[发明专利]导热膜及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种导热膜及其制备方法和应用，导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻碳质导热层之间设置有钛金属层；导热膜还包括碳化钛层，碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间。本申请采用钛金属层连接多层碳质导热层，钛金属层与多层碳质导热层之间形成稳定的碳化钛层，实现导热膜的高导热性和高厚度。

技术领域

本申请涉及导热技术领域，特别是涉及一种导热膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着手机朝向高性能和小型化的方向发展，芯片的发热量越来越大，受限于手机内的狭小空间，热量易聚集形成热点，进而导致芯片不能正常工作，因此需要采用具有较高横向热导率的材料进行分散热量。对于4G手机，通常采用人工石墨导热膜，其以聚酰亚胺薄膜为原料，通过碳化、石墨化、压延工艺制备得到，导热系数能够在1500W/m·K左右。然而，随着5G手机的推出，芯片热功耗超过4G手机的2.5倍，受限于聚酰亚胺薄膜原料，人工石墨导热膜的厚度(厚度≤60μm)无法满足散热要求。

因此，如何提供一种具有高导热系数且高厚度的导热膜，成为目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种导热膜及其制备方法和应用，采用钛金属层连接多层碳质导热层，钛金属层与多层碳质导热层之间形成碳化钛层，使导热膜具有高导热性和高厚度。

第一方面，本申请提供一种导热膜，所述导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻所述碳质导热层之间设置有钛金属层；

所述导热膜还包括碳化钛层，所述碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间，所述碳化钛层用于连接所述碳质导热层和所述钛金属层。

在一些实施方式中，所述碳化钛层和所述碳质导热层呈一体结构，所述碳化钛层渗入所述碳质导热层的表面。

在一些实施方式中，所述碳质导热层的材料包括人工石墨、天然石墨、石墨烯和碳纳米管中的至少一种。

在一些实施方式中，所述碳质导热层的厚度为12μm～60μm。

在一些实施方式中，所述钛金属层的厚度为50nm～200nm。

在一些实施方式中，所述碳化钛层的厚度为5nm～20nm。

在一些实施方式中，所述导热膜的厚度为100μm～500μm。

在一些实施方式中，所述导热膜的导热系数为1100W/m·K～1500W/m·K。

第二方面，本申请提供一种如第一方面所述导热膜的制备方法，所述制备方法包括：

在碳质导热层的表面形成一层钛金属层，得到碳质导热层和钛金属层层叠的第一层叠体；

在所述第一层叠体的钛金属层上再设置一层碳质导热层，得到第二层叠体；或，将至少两个第一层叠体层叠，层叠过程中所述第一层叠体中钛金属层的均朝向同一方向，在暴露于最外侧的钛金属层上再设置一层碳质导热层，得到第二层叠体；

对第二层叠体进行热压后，在相邻碳质导热层和钛金属层之间形成碳化钛层，得到所述的导热膜。

在一些实施方式中，所述钛金属层的制备方式包括磁控溅射。

在一些实施方式中，采用磁控溅射制备钛金属层的过程中，所述磁控溅射的直流电源功率为50W～100W。可选地，所述磁控溅射的时间为30s～120s。进一步可选地，所述磁控溅射过程中钛靶的偏压为-60V～-40V。

在一些实施方式中，对所述第二层叠体进行热压的过程包括：

在加热的情况下对所述第二层叠体施加压力。

在一些实施方式中，所述压力为50MPa～100MPa。