的步骤 3， 其镀膜的厚度同样在 0. 05-15微米之间； 步骤 S540, 在保留两次镀膜的包边的情况下， 去掉多余镀膜部分。

9. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 在所述权利要求 1的步骤 2和 步骤 3中， 在针对于碳层材料进行聚合物气相沉积镀膜处理时， 内外层进行厚度差 异化镀膜的方式包括有如下步骤，

步骤 S610, 设置基板， 在该基板上涂覆压敏胶；

步骤 S620, 在设置有前述压敏胶的基板位置， 贴上碳层材料；

步骤 S630, 通过前述权利要求 1中的步骤 2， 进行聚合物气相沉积镀膜， 之后 将其揭开， 在另外一侧继续进行聚合物气相沉积的镀膜操作，

其中， 通过前述权利要求 1中的步骤 3， 在前述的其中一侧镀膜的厚度为 1-15 微米， 作为外层， 在其中的另外一侧镀膜的厚度为 0. 05-2微米， 作为内层。

10.—种具有保护层结构的碳层材料， 其特征在于， 该材料包括：

碳层材料， 它是由石墨材料和 /或石墨烯所组成的物质层；

聚合物气相沉积层，它是通过在前述碳层材料上进行聚合物气相沉积所形成的 物质层， 其厚度在 0. 05-15微米之间。