[发明专利]一种石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构及其制造方法

权利要求书

1.一种石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构，其特征在于所述导热结构包括石墨烯基复合材料基板和铝块体，其中：

所述石墨烯基复合材料基板纵向打孔，所述孔的位置在石墨烯基复合材料基板和热源的接触点上；

所述铝块体镶嵌在石墨烯基复合材料基板的孔中。

2.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构，其特征在于所述孔的高度和基板的厚度相同；孔的侧截面为梯形；孔的尺寸和数量根据热源的尺寸和数量确定；打孔方式是CNC加工。

3.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构，其特征在于所述石墨烯基复合材料为以石墨烯为基体且石墨烯在材料内部沿石墨烯片层方向定向排列的三维材料。

4.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构，其特征在于所述铝块体为纯铝块体或铝合金块体。

5.根据权利要求1或4所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构，其特征在于所述铝块体的侧截面为梯形，高度方向和石墨烯基复合材料基板的厚度相同，数量与孔的数量一致。

6.一种权利要求1-5任一权利要求所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的导热结构的制造方法，其特征在于所述方法步骤如下：

1）在石墨烯基复合材料上纵向打孔；

2）制备铝块体；

3）表面金属化：将步骤1）得到的石墨烯基复合材料孔表面进行表面金属化；

4）电镀：将步骤2）得到的表面抛光后的铝块体进行表面镀铜；

5）焊接：将步骤4）得到的镀铜铝块体镶嵌在步骤3）得到的表面金属化的石墨烯基复合材料基板的孔中，得到石墨烯材料基板内镶嵌铝合金的导热结构。

7.根据权利要求6所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的制造方法，其特征在于所述铝块体的加工方式采取先线切割再抛光的方式；铝块体的每个表面留有0.1~0.3mm的余量，上下底面边长比步骤1）所述的孔小0.3~0.5mm。

8.根据权利要求6所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的制造方法，其特征在于所述步骤3）的具体步骤如下：

a、用电子天平称取适量的Cr粉末和SnAgCu共晶粉末，混合成Cr质量分数为7~11%的Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr金属化粉末，然后将金属化粉末放入球磨机中，以80~100r/min的速度球磨8~12h，得到混合金属粉末；b、将粘结剂和Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr金属粉末以1：1~1：2的体积比混合，然后涂在石墨烯基复合材料基板的孔表面，之后在金属粉末表面粘接一层20~50μm的铜箔，之后在孔中间放入石墨模具，给模具施压，使铜箔和金属化粉末以及基板的孔表面产生紧密的结合；c、之后放入真空钎焊炉进行金属化，金属化的工艺为：当真空度达到10^-3Pa之后，以10~30℃/min的升温速度升到400~600℃，之后以5~15℃/min的速率升到指定的金属化温度，在940~960℃保温20~30min；d、保温结束后以5~15℃/min的速率降温，降至400~600℃后随炉冷却。

9.根据权利要求6所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的制造方法，其特征在于所述镀层的厚度为4~5μm。

10.根据权利要求6所述的石墨烯基复合材料基板内镶嵌铝合金的制造方法，其特征在于所述步骤5）的具体步骤如下：

将步骤4）得到的镀铜铝块体利用焊接的技术镶嵌在步骤3）所述的石墨烯基复合材料基板的孔洞中，采用的焊料为Sn0.3Ag0.7Cu焊膏，焊接设备为真空钎焊炉；焊接前用丙酮清洁焊接体的表面，焊接的工艺为：当真空度达到10^-3Pa之后，以10~20℃/min的升温速率升温到150~250℃，继续以5~10℃/min的速率升温至300~350℃，保温5~15min，保温结束后随炉降温至室温，即得到石墨烯材料基板内镶嵌铝合金的导热结构。