[发明专利]一种高导热体及其制备方法

说明书

本发明提供一种高导热体及其制备方法，以高导热膜为原料，通过在导热膜之间产生凹凸互锁式的微变形，形成高导热体。该方法简单、可靠、不需要粘结剂层，操作性强，导热膜间结合紧密，可应用于众多体系导热膜。利用这种方法制备的导热体具有密度小、厚度可调节、纵向热导率高、力学性能较好、层间结合力较强等优点，可广泛应用于电子产品的热管理中。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种高导热体及其制备方法。

背景技术

现有专利文献：1）申请专利CN 105692601 A，受理，一种石墨烯块材的制备方法及得到的石墨烯。

2）申请专利CN 109246977 A，受理，一种高导热石墨复合材料的制备方法。

3）申请专利CN 104669702 A，受理，一种石墨导热膜复合块及其制作方法。

随着集成电路产业的快速发展，电子器件体积不断缩小，晶体管数目却在增加，芯片集成度越来越高，热流密度也越来越大。大功率电子元器件会产生大量的热，若不采取有效的热管理措施，将热量传递出去，器件会受到损伤甚至损坏。碳类导热膜具有层状结构，其平面热导率可达150-1800W/(m·K)，而且其密度较小，理论密度只有2.2g/cm³，是一种具有广阔应用前景的热管理材料。但由于导热膜的二维平面特性，其热流通量较小，限制了它的很多应用，目前也仅应用于智能手机、平板电脑、笔记本等起均温效果。因此，急需一种具有一定强度、一定厚度、密度较小的高导热体，解决一些散热难题。针对导热膜平面导热强，纵向导热差的缺点，将导热膜彼此之间通过机械复合形成层状复合体是一种有效的方法。

在现有的专利文献中，有很多碳类导热膜与金属或高分子复合的方法，但石碳类导热膜与金属通常是在高温高压下进行复合，导热膜与金属的界面会生成金属碳化物。比如铝和石墨生成易水解的Al₄C₃，或是其它一些对复合体的机械性能有不良影响的硬脆相。导热膜与高分子复合时，由于高分子本身热导率较低，耐温性也较差，造成石墨膜层间热量传输较慢，无法作为散热材料在高温环境中使用。此外，使用粘接剂等方式使导热膜复合的方法，其导热能力可能会在很大程度上受到粘接剂的影响，削弱了导热膜原本的高导热能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、可靠，热导率高，不需要粘结剂层，耐温性好的高导热体。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种高导热体的制备方法，包括以下步骤：

S101，切割：选取若干张导热膜切割成同样形状；

S102，叠加：将切割好的导热膜逐层叠加，制成导热膜层叠体；

S103，加压：在垂直于导热膜层叠体表面的方向上，通过压头或辊轮对层叠体施加压力，得到高导热体。

优选的，所述S101步骤中使用的导热膜包括石墨膜、石墨复合膜、石墨烯膜、石墨烯复合膜、碳纳米管膜、碳纳米管复合膜、碳纤维膜或碳纤维复合膜；每片导热膜的材质相同或不同，选自上述材料的一种或多种；导热膜平面热导率超过50W/(m·K)，厚度为1-200μm。

优选的，所述S101步骤中使用的导热膜切割成的形状包括圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、多边形或异形形状。

优选的，所述S103步骤中用于压合导热膜层叠体的压头或辊轮包括设备自带压头、定制加工平板压头、设备自带辊轮或定制辊轮，其材质包括高硬度金属、金属合金、高硬度陶瓷或陶瓷复合材料、高硬度高分子或高分子复合材料。