一種用於導熱的石墨片的製作方法

2023-05-27 18:31:02 1

本實用新型屬於石墨片技術領域，尤其涉及一種用於導熱的石墨片。

背景技術：

近年來，隨著電子技術的不斷發展，電子類產品不斷更新換代，其工作組件的尺寸越來越小，工作的速度和效率越來越高，其發熱量也越來越大，因此不僅要求其配備相應的導熱散熱元件，還要確保導熱散熱元件具有更強的導熱散熱能力，以保證產品性能的可靠性和延長其使用壽命。

石墨作為導熱散熱材料，因其特有的低密度和高導熱散熱係數及低熱阻成為現代電子類產品解決導熱散熱技術的首選材料。導熱石墨片不僅可以沿水平方向導熱，還可以沿垂直方向導熱，尤其運用片層狀結構，不僅可以更好地使其適用於任何產品的表面，還可有效的起到導熱散熱的作用。

然而，現有石墨片存在以下幾方面的不足：

1)由於傳統工藝的限度，由天然石墨製得的導熱石墨片在多角度彎曲時導熱散熱係數就會下降，從而大大降低了導熱石墨片的導熱散熱性能；而由合成石墨製得的導熱石墨片雖然其導熱散熱係數在多角度彎曲時影響不大，但其生產成本卻比較高；因此，目前上述兩種導熱石墨片的導熱性能的應用就被限定在平面熱傳導上，而無法應用在立體三維空間的熱傳導，大大限制了導熱石墨片的應用範圍。

2)目前電子系統朝向輕薄短小、高耐熱性、多功能性、高密度化、高可靠性且低成本的方向發展，而在功能上，則需要強大且高速訊號傳輸。然而隨著載板線路之間的彼此間距離越來越近，以及工作頻率朝向高寬帶化，導致電子元件間的電磁幹擾情形越來越嚴重，因此必須有效管理電磁兼容，從而來維持電子產品的正常訊號傳遞及提高可靠度；遺憾的是，現有導熱石墨片功能單一，無法有效克服雜波信號對電子產品產生的不良影響。

3)現有的導熱石墨片易產生石墨分層以及石墨邊緣有掉粉等不良現象，從而影響導熱石墨片的導熱散熱效果。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於：針對現有技術的不足，而提供一種具有三維導熱效果和抗電磁幹擾性能的石墨片，以解決現有導熱石墨片導熱效率較低和電磁屏蔽性能較差的問題。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種用於導熱的石墨片，所述石墨片由上表面至下表面依次包括保護膜層、發泡緩衝層、金屬吸波層、導熱石墨層、導熱壓敏膠層和離型膜層，所述保護膜層、所述發泡緩衝層、所述金屬吸波層、所述導熱石墨層、所述導熱壓敏膠層和所述離型膜層通過熱壓合工藝壓合成型，所述導熱石墨層的厚度為0.05～5mm，所述金屬吸波層的厚度為0.01～2mm，所述發泡緩衝層的厚度為0.01～1mm，所述發泡緩衝層、所述金屬吸波層、所述導熱石墨層和所述導熱壓敏膠層之間設置有相互連通的導氣孔道，所述導氣孔道的孔徑大小為1～200μm；且所述石墨片通過衝壓成型技術形成「幾」字形結構。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述保護膜層、所述發泡緩衝層、所述金屬吸波層、所述導熱壓敏膠層和所述離型膜層的邊緣位置均大於所述導熱石墨層的邊緣位置。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述保護膜層、所述發泡緩衝層、所述金屬吸波層、所述導熱壓敏膠層和所述離型膜層的邊緣位置超出所述導熱石墨層的邊緣位置的距離為1～3mm。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述導熱石墨層和所述金屬吸波層之間設置有第一粘接層，所述金屬吸波層和所述發泡緩衝層之間設置有第二粘接層。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述金屬吸波層為銅箔、鋁箔、銀箔、鎳箔或金屬合金。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述保護膜層為單面背膠的PET絕緣膜。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述導氣孔道的孔徑大小為5～50μm。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述導熱石墨層的厚度為0.5～1mm；所述金屬吸波層的厚度為0.1～1mm；所述發泡緩衝層的厚度為0.1～0.5mm。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述導熱壓敏膠層的厚度為0.1～1mm，所述保護膜層和所述離型膜層的厚度均為0.01～1mm。

作為本實用新型用於導熱的石墨片的一種改進，所述第一粘接層和所述第二粘接層的厚度均為0.1～1mm。設置粘接層能夠有效提高粘接效果，使膜層與膜層之間的粘力更好而不易脫落。

