專利名稱：一種碳基復(fù)合散熱材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及散熱材料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種碳基復(fù)合散熱材料及其制備方法和 用途。
背景技術(shù)：
目前我國高端電子工業(yè)器件(例如高功率密度電子器件)向尺寸小型化、結(jié)構(gòu)緊 湊化、功能多元化、高功率密度化方向發(fā)展，由此引發(fā)的散熱問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到高功率電 子器件的工作穩(wěn)定性和可靠性，因此，對(duì)其運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量強(qiáng)化導(dǎo)出與放散提出了 更高的要求。這些電子器件上所用的熱控件一般采用鋁、銅、銀等金屬材料，但是，該類材料 不僅導(dǎo)熱率低，而且質(zhì)量重、熱膨脹系數(shù)大等，極大地限制了其作為電子器件封裝散熱材料 的廣泛使用，所以，研究和開發(fā)質(zhì)量輕、導(dǎo)熱率高的新型材料對(duì)于實(shí)現(xiàn)部件的小型化、裝置 輕量化和運(yùn)行高效化具有重要意義。為此，人們開發(fā)了新的碳基散熱材料，克服金屬材料的質(zhì)量重、熱膨脹系數(shù)大的問 題。使用時(shí)，通常將碳基散熱材料與金屬材料按照一定配比進(jìn)行復(fù)合，得到的復(fù)合碳基散熱 材料用于替換現(xiàn)有的金屬散熱材料。但是現(xiàn)有技術(shù)的碳基散熱材料的熱導(dǎo)率還有待提高。因此，本領(lǐng)域迫切需要一種質(zhì)量輕、導(dǎo)熱率高的新型的碳基散熱材料、以及該碳基 散熱材料與金屬復(fù)合得到的復(fù)合碳基散熱材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目地在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)量輕、導(dǎo)熱率高的新型碳基 復(fù)合散熱材料及其制備方法和用途。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于碳基材料與金屬粒子 構(gòu)成碳基復(fù)合散熱材料，所述的配方重量百分比含碳量82%以上的碳基材料，18%以下 的金屬銅、鋁、金、銀或錫。所述的制備方法步驟如下a.按上述重量配重比調(diào)配粉末狀混合物，所述的粉末 狀混合物粒徑為2. 0mm以下；b.將所述的粉末狀混合物進(jìn)行壓制，制得塊狀毛坯；c.將塊 狀毛坯進(jìn)行焙燒，制得焙燒毛坯；d.所述的焙燒毛坯進(jìn)行石墨化處理，得到石墨毛坯；e.將 金屬銅、鋁、金、銀或錫溶化后采用高壓方法壓入石墨毛坯，所述的高壓方法是指將石墨放 入模具中，然后將熔融狀態(tài)的金屬液體倒入模具之中，施以壓力作用下，使液態(tài)金屬在溫度 下以較高的速度充填石墨塊的內(nèi)部空隙，并在壓力下凝固，從而獲得炭素復(fù)合材料。所述的碳基復(fù)合散熱材料傳熱方向可控，Z軸方向熱導(dǎo)率300w/m. k-450w/m. k，X/ Y 車由熱導(dǎo)率 50w/m. k-200w/m. k。所述的碳基復(fù)合散熱材料電阻率< 5 ii Q m。所述的碳基復(fù)合散熱材料熱膨脹系數(shù)為1. 29X10_6/°C。所述的碳基復(fù)合散熱材料體積密度為2. 0-5. 9g/cm3。所述的碳基復(fù)合散熱材料抗壓強(qiáng)度為56_115Mpa，抗折強(qiáng)度為40_80Mpa。
所述的碳基復(fù)合散熱材料應(yīng)用于電子元器件散熱領(lǐng)域、LCD液晶電視散熱背板、 LED發(fā)光散熱基板、電源整流三極管散熱板、電腦CPU散熱器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備工藝簡(jiǎn)單，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，具有高導(dǎo)熱率和良好 加工性，可應(yīng)用于LED散熱基板以及半導(dǎo)體散熱部件以及各種整流散熱領(lǐng)域，由天然石墨 制坯后和金屬離子復(fù)合構(gòu)成，和金屬的結(jié)合提高復(fù)合材料的體積密度和強(qiáng)度，適于制作半 導(dǎo)體器件LED的散熱片和半導(dǎo)體器件散熱器，可以重復(fù)使用，由碳組成，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任 何污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。碳基材料與金屬粒子構(gòu)成碳基復(fù)合散熱材料，所述的配方重量百分比含碳量 82%以上的碳基材料，18%以下的金屬銅、鋁、金、銀或錫。制備方法步驟如下a.按上述重量配重比調(diào)配粉末狀混合物，所述的粉末狀混合 物粒徑為2. 0mm以下；b.將所述的粉末狀混合物進(jìn)行壓制，制得塊狀毛坯；c.將塊狀毛坯 進(jìn)行焙燒，制得焙燒毛坯；d.所述的焙燒毛坯進(jìn)行石墨化處理，得到石墨毛坯；e.將金屬 銅、鋁、金、銀或錫溶化后采用高壓方法壓入石墨毛坯。碳基復(fù)合散熱材料傳熱方向可控，Z軸方向熱導(dǎo)率300w/m. k-450w/m. k，X/Y車由 熱導(dǎo)率 50w/m. k-200w/m. k。