一種具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的製作方法

2023-05-17 08:06:16

本實用新型屬於石墨片技術領域，尤其涉及一種具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片。

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。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，現有散熱石墨片存在以下不足：

1)電磁屏蔽效果差；電子產品釋放出的電磁波，會給周圍的其它電子設備帶來電磁幹擾，使其工作異常，同時也會對人體健康造成危害。現有的散熱石墨片一般採用石墨和銅箔複合的層狀結構，雖然具有良好的散熱性能，但電磁屏蔽功能較弱。

2)散熱效率較低；現有的由多層石墨複合而成的散熱石墨片一般採用雙面膠複合，但雙面膠的導熱效果較差，會嚴重阻礙熱量的散發，從而大大降低石墨片的導熱散熱性能。

3)彈性及緩衝性能不足；現有工藝中，往往通過若干層石墨簡單疊加的方式來增加石墨片厚度，然而多層疊加的散熱石墨片不僅不具有彈性，起不到緩衝的作用，還可能因多層的原因而降低其導熱散熱性能，達不到電子元件之間有效的導熱散熱效果；實踐證明，層數越多，散熱石墨片越厚，其導熱散熱性能越差，從而導致散熱石墨片的厚度有了很大的限制，而無法填補電子元件之間的空隙，給企業帶來很大的不便。

4)現有的散熱石墨片易產生層間脫膠的不良現象，從而影響石墨片的散熱效果及使用壽命。

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，而提供一種具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片，以解決現有的散熱石墨片靜電消除性能弱，電磁屏蔽效果差，散熱效率較低，彈性及緩衝性能不足，易產生層間脫膠的問題。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片，所述散熱石墨片由下至上依次包括石墨層、銅箔層、導電布層和泡棉緩衝層，所述石墨層和所述銅箔層之間設置有第一導熱膠層，所述銅箔層和所述導電布層之間設置有第二導熱膠層，所述導電布層和所述泡棉緩衝層之間設置有第三導熱膠層，各層之間依次粘合併壓延呈一體片狀結構，所述散熱石墨片的單位密度電磁屏蔽效能為800～1000dB·cm3/g。

其中，所述導電布為聚酯纖維布經過前置處理後施以電鍍金屬鍍層使其具有金屬特性的導電纖維布；具體可以是鍍鎳導電布、鍍金導電布、鍍炭導電布和鋁箔纖維複合布。導電布具有極佳的導電性和良好的電磁屏蔽效果，因此導電布的設置能夠使散熱石墨片具有優異的防靜電和電磁屏蔽功能，從而防止電子元器件之間產生靜電導通及電磁幹擾。

需要說明的是，防治電磁輻射最常用有效的方法是利用電磁屏蔽材料對於有害的電磁波加以屏蔽。材料電磁屏蔽效能的定義是入射電磁波的強度與透射電磁波強度比值的對數，單位為dB。電磁屏蔽效能數值越高意味著越少的電磁波可以穿透屏蔽材料。例如，商業應用要求的最低電磁屏蔽效能為20dB，意味著僅有1％的電磁波可以穿透屏蔽材料。而本實用新型多層複合形成的散熱石墨片的電磁屏蔽效能能夠達到800～1000dB·cm3/g；因此本實用新型具有優異的電磁屏蔽效果，完全能夠滿足抗電磁幹擾的要求。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述石墨層由多層人工石墨片複合而成，單層人工石墨片的厚度為0.01～0.08mm。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述導電布層與銅箔層接觸的表面設置有若干個高凸起部和低凸起部，所述高凸起部和低凸起部交替排列，相鄰高凸起部和低凸起部之間留有間隔；這樣的設置提高了銅箔層反射電磁場的利用率，同時能夠大大減少電磁場的幹涉，進一步提高電磁屏蔽效能。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述高凸起部和所述低凸起部的頂部均為圓弧面，所述圓弧面的弧度為15°～30°；這樣減少了光線與光線之間的幹涉，進一步提高了吸波性能。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述泡棉緩衝層內設置有封閉的回形孔道，所述回形孔道內注有散熱劑，所述散熱劑為乙醇、乙二醇、L-薄荷醇、異蒲勒醇和薄荷氧基丙二醇等；通過設置含散熱劑的回形孔道能夠進一步提升散熱石墨片的散熱性能。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述回形孔道的孔徑大小為10～100μm。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述導電布層和所述泡棉緩衝層之間設置有散熱層，所述散熱層由固固相變材料構成。其中，固固相變材料可為交聯高密度聚乙烯、季戊四醇、新戊二醇、二羥甲基乙烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羥甲基氨基甲烷等。當電子元器件的表面溫度達到固固相變材料的相變溫度時，固固相變材料發生固固相變，吸收熱量，及時降低電子元器件的表面溫度，因此散熱層的設置能夠進一步提升散熱石墨片的散熱性能。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述第一導熱膠層、所述第二導熱膠層和所述第三導熱膠層的厚度均為0.01～1mm。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述石墨層的厚度為0.02～2mm。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述銅箔層的厚度為0.01～1.5mm。

