高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，選擇高純度石墨，制作石墨模具，選擇天然石墨紙為基材；將已經(jīng)裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中；石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行四次高溫提純，將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具；將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，將石墨化好的原材按規(guī)格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機(jī)進(jìn)行壓合，經(jīng)壓延機(jī)壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導(dǎo)熱石墨膜。本發(fā)明制成的導(dǎo)熱石墨散熱膜表面光滑厚度均勻且具有較高柔韌性。
【專利說明】
高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子器件以及產(chǎn)品向高集成度、高運(yùn)算領(lǐng)域的發(fā)展，對電子產(chǎn)品的便攜性和運(yùn)行速率要求越來越高，但是高速運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量不易排出，從而形成局部高溫，同時(shí)會降低電子產(chǎn)品的性能和使用壽命，所以散熱日益成為一個(gè)亟待解決的難題。
[0003]傳統(tǒng)的散熱材料一般為鋁、銅、銀、金和其它金屬合金，但是隨著電子產(chǎn)品的體積變小發(fā)熱量的提高，現(xiàn)有的散熱材料已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品的要求。鋁導(dǎo)熱系數(shù)較低，銅導(dǎo)熱系數(shù)高于鋁但是且密度較高不易加工，不耐腐蝕，銀和金導(dǎo)熱系數(shù)又高于銅但是生產(chǎn)成本太尚O
[0004]目前可以取代傳統(tǒng)散熱材料的為石墨材料，現(xiàn)有石墨散熱材料分天然石墨紙和人工石墨膜，天然石墨紙由天然石墨為原料加其它輔材在高溫高壓下獲得，其導(dǎo)熱系數(shù)較低，容易掉粉造成二次污染，且厚度難以控制。現(xiàn)有人工合成石墨膜主要以聚酰亞胺薄膜為原料經(jīng)碳化和石墨化兩個(gè)過程獲得，但是其導(dǎo)熱系數(shù)、柔韌性和表面光潔度還不是很理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種表面光滑厚度均勻且具有較高柔韌性的的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，包括一下步驟:
[0007]a、選擇高純度石墨，密度為2.1 ± 0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按爐體內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì)，模具內(nèi)部尺寸按需燒結(jié)石墨膜尺寸設(shè)計(jì)；
[0008]b、選擇含碳量彡99%，導(dǎo)熱系數(shù)大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15-0.5_的天然石墨紙為基材按石墨模具內(nèi)部的尺寸進(jìn)行裁切成片；
[0009]C、將已經(jīng)裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入石墨板進(jìn)行加壓；
[0010]d、將已經(jīng)擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行2-4次高溫，溫度控制在2500-3000 0C，時(shí)間控制在4-12h，爐內(nèi)通入惰性氣體并保持循環(huán)，壓力控制在O-0.05Mpa;
[0011]e、將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入石墨板進(jìn)行加壓；
[0012]f、將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，并進(jìn)行升溫，溫度控制在300-1400°C，時(shí)間控制在2-13h，自然冷卻后得到碳化好的原材；
[0013]g、將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，升溫溫度控制在100-4000C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內(nèi)通入惰性氣體，時(shí)間控制在0.5_lh;
[0014]h、爐體內(nèi)通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環(huán)，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續(xù)升溫溫度控制在1600-2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時(shí)間控制在2_8h;
[0015]1、爐體內(nèi)通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環(huán)，壓力表讀數(shù)在0.025Mpa，繼續(xù)升溫，溫度控制在2200-2900°C，中頻電壓控制在600-800V，時(shí)間控制在4-8h，進(jìn)而優(yōu)選為4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05-0.12mm;
[0016]J、將石墨化好的原材按規(guī)格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機(jī)進(jìn)行壓合，壓延機(jī)壓力控制在3-6Mpa，壓延機(jī)壓輥為不銹鋼鏡面輥，經(jīng)壓延機(jī)壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導(dǎo)熱石墨膜。
[0017]優(yōu)選的，d步驟中，將已經(jīng)擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行四次高溫提純?nèi)ルs質(zhì)處理，溫度控制在28000C ；時(shí)間控制8h。
[0018]優(yōu)選的，f步驟中，將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，并進(jìn)行升溫，溫度控制在1300°C，時(shí)間控制在I Ih，自然冷卻后得到碳化好的原材。
[0019]優(yōu)選的，g步驟中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400 °C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內(nèi)通入惰性氣體，時(shí)間控制在0.5h。
[0020]優(yōu)選的，h步驟中，爐體內(nèi)通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環(huán)，壓力控制在
0.05Mpa，繼續(xù)升溫溫度控制在2200 V，中頻電壓控制在600V以下，時(shí)間控制在5h。
[0021]優(yōu)選的，i步驟中，爐體內(nèi)通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環(huán)，壓力表讀數(shù)在
0.025Mpa，繼續(xù)升溫，溫度控制在2900°C，中頻電壓控制在800V，時(shí)間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材。
[0022]優(yōu)選的，所述石墨板的重量為4_6Kg。
[0023]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于將提純后的石墨紙與高分子薄膜燒結(jié)，可以使石墨化后的原材表面更光潔且沒有顆粒狀雜質(zhì)。用設(shè)計(jì)好的石墨模具燒結(jié)可以減少高分子薄膜在加工過程中的收縮率，以獲得較大尺寸的石墨膜。用石墨板進(jìn)行施壓可以保證高分子薄膜在生產(chǎn)過程中，不容易起皺從而得到厚度均勻的石墨膜。在生產(chǎn)過程中分段通入惰性氣體和升溫可以使碳化后的高分子原材，發(fā)泡碳化更完全，從而提高導(dǎo)熱石墨膜的柔韌性。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下給出實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]—種高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，選擇高純度石墨，密度為2.lg/cm3，制作石墨燒結(jié)模具，模具外部尺寸按爐體內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì)，模具內(nèi)部尺寸按需燒結(jié)石墨膜尺寸設(shè)計(jì);選擇含碳量彡99%，導(dǎo)熱系數(shù)大于400w/mk，密度在1.9g/cm3，厚度在0.15mm的天然石墨紙為基材按石墨模具內(nèi)部的尺寸進(jìn)行裁切成片；將已經(jīng)裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入6Kg石墨板進(jìn)行加壓。
