高緻密性石墨均熱膠帶的製作方法

2023-10-05 11:14:24 2

本發明涉及一種高緻密性石墨均熱膠帶，屬於雙面粘貼片技術領域。

背景技術：

如今，隨著計算機技術的發展，計算機發展的趨勢是發展更輕和更薄的產品。例如，平板電腦和筆記本電腦越來越流行，因為它們靈巧的外形。由於這些產品的尺寸變得更小，散熱始終是一個值得考慮的方面,，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。均熱片是一種在熱源和輔助熱交換器之間傳遞熱的熱交換器，其表面區域和形狀比起熱源更有利於散熱。通過均熱片，由熱源產生的熱「擴散」至輔助熱交換器，這樣得以很好的消除熱源中的熱積蓄。

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，如何克服上述技術問題成為本領域技術人員努力的方向。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種高緻密性石墨均熱膠帶，該高緻密性石墨均熱膠帶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：一種高緻密性石墨均熱膠帶，所述散熱雙面貼膜貼合於散熱件和發熱部件之間，所述散熱雙面貼膜包括輕剝離型PET膜和重剝離型PET膜，此輕剝離型PET膜和重剝離型PET膜之間依次設置有第一導熱膠粘層、石墨層和第二導熱膠粘層；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℃，保溫後升至400℃後降至室溫；

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：二苯甲酮四酸二酐20份、均苯四甲酸二酐13份、二氨基二苯甲烷28份、二甲基甲醯胺31份、乙二醇2份、聚二甲基矽氧烷3份；

步驟三、將處理後的聚醯亞胺薄膜升溫至800℃，保溫後在升溫至1200℃，保溫後冷卻，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、升溫至2400℃，保溫後再升溫至2900℃，保溫後冷卻，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：

2、上述方案中，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；

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、然後步驟三所得的主燒制的石墨膜進行壓延從而獲得所述石墨層（6）。

3、上述方案中，將所述步驟四獲得石墨膜進行壓延處理。

4、上述方案中，所述輕剝離型PET膜剝離力的克重為5~10g/m2，所述重剝離型PET膜剝離力的克重為50~100g/m2。

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：

本發明高緻密性石墨均熱膠帶，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、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；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。

附圖說明

附圖1為本發明高緻密性石墨均熱膠帶結構示意圖；

附圖2為本發明高緻密性石墨均熱膠帶應用示意圖。

以上附圖中：1、散熱件；2、發熱部件；3、輕剝離型PET膜；4、重剝離型PET膜；5、第一導熱膠粘層；6、石墨層；7、第二導熱膠粘層。

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：一種高緻密性石墨均熱膠帶，所述散熱雙面貼膜貼合於散熱件1和發熱部件2之間，所述散熱雙面貼膜包括輕剝離型PET膜3和重剝離型PET膜4，此輕剝離型PET膜3和重剝離型PET膜4之間依次設置有第一導熱膠粘層5、石墨層6和第二導熱膠粘層7；所述石墨層6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小時後降至室溫；

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：二苯甲酮四酸二酐20份、均苯四甲酸二酐13份、二氨基二苯甲烷28份、二甲基甲醯胺31份、乙二醇2份、聚二甲基矽氧烷3份；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）。

將所述步驟六獲得石墨層進行壓延處理。

上述輕剝離型PET膜1剝離力的克重為5~10g/m2，所述重剝離型PET膜2剝離力的克重為50~100g/m2。

採用上述高緻密性石墨均熱膠帶時，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、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；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。

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。