[发明专利]一种碳纤维柔性石墨片的制作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种碳纤维柔性石墨片的制作方法。

背景技术

随着当代电子技术迅速的发展，电子元器件的集成程度和组装密度不断提高，在提供了强大的使用功能的同时，也导致了其工作功耗和发热量的急剧增大。高温将会对电子元器件的稳定性、可靠性和寿命产生有害的影响，譬如过高的温度会危及半导体的结点，损伤电路的连接界面，增加导体的阻值和造成机械应力损伤。因此确保发热电子元器件所产生的热量能够及时的排出，己经成为微电子产品系统组装的一个重要方面，而对于集成程度和组装密度都较高的便携式电子产品、LED照明产品等，散热甚至成为了整个产品的技术瓶颈问题。

导热材料在热管理中起到了十分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。使用原理如下：在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将他们直接安装在一起，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积的10%，其余均为空气间隙。因为空气导热系数只有0.O25W/(m’K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造成散热器的效能低下。使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度低接触热阻，使散热器的作用得到充分地发挥。

导热脂是最早的一种热界面材料，曾经被广泛使用。但因其操作使用难度大、长期使用易失效等缺点，已经不能满足目前产品的需要，本发明提供一种新型界面导热材料的制作方法，替代目前的导热脂。

发明内容

    本发明的目的是提供一种碳纤维柔性石墨片的制作方法。    

    本发明要解决的技术问题是如何将碳纤维与石墨及导热胶按比例混合而后制成柔性片状物，作为界面导热材料，使之能够充分填充接触面的空隙，保证两接触面间的热阻足够低。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

    一种碳纤维柔性石墨片的制作方法，其特征在于：

选取碳纤维、纳米石墨粉、导热胶按3.4:5.6：1的比例混合，置入封闭的磨具中，磨具中加压2-6Mpa，置于恒温箱中以65℃的低温固化，再升至240℃保温一小时后，加压至12Mpa，同时加温至305℃，保温一小时，然后冷却至室温出模。

    所述的石墨粉为纳米级颗粒，直径为40nm、纯度大于等于99.5%、密度为2280kg/m³。

    所述的碳纤维直径为5μm、长径比为10：1、密度为1780kg/m³。

优选的是，所述的制作工艺科学合理，通过不同温度、不同压力处理后的材料分子排列有利于导热。

采用上述技术方案，本发明技术效果在于：(l)高导热性，导热性由原来的2-4 W/m.k提高到横向导热性200 W/m.k以上，纵向导热性50 W/m.k以上；导热性能较常规界面导热材料导热性能提高20倍以上。(2)高柔韧性，特定的密度，保证在较低安装压力条件下热界面此材料能够最充分地填充接触表面的空隙，保证热界面材料与接触面间的接触热阻很小; (3)安装简便并具可拆性，拆卸后形变可恢复；(4)适用性广，既能被用来填充小空隙，也能填充大缝隙。厚度从0.1mm—5mm之间可切。

具体实施方式

实施例1：

选取碳纤维、纳米石墨粉、导热胶按3.4:5.6：1的比例混合，置入封闭的磨具中，磨具中加压2Mpa，置于恒温箱中以65℃的低温固化，再升至240℃保温一小时后，加压至12Mpa，同时加温至305℃，保温一小时，然后冷却至室温出模。

    所述的石墨粉为纳米级颗粒，直径为40nm、纯度大于等于99.5%、密度为2280kg/m³。

   所述的碳纤维直径为5μm、长径比为10：1、密度为1780kg/m³。

实施例2：

选取碳纤维、纳米石墨粉、导热胶按3.4:5.6：1的比例混合，置入封闭的磨具中，磨具中加压4Mpa，置于恒温箱中以65℃的低温固化，再升至240℃保温一小时后，加压至12Mpa，同时加温至305℃，保温一小时，然后冷却至室温出模。

    所述的石墨粉为纳米级颗粒，直径为40nm、纯度大于等于99.5%、密度为2280kg/m³。

   所述的碳纤维直径为5μm、长径比为10：1、密度为1780kg/m³。

实施例3：