[发明专利]一种高导热复合石墨散热片及其制备方法

说明书

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种高导热复合石墨散热片及其制备方法。本发明的高导热复合石墨散热片以复合石墨层为散热单元，所述散热片由多个复合石墨层纵向叠加而成，每层复合石墨层包括金属过渡层+单层石墨膜，其中金属过渡层沉积在单层石墨膜表面，所述散热片由多个复合石墨层通过焊接压合而成。本发明的制备方法可制备厚度为0.08‑1.0mm的复合石墨散热片，产品可用范围广泛；制备的复合石墨散热片内部无胶粘剂，采用金属与石墨直接粘结的方式，制备的复合石墨散热片既能保持复合石墨片水平方向的导热优势，又能增加复合石墨片的纵向的导热性能，制备工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种高导热复合石墨散热片及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子产业的发展，要解决电子设备的发热问题也日趋重要。目前，人工石墨具有卓越的导热性能，其中人工石墨膜是由聚酰亚胺薄膜(Polyimide缩写为PI)经过碳化、石墨化处理制成，或者使用天然石墨制成柔性人工石墨膜。但人工石墨膜纵向导热系数较低，仅为5-10W/m·K。为了既保持石墨材料的面向导热特性，又要提高纵向导热性能，在现有的技术中，如专利CN105584122A公开的方法，将碳材料薄膜与铜箔通过双面胶粘合在一起；专利CN103476227A，公开了一种铜碳复合散热片制备方法，再铜箔的两面涂覆碳材料涂料。

上述技术在一定程度上可以提高石墨膜的纵向的导热性能，但粘结剂的使用会严重降低了碳材料层的导热系数，造成石墨膜散出的热无法及时传递到铜上，严重削弱了石墨膜的散热效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高导热复合石墨散热片及其制备方法。本发明的制备方法可制备厚度为0.08-1.0mm的复合石墨散热片，产品可用范围广泛；制备的复合石墨散热片内部无胶粘剂，采用金属与石墨直接粘结的方式，制备的复合石墨散热片既能保持复合石墨片水平方向的导热优势，又能增加复合石墨片的纵向的导热性能，制备工艺简单，成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高导热复合石墨散热片及其制备方法，其特征在于，该石墨散热片及其制备方法具有以下特征：

一种高导热复合石墨散热片，所述散热片以复合石墨层为散热单元，所述散热片由多个复合石墨层纵向叠加而成，每层复合石墨层包括金属过渡层+单层石墨膜，其中金属过渡层沉积在单层石墨膜表面，所述散热片由多个复合石墨层通过焊接压合而成。

所述单层石墨膜是由聚酰亚胺薄膜经过高温碳化、石墨化制备而成的，厚度为17-100μm。

所述金属过渡层包括Ag、Cu、Ti中的一种或多种，厚度为0.05-5μm。

所述一金属过渡层+单层石墨膜为一复合层，最终叠加后的散热片上下面最外层为单层石墨膜。

所述金属过渡层通过真空磁控溅射、高功率磁控溅射、离子注入、多弧离子镀、真空蒸镀、电沉积、物理气相沉积或化学气相沉积中的一种或多种工艺沉积在单层石墨膜表面。

所述焊接压合通过高频焊、电阻焊、钎焊、超声焊、摩擦焊、高温高压焊中的一种焊接工艺将复合石墨层与复合石墨层焊接在一起。

所述高导热复合石墨散热片的制备方法，包括以下步骤：

(1)在厚度为17-100μm的单层石墨膜表面沉积金属过渡层，得到复合石墨层；

(2)将步骤(1)中的复合石墨层裁剪成同样大小的薄片，将薄片纵向叠加至一定的厚度，放入热压炉指定的工装进行高温高压焊接压合；

(3)焊接压合后得到厚度为0.08-1mm的复合石墨散热片。

步骤(2)中所述焊接压合工艺如下：