碳基復(fù)合散熱材料電阻率< 5 ii Q m。碳基復(fù)合散熱材料熱膨脹系數(shù)為1. 29X10_6/°C。碳基復(fù)合散熱材料體積密度為2. 0-5. 9g/cm3。碳基復(fù)合散熱材料抗壓強(qiáng)度為56_115Mpa，抗折強(qiáng)度為40_80Mpa。碳基復(fù)合散熱材料環(huán)境污染性，經(jīng)SGS鑒定，符合電子產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不含任何 鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚六種有害物質(zhì)。本發(fā)明的復(fù)合碳基散熱材料可以運(yùn)用于電子元器件散熱領(lǐng)域。例如，用于以下領(lǐng)域(1) IXD液晶電視散熱背板LCD液晶電視散熱背板應(yīng)用要求量輕、熱擴(kuò)散性好、形狀穩(wěn)定，易加工。本發(fā)明以 其優(yōu)越的性能完全滿足要求。(2) LED發(fā)光散熱基板LED發(fā)光散熱基板應(yīng)用要求熱擴(kuò)散性好、易加工、成本低、形狀穩(wěn)定。本發(fā)明同樣 滿足其應(yīng)用要求。(3)電源整流三極管散熱板熱擴(kuò)散性好、易加工、成本低、形狀穩(wěn)定。本發(fā)明同樣 滿足其應(yīng)用要求。(4)電腦CPU散熱器熱擴(kuò)散性好、易加工、成本低、形狀穩(wěn)定。本發(fā)明同樣滿足其 應(yīng)用要求。
權(quán)利要求
一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于碳基材料與金屬粒子構(gòu)成碳基復(fù)合散熱材料，所述的配方重量百分比含碳量82％以上的碳基材料，18％以下的金屬銅、鋁、金、銀或錫。
2.一種碳基復(fù)合散熱材料的制備方法，其特征在于所述的制備方法步驟如下a.按上 述重量配重比調(diào)配粉末狀混合物，所述的粉末狀混合物粒徑為2. 0mm以下；b.將所述的粉 末狀混合物進(jìn)行壓制，制得塊狀毛坯；c.將塊狀毛坯進(jìn)行焙燒，制得焙燒毛坯；d.所述的焙 燒毛坯進(jìn)行石墨化處理，得到石墨毛坯；e.將金屬銅、鋁、金、銀或錫溶化后采用高壓方法 壓入石墨毛坯，所述的高壓方法是指將石墨放入模具中，然后將熔融狀態(tài)的金屬液體倒入 模具之中，施以壓力作用下，使液態(tài)金屬在溫度下以較高的速度充填石墨塊的內(nèi)部空隙，并 在壓力下凝固，從而獲得炭素復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱 材料傳熱方向可控，Z軸方向熱導(dǎo)率300w/m. k-450w/m. k，X/Y軸熱導(dǎo)率50w/m. k-200w/m. k。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱 材料電阻率彡5 ii Q m。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱 材料熱膨脹系數(shù)為1. 29X10_7°C。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱 材料體積密度為2. 0-5. 9g/cm3。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種碳基復(fù)合散熱材料，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱 材料抗壓強(qiáng)度為56-115Mpa，抗折強(qiáng)度為40-80Mpa。
8.一種碳基復(fù)合散熱材料的用途，其特征在于所述的碳基復(fù)合散熱材料應(yīng)用于電子 元器件散熱領(lǐng)域、LCD液晶電視散熱背板、LED發(fā)光散熱基板、電源整流三極管散熱板、電腦 CPU散熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及散熱材料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種碳基復(fù)合散熱材料及其制備方法和用途，其特征在于碳基材料與金屬粒子構(gòu)成碳基復(fù)合散熱材料，所述的配方重量百分比含碳量82％以上的碳基材料，18％以下的金屬銅、鋁、金、銀或錫。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備工藝簡(jiǎn)單，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，具有高導(dǎo)熱率和良好加工性，可應(yīng)用于LED散熱基板以及半導(dǎo)體散熱部件以及各種整流散熱領(lǐng)域，由天然石墨制坯后和金屬離子復(fù)合構(gòu)成，和金屬的結(jié)合提高復(fù)合材料的體積密度和強(qiáng)度，適于制作半導(dǎo)體器件LED的散熱片和半導(dǎo)體器件散熱器，可以重復(fù)使用，由碳組成，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何污染。
文檔編號(hào)H01L23/373GK101857797SQ20101018722
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者張超, 許長新 申請(qǐng)人:許長新;張超