作為本實用新型具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片的一種改進，所述導電布層和所述泡棉緩衝層的厚度均為0.01～1mm。

相比於現有技術，本實用新型的有益效果在於：

本實用新型通過銅箔層能夠有效提高石墨片垂直方向的導熱散熱係數，從而使散熱石墨片具有很好的沿水平和垂直方向均勻高導熱散熱性能，大大提高了散熱石墨片導熱散熱效果；同時利用導電布具有高熱傳導、以及優異的導電和電磁屏蔽性能，不僅可以增強石墨片對電子元器件整體的導熱散熱效果，而且能夠防止電子元器件之間產生靜電導通及電磁幹擾，使散熱石墨片能夠達到800～1000dB·cm3/g的電磁屏蔽效能；而泡棉緩衝層的設置，一方面能夠有效提高散熱石墨片的彈性及緩衝性能，使其能夠順利壓縮並填充到電子元器件之間的空隙中；另一方面其能夠對石墨層、銅箔層和導電布層進行有效的保護，降低了其被壓迫損壞的概率。此外，本實用新型通過導熱膠和壓延技術取代現有的雙面膠，一方面能夠有效提高粘接效果，使各層之間的粘力更好而不易脫落；另一方面，導熱膠比雙面膠具有更佳的導熱散熱係數，能夠有效提高散熱石墨片的導熱散熱效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖之一。

圖2為本實用新型中泡棉緩衝層的剖視圖。

圖3為本實用新型的結構示意圖之二。

圖4為圖3中A的局部放大圖。

圖中：1-石墨層；2-銅箔層；3-導電布層；31-高凸起部；32-低凸起部；33-間隔；4-泡棉緩衝層；5-第一導熱膠層；6-第二導熱膠層；7-第三導熱膠層。

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所示，一種具有電磁屏蔽功能的散熱石墨片，散熱石墨片由下至上依次包括石墨層1、銅箔層2、導電布層3和泡棉緩衝層4，石墨層1和銅箔層2之間設置有第一導熱膠層5，銅箔層2和導電布層3之間設置有第二導熱膠層6，導電布層3和泡棉緩衝層4之間設置有第三導熱膠層7；其中，第一導熱膠層5、第二導熱膠層6和第三導熱膠層7的厚度均為0.01～1mm；石墨層1的厚度為0.02～2mm；銅箔層2的厚度為0.01～1.5mm；導電布層3和泡棉緩衝層4的厚度均為0.01～1mm；各層之間依次粘合併壓延呈一體片狀結構，散熱石墨片的單位密度電磁屏蔽效能為800～1000dB·cm3/g。

其中，導電布為聚酯纖維布經過前置處理後施以電鍍金屬鍍層使其具有金屬特性的導電纖維布；具體可以是鍍鎳導電布、鍍金導電布、鍍炭導電布和鋁箔纖維複合布。導電布具有極佳的導電性和良好的電磁屏蔽效果，因此導電布的設置能夠使散熱石墨片具有防靜電和電磁屏蔽功能。

作為本實用新型的優選方案，石墨層1由多層人工石墨片複合而成，單層人工石墨片的厚度為0.01～0.08mm。

作為本實用新型的優選方案，參照圖2，泡棉緩衝層4內設置有封閉的回形孔道，回形孔道的孔徑大小為10～100μm，回形孔道內注有散熱劑，散熱劑為乙醇、乙二醇、L-薄荷醇、異蒲勒醇和薄荷氧基丙二醇等；通過設置含散熱劑的回形孔道能夠進一步提升散熱石墨片的散熱性能。

作為本實用新型的優選方案，參照圖3～4，導電布層3與銅箔層2接觸的表面設置有若干個平行排列的高凸起部31和低凸起部32，高凸起部31和低凸起部32交替設置，相鄰高凸起部31和低凸起部32之間留有間隔33，高凸起部31和低凸起部32的頂部均為圓弧面，圓弧面的弧度為15°～30°；這樣的設置提高了銅箔層2反射電磁場的利用率，同時能夠大大減少電磁場的幹涉，進一步提高電磁屏蔽效能。

作為本實用新型的優選方案，導電布層3和泡棉緩衝層4之間設置有散熱層，散熱層由固固相變材料構成。其中，固固相變材料可為交聯高密度聚乙烯、季戊四醇、新戊二醇、二羥甲基乙烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羥甲基氨基甲烷等。當電子元器件的表面溫度達到固固相變材料的相變溫度時，固固相變材料發生固固相變，吸收熱量，及時降低電子元器件的表面溫度，因此散熱層的設置能夠進一步提升散熱石墨片的散熱性能。

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。