一种三维导热吸波增强复合膜制造技术

本发明专利技术公开了一种三维导热吸波增强复合膜，包括导热吸波复合膜，所述导热吸波复合膜包括石墨烯层以及与石墨烯层相连的MXene层；所述导热吸波复合膜上沿厚度方向开设有若干贯穿导热吸波复合膜上下表面的通孔，所述通孔内固定有若干包覆有石墨烯膜的金刚石粒子；所述包覆有石墨烯膜的金刚石粒子包括金刚石粒子和石墨烯膜。本申请中，石墨烯层具有优良的导热效果，MXene层作为增强层添加到导热吸波复合膜中，显著提高了三维导热吸波增强复合膜的吸波性能；在导热吸波复合膜的厚度方向穿设有包覆有石墨烯膜的金刚石粒子，提高了三维导热吸波增强复合膜的纵向导热性能，还能提高三维导热吸波增强复合膜的强度。维导热吸波增强复合膜的强度。维导热吸波增强复合膜的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种三维导热吸波增强复合膜


[0001]本专利技术涉及导热吸波材料领域，尤其是涉及一种三维导热吸波增强复合膜。

技术介绍

[0002]随着5G时代的来临，电子产品逐步向轻量化、高集成化方向发展，导致设备的发热量大幅度上升，为了满足高热量传导的需求，热界面材料应运而生。石墨烯导热膜导热系数最高可达2000W/(m
·
K)，较常规石墨膜具有更好的导热性能，是一种可以应用于热流密度大的芯片散热领域的新型热界面材料。
[0003]电子芯片工作频率不断升高，电磁干扰问题也越来越突显。然而单纯石墨烯导热膜由于石墨烯的电导率过大，不利于电磁波吸收，在吸收领域的应用受到限制。MXenes材料作为具有结构二维晶体结构材料，不仅有着良好的机械性能，将MXene层添加到石墨烯导热膜中，即包括石墨烯层和MXene层的导热吸波复合膜可以提高电子芯片材料的导热和吸波性能。
[0004]但本申请人在研究过程中发现包括石墨烯层和MXene层的导热吸波复合膜仅能提高石墨烯导热膜的吸波性能，导热系数会降低，难以满足目前热流密度较大的芯片散热领域的高热量传导需求，尤其是纵向的导热系数。