[0026]將已經(jīng)擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行四次高溫提純，溫度控制在28000C ；時(shí)間控制8h，爐內(nèi)通入惰性氣體并保持循環(huán)，壓力控制在0.05Mpa ；該步驟主要是用于對石墨紙進(jìn)行提純?nèi)ルs質(zhì)處理。
[0027]將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入6Kg石墨板進(jìn)行加壓，可以保證石墨紙和高分子薄膜片材的平整。
[0028]將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，并進(jìn)行升溫，溫度控制在1300°C，時(shí)間控制在llh，自然冷卻后得到碳化好的原材。
[0029]將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400 °C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內(nèi)通入惰性氣體，時(shí)間控制在0.5h，爐體內(nèi)通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環(huán)，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續(xù)升溫溫度控制在2200 V，中頻電壓控制在600V以下，時(shí)間控制在5h;爐體內(nèi)通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環(huán)，壓力表讀數(shù)在0.025Mpa，繼續(xù)升溫，溫度控制在2900°C，中頻電壓控制在800V，時(shí)間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05mm;
[0030]將石墨化好的原材按規(guī)格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機(jī)進(jìn)行壓合，壓延機(jī)壓力控制在6Mpa，壓延機(jī)壓輥為不銹鋼鏡面輥，經(jīng)壓延機(jī)壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導(dǎo)熱石墨膜。
[0031]由于將提純后的石墨紙與高分子薄膜燒結(jié)，可以使石墨化后的原材表面更光潔且沒有顆粒狀雜質(zhì)。用設(shè)計(jì)好的石墨模具燒結(jié)可以減少高分子薄膜在加工過程中的收縮率，以獲得較大尺寸的石墨膜。用石墨板進(jìn)行施壓可以保證高分子薄膜在生產(chǎn)過程中，不容易起皺從而得到厚度均勻的石墨膜。在生產(chǎn)過程中分段通入惰性氣體和升溫可以使碳化后的高分子原材，發(fā)泡碳化更完全，從而提高導(dǎo)熱石墨膜的柔韌性。
[0032]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:包括一下步驟: a、選擇高純度石墨，密度為2.l±0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按爐體內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì)，模具內(nèi)部尺寸按需燒結(jié)石墨膜尺寸設(shè)計(jì)； b、選擇含碳量彡99%，導(dǎo)熱系數(shù)大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15_0.5mm的天然石墨紙為基材按石墨模具內(nèi)部的尺寸進(jìn)行裁切成片； C、將已經(jīng)裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入石墨板進(jìn)行加壓； d、將已經(jīng)擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行2-4次高溫，溫度控制在2500-3000 °C，時(shí)間控制在4-12h，爐內(nèi)通入惰性氣體并保持循環(huán)，壓力控制在0-0.05Mpa ； e、將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入石墨板進(jìn)行加壓； f、將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，并進(jìn)行升溫，溫度控制在300-1400°C，時(shí)間控制在2-13h，自然冷卻后得到碳化好的原材； g、將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，升溫溫度控制在100-4000C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內(nèi)通入惰性氣體，時(shí)間控制在0.5_lh; h、爐體內(nèi)通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環(huán)，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續(xù)升溫溫度控制在1600-2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時(shí)間控制在2-8h; 1、爐體內(nèi)通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環(huán)，壓力表讀數(shù)在0.025Mpa，繼續(xù)升溫，溫度控制在2200-2900°C，中頻電壓控制在600-800V，時(shí)間控制在4-8h，進(jìn)而優(yōu)選為4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05-0.12mm; J、將石墨化好的原材按規(guī)格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機(jī)進(jìn)行壓合，壓延機(jī)壓力控制在3-6Mpa，壓延機(jī)壓輥為不銹鋼鏡面輥，經(jīng)壓延機(jī)壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導(dǎo)熱石墨膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:d步驟中，將已經(jīng)擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進(jìn)行四次高溫提純?nèi)ルs質(zhì)處理，溫度控制在2800°C;時(shí)間控制8h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于步驟中，將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，并進(jìn)行升溫，溫度控制在1300°C，時(shí)間控制在Ilh，自然冷卻后得到碳化好的原材。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:g步驟中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數(shù)為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400°C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內(nèi)通入惰性氣體，時(shí)間控制在0.5h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:h步驟中，爐體內(nèi)通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環(huán)，壓力控制在0.05Mpa，繼續(xù)升溫溫度控制在2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時(shí)間控制在5h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:i步驟中，爐體內(nèi)通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環(huán)，壓力表讀數(shù)在0.025Mpa，繼續(xù)升溫，溫度控制在29000C，中頻電壓控制在800V，時(shí)間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:所述石墨板的重量為4-6Kg。
【文檔編號】C04B35/528GK106083051SQ201610420869
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610420869.0, CN 106083051 A, CN 106083051A, CN 201610420869, CN-A-106083051, CN106083051 A, CN106083051A, CN201610420869, CN201610420869.0
【發(fā)明人】黃志良
【申請人】黃志良