[发明专利]一种具有包覆层结构的导热片

说明书

本发明提供一种具有包覆层结构的导热片，该导热片表面依次沉积无机层、有机层、无机层，所述的无机层是利用等离子体增强化学气相沉积法沉积，具有导热性和气体阻隔性；有机层为常规化学气相沉积的聚合物层，经热熔处理，提高了无机层的韧性以及无机层之间的结合力。本发明的具有包覆层结构的导热片，拥有导热性能优异，结构稳定性好的特点，适合高功耗电子电器设备的导热散热。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及一种具有包覆层结构的导热片。

背景技术

石墨具有独特的晶粒取向，因此具有各向异性高导热的特点。以石墨为导热体的商业化产品，目前广泛应用于手机、笔记本电脑、医疗设备、LED屏幕等发热源的导热散热。石墨类导热片本身具有韧性差、易折断、导电性好等特点，在模切加工和使用中会造成石墨破碎、掉粉现象，从而存在电子设备短路的风险，因此往往需要进行包覆。

为了防止石墨类导热片掉粉，目前常规使用胶黏剂进行表面包覆，但包覆厚度较厚，通常为2～10μm，影响石墨类导热片导热性能的发挥。为了减小保护层的厚度，专利CN102321867B使用气相沉积法，使石墨片表面被聚合物层包覆，然而聚合物本身的导热系数低，例如该专利使用的聚对二甲苯导热系数只有0.1 W/m·k左右，在一定程度上限制了石墨的导热性能。此外，聚合物是由高分子链组成，链与链之间存在空隙，水汽容易渗透至内部，长时间工作会使包覆层与石墨片鼓泡脱开，破坏导热片结构的完整性，使散热速度变慢。

因此，如何对导热片进行包覆，使其导热性能优异，水汽渗透率低，结构稳定性好是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种具有包覆层结构的导热片，该包覆层取代纯有机物包覆，实现包覆层自身具有较高的导热系数，良好的气体阻隔性，与导热片之间具有稳定的结合力，同时包覆层自身具有一定的韧性，使该导热片能稳定地发挥导热性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有包覆层结构的导热片，所述的该导热片表面依次沉积无机层、有机层、无机层，所述的无机层是利用等离子体增强化学气相沉积法沉积，具有导热性和气体阻隔性；有机层为常规化学气相沉积的聚合物层，经热熔处理，提高无机层的韧性以及无机层之间的结合力。该导热片具有优异的导热性和良好的结构稳定性。

进一步地，

所述的导热片为石墨片、石墨烯膜、发泡石墨膜、石墨/树脂热界面材料。

所述的导热片按照实际需求，可对其表面先进行等离子体表面活化处理，来增强导热片和无机层的结合力。

所述的无机层成分为二氧化硅、氮化硅。

所述的内外无机层可以为两种相同或不同的成分。

所述的等离子体增强化学气相沉积速度为5～80nm/min。当沉积速度小于5nm/min，沉积效率低；当沉积速度大于80nm/min，沉积速度过快会引起无机层内应力大，导致无机层脆性大。

所述的无机层的厚度不大于3μm。当厚度大于3μm，无机层在导热片表面的附着力差。

所述的无机层的导热系数不低于1W/m·k。当无机层的导热系数低于1W/m·k，会影响导热片整体的导热性能。

所述的中间层的聚合物为N型聚对二甲苯、C型聚对二甲苯、D型聚对二甲苯、F型聚对二甲苯、HT型聚对二甲苯。

所述的中间层的聚合物优选为N型聚对二甲苯、C型聚对二甲苯。这两种聚对二甲苯具有较低的熔点，热熔处理温度为100～160℃，可以在不破坏导热体含有的组分（如石墨/树脂导热片中的树脂）下实现无机层粘合。

所述的有机层的厚度为50～500nm。当厚度低于50nm，热熔后粘结性差，当厚度大于500nm，会影响导热片整体的导热性能。