[实用新型]一种可产业化的石墨烯散热结构及相应器件

说明书

本实用新型提供了一种可产业化的石墨烯散热结构，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间，为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。本实用新型的散热结构具有十分优异的散热效果；本实用新型的散热结构适于工业化生产，所得产品良品率高、可长时稳定使用。

技术领域

本实用新型属于散热材料设计制备领域，具体涉及一种可产业化的石墨烯散热结构及相应器件。

背景技术

目前，常用的散热材料为金属，但随着相应仪器的精密化、小型化，传统的金属散热材料已很难满足相应仪器的散热要求。特别是对于精密化、小型化的仪器而言，金属散热材料的体积过大，导致了仪器的生产成本升高。

随着新材料研发的不断深入，石墨烯由于其优异的散热性能，受到人们的普遍关注，并用其设计了多种散热结构。

如今，已有的技术大致分为如下几种：

(1)在发热元件上涂覆石墨烯浆料；

(2)将石墨烯制成薄膜并与导热胶黏剂结合；

(3)在石墨烯薄膜底部放置金属薄膜，并将金属薄膜与热源接触。

不过，上述几种方案相应的具有如下缺点：

(1)散热效果不明显；

(2)和(3)、散热结构的使用寿命短，长时的散热稳定性差；所得散热结构的良品率低，难以工业化。

因此，本领域亟需一种解决上述问题的散热结构，使其可以工业化的生产，并很好的用于包括电子产品、电器产品(尤其在灯具、空调和冰箱的应用上)、照明器材等设备上。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可产业化的石墨烯散热结构，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层、第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间；第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。

本实用新型在制备时，第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层通过压制成型。

本发明所述的“可工业化”意为制备时良品率好、可稳定的长时使用。

上述“制备时良品率好”意为所得一批或者多批产品中，具有优秀散热功能的产品占生产产品总数的比例高。

本实用新型的实用新型人发现，当在产业规模上制备现有技术设计的散热结构时，良品率很难保证。可能的原因在于现有的散热结构在制备时，往往较为复杂，难以保证大批量生产；而实际上各个产品的性能又都是优异的，那可能更为重要的原因在于，所设计的散热结构本身是不利于发挥石墨烯的优良性能。

申请号为201320297826.X的中国专利公布了一种石墨烯金属散热片。其与本实用新型的区别在于其直接将金属片与热源接触，并在石墨烯薄膜上涂覆一层导热胶黏剂。该专利通过金属在各向同性上的导热均匀性和石墨烯的热辐射性能，获得了具有较好散热性能的散热结构。同时，导热胶黏剂用于与电子产品外壳相连。

本实用新型的发明人发现，该专利实际上的散热效果并不令人满意，更为重要的是，在制备金属片-石墨烯薄膜-导热胶黏剂散热结构时，所得良品率很低，达不到产业化生产要求。经过反复摸索，发明人发现，该专利的散热结构没有充分利用石墨烯的散热特点。

当采用本实用新型的方案，将第一薄层中与热源发热部分做成镂空，使得石墨烯薄膜直接与热源接触，同时利用另一层金属薄层(第二薄层)覆盖石墨烯薄膜，并对这三层结构进行压制后，可以获得十分优异的散热效果。