[发明专利]片状石墨膜的制造模具及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为散热材料的石墨膜的制造模具及制造方法，特别地涉及一种片状的石墨膜的制造模具及制造方法。

背景技术

随着电子产品的不断更新换代，日益向更薄、更轻的方向发展，其电子元器件的发热问题也越来越突出。传统的利用金属散热片、金属箔进行导热散热的方法，以及利用风扇强制散热的方法已越来越无法满足电子产品日新月异的变更需求。

利用金属散热片给电子产品散热，存在着占用电子产品内部空间大、增加电子产品质量等缺点。单独使用金属箔（如铜箔、铝箔或其它金属材料等）散热，则电子元器件的使用寿命或反应速度会降低；因为金属材料本身的导热系数不高（用于电子原器件散热的铜，是金属中散热效果最好的，其导热系数在400W/m·K 左右，导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料的两侧表面的温差为1度，在1秒内通过1平方米面积传递的热量），能够散去的热量较少，相对发热量高的电子元器件简单利用金属箔散热是不够的，其最后达到的热平衡温度会超过电子元器件的正常使用温度，造成电子元器件使用寿命较短。针对于发热量大的电子元器件，比如电脑的cpu等，其散热方式往往采用金属散热片搭配风扇来散热。但是风扇散热存在以下缺点：一是风扇容易吸尘，随着风扇的工作时间的增加，在风扇和电子元器件上会残留一定量的灰尘，积压的灰尘会对电子元器件的散热速度造成较大影响；二是噪音较大，即使现在所谓的静音风扇也无法完全避免一定量的噪音存在；三是占用空间较大，随着电子产品更轻型更薄化的市场需求，风扇的使用体积对其存在着一定的阻碍。

碳元素是一种很神奇的元素。自然界中导热系数最高的物质就是碳单质——钻石，其导热系数为2300W/m·K。碳的同素异形体——石墨，具有与钻石相媲美的高导热属性。通常用作导热、散热的石墨结构材料有石墨块、石墨片（通常的石墨块、石墨片厚度在0.3mm至3mm之间）、膨胀石墨膜（又称天然石墨膜）和人造石墨膜。

石墨块和石墨片主要用来制作各类耐高温容器，或者作为发热管道，以及热流管道的垫片等，近年来也逐渐作为散热材料应用。比如，大功率LED灯具就有用石墨片导热的方法，取代以往的导热硅胶、高热硅脂充当导热垫片使用。另外，含石墨成分的陶瓷石墨、塑料石墨等复合材料，替代金属型材作为散热器材使用，但是其柔韧性比较差，存在着着不能弯折，易碎等多方面的缺陷。

天然石墨膜（膨胀石墨膜）是利用天然石墨粉或者石墨鳞片经过酸性溶液处理，添加粘合剂等在一定温度条件下压制成型。目前天然石墨膜的导热系数最高只能达到500W/m·K，一般只有300至400 W/m·K。天然石墨膜的导热系数和现阶段的铜相当，一般只能局限于散热要求不高的电子产品使用。

人造石墨膜是指利用含碳的高分子膜经过碳化、石墨化工艺制得的石墨膜。人造石墨膜的基本特点是：薄，最薄可以做到10微米，一般都在100微米以下；导热系数高（或者说热扩散性能好、热扩散系数高），导热性能好，其平面方向的导热系数一般在800 W/m·K以上，制作工艺优良，石墨化程度90%以上的人造石墨膜的平面导热系数可以达到1500至1800 W/m·K，理论上完美的人造石墨膜的平面方向的导热系数能达到2400W/m·K；柔韧性好，耐弯折性能极佳；导电性能强。人造石墨膜的用途十分广泛，可以应用于电子、航天、军工等多种领域。特别适用于解决小型电子产品发热元器件的发热问题，比如针对智能手机、笔记本电脑、平板电脑、导航仪等电子产品的cpu、电池等，能够达到理想的散热效果，而且适用十分方便。经过熔敷处理，可以直接贴附于电子产品的发热元器件上，解决其发热问题。人造石墨膜将为上述电子产品向着更薄、更轻、集成化的方向发展作出十分重要的贡献。