[发明专利]一种石墨导热界面材料及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨导热界面材料及其制造工艺，尤其涉及一种用于防止石墨材料或石墨复合材料表面小颗粒脱离，提供绝缘表面的贴附膜，并与散热器件方便粘附的产品和制造工艺。 

背景技术

目前，电子行业的迅速发展及微型化的需要，工业上需要更好的热管理系统。作为电子行业创新的重要组成部分，热交换技术是广泛地应用于笔记本电脑、高性能的CPU、移动电子设备(手机、通讯)等。目前散热材料分为各向同性散热材料和各向异性散热材料，不锈钢、铝、铜均为各向同性散热材料，这类材料在各个轴向的导热系数均相同；而作为各向异性散热材料代表的石墨是碳的晶体形式，用范德瓦尔斯结合键把碳原子固定在一个底平面内的各层之间，各个底平面由六角形和碳原子的网状物构成，这些底平面是平的，沿着同一方向整齐地排列，两者之间的距离相等形成一个晶体，高度有序的石墨由相当大尺寸的晶体组成，晶体沿着同一方向排列在一起并有着排列整齐的底平面，石墨结构通常被描述为有两个轴即X/Y和Z轴，“X/Y”轴是在底平面的水平方向，有很高的导热性，从100W/mK～1000W/mK，“Z”则在底平面的垂直方向，导热系数较低，从5W/mK-20W/mK，正是因为在“X/Y”和“Z”轴的导热系数不同，石墨成为异向性散热材料。 

专利CN2794810提供了一种纵向断热横向均温的热交换材料。该专利涉及的热交换材料为层状结构，所以单纯将本材质用于电子行业散热很可能有小颗粒脱层，柔性石墨板材容易脆裂，不易工业深加工。石墨的导电性良好，脱层小颗粒可能引起电子器件的短路现象，另外石墨制品的材质较软，使用过程中容易受到划伤，所以非常有必要对石墨材料表面进行处理。导热材料多用于电子设备中， 电路板上有无数的芯片，这些设备都是在无尘环境下生产的，所以石墨材料表面需要进行薄膜的保护。石墨材料的击穿电压很低，电子设备一般有较高的电势，需要对石墨材料表面做出绝缘处理，才能满足其在电子行业的应用。 

作热界面材料的典型用法是将计算机芯片热传导连接于冷却组建上，以便克服在吸热器或者冷却组件和芯片或者其它热源之间的接触热阻和表面贴合的不一致性。通常，热界面材料由高温油脂、相变材料组成。但是其导热系数往往不是很高，一般只有2-4W/m·K，而柔性石墨的纵向导热系数也已经达到10-20W/m·K，很适合于这种应用。柔性石墨的横向导热系数高达450W/m·K，所以对于某些并非均匀发热的电子设备而言，石墨材料特殊的超高均温性又使得它在导热界面片方面的应用有着更好的前景。柔性石墨材料的另一个优点是材料本身质软，所以它能够与连接界面贴合良好。特别是在其中一个表面或两个表面都不是完全平的时候，耐高温压敏胶能够填补之间的空隙。另外，石墨材料的击穿电压很低，但是电子设备一般有较高的电势，需要对石墨材料表面做出绝缘处理，而耐高温压敏胶同时可以满足抗击穿电压的要求，起到了事半功倍的效果。 

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有石墨材料作为热交换材料本身易损、易引起安全隐患和热源与散热装置接触不良的问题的缺点，提供了一种石墨表面贴附膜工艺方法来保护石墨热交换材料，通过该工艺方法处理，可以有效得防止石墨热交换材料表面划伤，表面具有绝缘作用，且具有良好导热性的导热界面材料。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是，给出的石墨导热界面材料，其组成包括石墨材料、耐高温压敏胶、分离材料，其特征在于：所述的石墨材料至少一面通过胶粘剂贴附有薄膜，薄膜上涂布有耐高温压敏胶，压敏胶另外一个表面分别贴有分离材料。 

在上述技术方案中，所述的石墨材料包括纯石墨材料、柔性石墨材料和包含有石墨成分的片状或板状高导热材料。 

在上述技术方案中，所述的胶粘剂为聚氨酯胶粘剂或丙烯酸系压敏胶，耐温大于70度，其厚度为5μm以下。 

在上述技术方案中，所述的薄膜材料为耐高温绝缘薄膜，包括聚酯薄膜、聚 酰亚胺薄膜等，其厚度为12μm以下。 

在上述技术方案中，所述的耐高温压敏胶耐温大于70度，涂布厚度在40μm～50μm之间，击穿电压大于0.5KV，能够实现每平方厘米至少大约100克的最小剪切粘接强度。 

在上述技术方案中，所述的分离材料为离型力小于20g/25mm的离型纸或离型膜，以300mm/min±10mm/min的速度剥离分离材料时不会对柔性石墨片材和胶层造成损害。 

为实现上述目的，本发明给出了一种石墨导热界面材料制造工艺，该制造工艺包括以下工序：