抗拉伸石墨散貼膜的製作方法
2023-05-26 17:34:11 2
本發明涉及一種抗拉伸石墨散貼膜，屬於散熱貼膜技術領域。
背景技術：
隨著現代微電子技術高速發展，電子設備（如筆記本電腦、手機、平板電腦等）日益變得超薄、輕便，這種結構使得電子設備內部功率密度明顯提高，運行中所產生的熱量不易排出、易於迅速積累而形成高溫。另一方面，高溫會降低電子設備的性能、可靠性和使用壽命。因此，當前電子行業對於作為熱控系統核心部件的散熱材料提出越來越高的要求，迫切需要一種高效導熱、輕便的材料迅速將熱量傳遞出去，保障電子設備正常運行。
現有技術中聚醯亞胺薄膜大多用於柔性電路板，雖然有採用聚醯亞胺薄膜燒結獲得石墨散熱片，從而貼覆在熱源上，但是受限於聚醯亞胺薄膜的產品質量和性能的良莠不齊，影響到了散熱雙面貼膜散熱性能的發揮，存在以下技術問題：散熱不均勻，易出現膠帶局部過熱，提高了產品的散熱性能不穩定、可靠性性能差，不利於產品質量管控，影響產品的競爭力。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種抗拉伸石墨散貼膜，該抗拉伸石墨散貼膜在垂直方向和水平方向均提高了導熱性能，避免膠帶局部過熱，實現了膠帶導熱性能的均勻性的同時，提高了產品的散熱性能穩定性、可靠性，大大降低了產品的成本。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：一種抗拉伸石墨散貼膜，所述石墨散貼膜貼合於發熱部件表面，所述石墨散貼膜包括石墨層、位於石墨層表面的導熱膠粘層和離型材料層，此離型材料層貼合於導熱膠粘層與石墨層相背的表面；其特徵在於：所述石墨層通過以下工藝方法獲得，此工藝方法包括以下步驟：
步驟一、將聚醯亞胺薄膜從室溫升至250℃，然後以2.5~3.5度/min，升至400℃後將至室溫；
步驟二、在經過步驟一的聚醯亞胺薄膜的上、下表面均塗覆一層石墨改性劑獲得處理後的聚醯亞胺薄膜，所述石墨改性劑的粘度為30000~48000CP；
所述石墨改性劑由以下重量份的組分組成：
均苯四甲酸二酐 28.5份，
二苯甲酮四酸二酐 12.5份，
二氨基二苯甲烷 26份，
二甲基甲醯胺 22份，
N-甲基吡咯烷酮 8.5份，
乙二醇 1.5份，
聚二甲基矽氧烷 2份；
步驟三、以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小時；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小時後冷卻，從而獲得預燒制的碳化膜；
步驟四、採用壓延機壓延所述步驟四的預燒制的碳化膜；
步驟五、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小時，再以19~21度/min的速度升至2900℃，保持1.8~2.2小時後冷卻，從而獲得主燒制的石墨膜；
步驟六、然後步驟五所得的主燒制的石墨膜進行壓延從而獲得所述石墨層。
上述技術方案中進一步改進的方案如下：
上述方案中，所述步驟一中將聚醯亞胺薄膜以4~6度/min速度從室溫升至250℃，保持0.9~1.1小時，然後以2.5~3.5度/min，升至400℃，保持1小時後將至室溫。
由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：
1、本發明抗拉伸石墨散貼膜，其結構中石墨層由上、下表面均塗覆一層石墨改性劑的聚醯亞胺薄膜製備而成，提高了在垂直方向和水平方向的導熱性能，避免膠帶局部過熱，實現了膠帶導熱性能的均勻性；其次，其位於聚醯亞胺薄膜表面的石墨改性劑由特定含量的二苯甲酮四酸二酐、均苯四甲酸二酐、二氨基二苯甲烷、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、聚二甲基矽氧烷組成，塗覆於聚醯亞胺薄膜上，填充了加熱過程中的針孔，提高了結晶度同時，也克服了熱收縮過大導致的不均勻，提高了石墨層雙向拉伸性能。