相比於現有技術，本實用新型的有益效果在於：

1)本實用新型通過將石墨片設置成「幾」字形結構，實現了導熱石墨片在三維立體空間的熱傳導，克服了現有導熱石墨片應用於二維平面導熱的局限，有效提高了導熱效率；利用金屬吸波層具有高熱傳導和電磁屏蔽性能，不僅可以增強石墨片對發熱元器件整體的導熱散熱效果，而且通過吸波材料吸收雜波的方式來有效減少電路板元器件之間的雜波幹擾；利用導氣孔道，可以使本實用新型粘貼在待導熱元器件時不起泡，保證粘貼完成後的石墨片表面光滑平整，同時導氣孔道還可加強導熱散熱效果；而且，本實用新型通過多層複合形成的石墨片，利用導熱石墨層實現水平方向的快速導熱散熱，利用金屬吸波層實現垂直方向的快速導熱散熱，因而具有很好的沿水平和垂直方向均勻高導熱散熱性能，大大提高了導熱散熱效果。

2)本實用新型設置的發泡緩衝層，一方面，增加石墨片整體的緩衝性，有效的保護了金屬吸波層和導熱石墨層，降低了其被壓迫損壞的概率；另一方面，增加了石墨片整體強度，提高了其韌性和彎曲性能，便於後續模切和衝壓加工。

3)本實用新型設置的導熱壓敏膠，貼覆於待導熱元器件時，既有利於與待導熱元器件的無縫連接，又利於熱量擴散，避免導熱石墨片局部過熱，從而提高了石墨片的性能和壽命。

4)本實用新型設置的保護膜層，具有優異的防塵、防刮、防氧化功能。

5)本實用新型通過增加石墨基材兩側膜層的面積，使石墨基材在加工過程中不容易碎裂，同時可防止石墨片在使用過程中的石墨粉和石墨顆粒脫落，從而避免電路短路和對線路板的電性影響，提高了產品的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型石墨片的剖視圖之一。

圖3為本實用新型石墨片的剖視圖之二。

圖中：1-保護膜層；2-發泡緩衝層；3-金屬吸波層；4-導熱石墨層；5-導熱壓敏膠層；6-離型膜層；7-導氣孔道；8-第一粘接層；9-第二粘接層。

具體實施方式

下面結合具體實施方式和說明書附圖，對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限於此。

如圖1～3所示，一種用於導熱的石墨片，石墨片由上表面至下表面依次包括保護膜層1、發泡緩衝層2、金屬吸波層3、導熱石墨層4、導熱壓敏膠層5和離型膜層6，保護膜層1、發泡緩衝層2、金屬吸波層3、導熱石墨層4、導熱壓敏膠層5和離型膜層6通過熱壓合工藝壓合成型，其中，保護膜層1為單面背膠的PET絕緣膜，發泡緩衝層2通過聚氨酯樹脂發泡形成，金屬吸波層3為銅箔、鋁箔、銀箔、鎳箔或金屬合金；導熱石墨層4的厚度為0.05～5mm，金屬吸波層3的厚度為0.01～2mm，發泡緩衝層2的厚度為0.01～1mm，導熱壓敏膠層5的厚度為0.1～1mm，保護膜層1和離型膜層6的厚度均為0.01～1mm；發泡緩衝層2、金屬吸波層3、導熱石墨層4和導熱壓敏膠層5之間設置有相互連通的導氣孔道7，導氣孔道7的孔徑大小為1～200μm；且石墨片通過衝壓成型技術形成「幾」字形結構，以實現石墨片在三維立體空間的熱傳導。其中，使用本實用新型時，只需撕掉離型膜層6，將石墨片直接粘貼在需導熱的產品即可，使用方便快捷。

在根據本實用新型的用於導熱的石墨片的一實施例中，導熱石墨層4的厚度為0.5～1mm；金屬吸波層3的厚度為0.1～1mm；發泡緩衝層2的厚度為0.1～0.5mm。

在根據本實用新型的用於導熱的石墨片的一實施例中，保護膜層1、發泡緩衝層2、金屬吸波層3、導熱壓敏膠層5和離型膜層6的邊緣位置均大於導熱石墨層4的邊緣位置。這樣可以使石墨基材在加工過程中不容易碎裂，同時可防止石墨片在使用過程中的石墨粉和石墨顆粒脫落，從而避免電路短路和對線路板的電性影響，提高了產品的可靠性。

在根據本實用新型的用於導熱的石墨片的一實施例中，保護膜層1、發泡緩衝層2、金屬吸波層3、導熱壓敏膠層5和離型膜層6的邊緣位置超出導熱石墨層4的邊緣位置的距離為1～3mm。

在根據本實用新型的用於導熱的石墨片的一實施例中，參照圖3，導熱石墨層4和金屬吸波層3之間設置有第一粘接層8，金屬吸波層3和發泡緩衝層2之間設置有第二粘接層9，第一粘接層8和第二粘接層9均為有機矽壓敏膠層、亞克力膠層和丙烯酸膠層中的至少一種；設置粘接層能夠有效提高粘接效果，使膜層與膜層之間的粘力更好而不易脫落。

在根據本實用新型的用於導熱的石墨片的一實施例中，第一粘接層8和第二粘接層9的厚度均為0.1～1mm。

根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上述的具體實施方式，凡是本領域技術人員在本實用新型的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬於本實用新型的保護範圍。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。