[发明专利]一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统及方法

说明书

本发明涉及一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统，包括过滤杯、抽滤集液瓶、真空泵、用于加持滤膜的固定夹、超声水槽和图案加工装置；所述滤杯和抽滤集液瓶上下扣合，所述滤膜设置在所述滤杯和抽滤集液瓶之间，所述真空泵与所述抽滤集液瓶连通；所述抽滤集液瓶设置在所述超声水槽内；所述图案加工装置用于在石墨烯薄膜上加工热结构图案。本发明克服了散热结构无法跟随电子制造向制造最小化的多功能器件的趋势；进一步满足了设备简单、易操作、低成本、精度高、灵活度高等需求。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，具体涉及一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统及方法。

背景技术

热能在生活中非常常见，它在给人类社会带来许多便利的同时许多难攻克的问题也随之而来。电子设备在运行过程中会产生热量，而电子元件通常对温度敏感，一些电子元件具有在操作过程中随温度变化而快速变化的热特性，如芯片封装密封模块的热性能随着温度的变化而变化。电子元件的寿命和可靠性随着工作温度的升高而降低，提高电子元件寿命及可靠性的关键是解决散热问题，有效的散热对于电子元件的更高的可靠性和更长的寿命有着密切关系，因此有效处理热效应问题对于电子元件的进一步研究和开发至关重要。热管理日益成为电子封装中不可忽视的重要组成部分。

近年来，随着电子技术的飞速发展，电子设备不仅应用于飞机、卫星、航天飞机和舰艇潜艇等军事领域，还广泛应用于工业生产、通信系统和个人计算机等民用领域。随着社会的发展，电子设备发展中的矛盾日益尖锐，一方面，电子设备体积小，它具有很多功能，便携性强，对环境的适应性和发展需要广泛，而设备本身由于受热约束，热控制问题变得越来越困难。电子元件当前的趋势是以最小尺寸制造功能强大的器件，这给电子器件封装的散热要求带来了很大的压力，器件的性能和生命周期至关重要。因此，控制这些元器件的温度是提高电子产品寿命的最好方法。因此电子设备的高效散热非常重要，其散热性能直接决定了设备本身的寿命。

目前常见的电子元件散热方式有自然冷却、能量疏导等方式。例如电脑的散热方法一般是利用加上散热器，整机加上风扇。而散热器一般是由铝和铜等具有高热容的材料制成的，目的是在较低的温度升幅下吸收更多的热量。采用金属散热的方式，在设计线路板时，会特意加大散热铜箔厚度或用大面积电源、地铜箔或使用更多的导热孔。

然而，目前常见的这些散热方法并没有针对性的局部散热，且这种散热方式的散热效率随设备所占用空间的增大而升高。电子制造的前沿趋势是将制造出尺寸最小化的多功能的器件，而目前的散热方式无法满足。因此，亟需研发出一种尺寸更小、质量更轻、针对性更高的新方法，来有效地引导和屏蔽电子元件上的热量，实现热保护的同时满足电子元件向小、轻、便携的方向发展。

石墨烯具有非常好的热传导性能，也是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，有望被用在电子元件的热保护中。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种实现热保护的同时满足电子元件小、轻、便携需求的一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统及方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统，包括过滤杯、抽滤集液瓶、真空泵、用于加持滤膜的固定夹、超声水槽和图案加工装置；所述滤杯和抽滤集液瓶上下扣合，所述滤膜设置在所述滤杯和抽滤集液瓶之间，所述真空泵与所述抽滤集液瓶连通；所述抽滤集液瓶设置在所述超声水槽内；所述图案加工装置用于在石墨烯薄膜上加工热结构图案。

使用一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统的方法，包括如下步骤：

步骤一，将滤膜固定在滤杯和抽滤集液瓶之间；

步骤二，配置均匀的碳纤维悬浊液和石墨烯悬浊液；

步骤三，将碳纤维悬浊液倒入过滤杯中，打开真空泵，在滤膜的上表面沉积出碳纤维前驱体；