2、本發明抗拉伸石墨散貼膜，其位於聚醯亞胺薄膜表面的石墨改性劑由特定含量的二苯甲酮四酸二酐、均苯四甲酸二酐、二氨基二苯甲烷、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、聚二甲基矽氧烷組成，採用二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮降低了共沸點並且平滑的沸點區，改善了最終產品成膜的平坦性和柔韌性；其次，聚醯亞胺薄膜表面具有石墨改性劑，改善了雙面貼膜中石墨層與導熱膠粘層導熱性能，且採用壓延機壓延所述預燒制的碳化膜，避免了褶皺和石墨化燒結過程中的體積收縮，提高了緻密性和結晶度，進一步提高了在垂直方向和水平方向的導熱性能。
3、本發明抗拉伸石墨散貼膜，先將聚醯亞胺薄膜升至400℃亞胺化後，再預燒制的碳化膜和石墨化之間增加壓延步驟，以及再形成導熱石墨貼片後再次壓延，避免了褶皺和石墨化燒結過程中的體積收縮，提高了緻密性和結晶度，進一步提高了在垂直方向和水平方向的導熱性能。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述：
實施例：一種抗拉伸石墨散貼膜，所述石墨散貼膜貼合於發熱部件表面，所述石墨散貼膜包括石墨層、位於石墨層表面的導熱膠粘層和離型材料層，此離型材料層貼合於導熱膠粘層與石墨層相背的表面；所述石墨層通過以下工藝方法獲得，此工藝方法包括以下步驟：
步驟一、將聚醯亞胺薄膜以4~6度/min速度從室溫升至250℃，保持0.9~1.1小時，然後以2.5~3.5度/min，升至400℃，保持1小時後將至室溫；
步驟二、在經過步驟一的聚醯亞胺薄膜的上、下表面均塗覆一層石墨改性劑獲得處理後的聚醯亞胺薄膜，所述石墨改性劑由以下重量份的組分組成：
均苯四甲酸二酐 28.5份，
二苯甲酮四酸二酐 12.5份，
二氨基二苯甲烷 26份，
二甲基甲醯胺 22份，
N-甲基吡咯烷酮 8.5份，
乙二醇 1.5份，
聚二甲基矽氧烷 2份；
註：實施例1的石墨改性劑的粘度為32000CP，實施例2的石墨改性劑的粘度為35000CP，實施例3的石墨改性劑的粘度為38000CP，實施例4的石墨改性劑的粘度為42000CP，實施例5的石墨改性劑的粘度為45000CP。
步驟三、以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小時；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小時後冷卻，從而獲得預燒制的碳化膜；
步驟四、採用壓延機壓延所述步驟四的預燒制的碳化膜；
步驟五、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小時，再以19~21度/min的速度升至2900℃，保持1.8~2.2小時後冷卻，從而獲得主燒制的石墨膜；
步驟六、然後將步驟五所得的主燒制的石墨膜進行壓延從而獲得所述石墨層6。
採用上述抗拉伸石墨散貼膜時，其結構中石墨層由上、下表面均塗覆一層石墨改性劑的聚醯亞胺薄膜製備而成，提高了在垂直方向和水平方向的導熱性能，避免膠帶局部過熱，實現了膠帶導熱性能的均勻性；其次，其位於聚醯亞胺薄膜表面的石墨改性劑由特定含量的二苯甲酮四酸二酐、均苯四甲酸二酐、二氨基二苯甲烷、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、聚二甲基矽氧烷組成，塗覆於聚醯亞胺薄膜上，填充了加熱過程中的針孔，提高了結晶度同時，也克服了熱收縮過大導致的不均勻，提高了石墨層雙向拉伸性能，也降低了共沸點並且平滑的沸點區，改善了最終產品成膜的平坦性和柔韌性；再次，聚醯亞胺薄膜表面具有石墨改性劑，改善了雙面貼膜中石墨層與導熱膠粘層導熱性能，且先將聚醯亞胺薄膜升至400℃亞胺化後，再預燒制的碳化膜和石墨化之間增加壓延步驟，以及再形成導熱石墨貼片後再次壓延，避免了褶皺和石墨化燒結過程中的體積收縮，提高了緻密性和結晶度，進一步提高了在垂直方向和水平方向的導熱性能。
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。