技术实现思路

[0005]为了提高石墨烯导热膜的吸波性能和纵向导热性能，本申请提供一种三维导热吸波增强复合膜。
[0006]第一方面，本申请提供一种三维导热吸波增强复合膜，采用如下技术方案实现：
[0007]一种三维导热吸波增强复合膜，包括导热吸波复合膜，所述导热吸波复合膜包括石墨烯层以及与石墨烯层相连的MXene层；所述导热吸波复合膜上沿厚度方向开设有若干贯穿导热吸波复合膜上下表面的通孔，所述通孔内固定有若干包覆有石墨烯膜的金刚石粒子；所述包覆有石墨烯膜的金刚石粒子包括金刚石粒子和石墨烯膜。
[0008]通过采用上述技术方案，石墨烯层具有优良的导热效果，MXene层作为增强层添加到导热吸波复合膜中，显著提高了三维导热吸波增强复合膜的吸波性能；在导热吸波复合膜的厚度方向穿设有包覆有石墨烯膜的金刚石粒子，提高了三维导热吸波增强复合膜的纵向导热性能，还能提高三维导热吸波增强复合膜的强度。
[0009]金刚石粒子表面包覆有石墨烯膜，有效改善了金刚石粒子与导热吸波复合膜的界面相容性不好的缺陷，使包覆有石墨烯膜的金刚石粒子更稳定地固定在通孔内，提高了三维导热吸波增强复合膜的纵向导热系数和力学强度。
[0010]可选的，所述金刚石粒子的粒径为20
‑
90nm。
[0011]通过采用上述技术方案，粒径为20
‑
90nm的金刚石粒子比表面积较大，且不易团聚，且金刚石粒子和表面包覆的石墨烯膜之间的结合紧密度高，提高了通孔内包覆有石墨烯膜的金刚石粒子与导热吸波复合膜的界面相容性，使包覆有石墨烯膜的金刚石粒子更稳
定地固定在通孔内。
[0012]可选的，所述石墨烯膜的厚度为0.2
‑
1μm。
[0013]通过采用上述技术方案，厚度为0.2
‑
1μm的石墨烯膜可以完全包覆金刚石粒子，提高了通孔内金刚石粒子与导热吸波复合膜的界面相容性，且石墨烯膜还能进一步提高三维导热吸波增强复合膜的纵向导热系数；同时石墨烯膜的厚度不至于过厚，能充分发挥金刚石粒子的作用，从而提高了三维导热吸波增强复合膜的强度。
[0014]可选的，所述通孔在导热吸波复合膜上均匀间隔分布。
[0015]通过采用上述技术方案，导热吸波复合膜上均匀间隔分布有通孔，可以提高三维导热吸波增强复合膜厚度方向上的热传导性能和导热均匀性，有利于芯片材料均匀地进行高热量传导，且导热吸波复合膜上均匀间隔分布有包覆有石墨烯膜的金刚石粒子，还能提高三维导热吸波增强复合膜厚度方向上的吸波均匀性和强度均匀性。
[0016]可选的，相邻两通孔中心的间距为50
‑
200μm。
[0017]通过采用上述技术方案，通孔的排布密度会影响三维导热吸波增强复合膜的力学性能以及厚度方向上的热传导性能和吸波性能。具体而言，若相邻通孔间距超过200μm，金刚石粒子在导热吸波复合膜上分布过于稀疏，在导热吸波复合膜厚度方向上导热和吸波通道过少，降低了三维导热吸波增强复合膜的纵向导热系数和吸波性能；若相邻通孔的间距小于50μm，通孔分布过于密集，会增加打孔的难度，且导热吸波复合膜的力学性能会受到影响。
[0018]可选的，所述通孔的孔径为20
‑
100μm。
[0019]通过采用上述技术方案，通孔的孔径大小会影响导热吸波复合膜的力学性能以及厚度方向上的导热性能和吸波性能，同时，通孔的孔径也会影响金刚石粒子的含量多少。具体而言，当通孔的孔径小于20μm时，通孔内金刚石粒子含量较低，不利于提高三维导热吸波增强复合膜的力学性能以及厚度方向上的导热性能和吸波性能；若通孔孔径大于100μm，但金刚石粒子很难稳定固定在通孔内，所以金刚石粒子会在一定程度上跑到导热吸波复合膜表面，也会降低三维导热吸波增强复合膜的力学性能以及厚度方向上的导热性能和吸波性能。
[0020]可选的，所述三维导热吸波增强复合膜的厚度为10
‑
700μm。
[0021]通过采用上述技术方案，三维导热吸波增强复合膜的厚度最薄可达到10μm，能满足一些高紧密度、轻量化的电子产品需求；三维导热吸波增强复合膜的厚度最厚可达到700μm，具体厚度根据电子芯片的使用场景进行选择，适用范围广。
[0022]可选的，所述石墨烯层的厚度为8
‑
500μm。
[0023]通过采用上述技术方案，石墨烯层的厚度主要是由石墨烯用量多少来决定的，石墨烯是一种由碳原子堆积而成的单层二维蜂窝状晶格结构的新型碳材料，石墨烯不仅具有优异的力学、光学、电学等性能，还具有较好的热学性能。且石墨烯层的厚度也是依据三维导热吸波增强复合膜的厚度来决定的，当三维导热吸波增强复合膜的厚度为10μm、石墨烯层的厚度为8μm时，三维导热吸波增强复合膜的横向导热性能优异；当三维导热吸波增强复合膜的厚度为700μm、石墨烯层的厚度为500μm时，三维导热吸波增强复合膜的导热性能也很优异。
[0024]可选的，所述MXene层的厚度为2
‑
200μm。
[0025]通过采用上述技术方案，MXene层的厚度主要是由MXene材料用量多少来决定的，MXene材料具有二维晶体结构，在力学、磁学、电学等方面都具有非常优异的性质。且MXene层的厚度也是依据三维导热吸波增强复合膜的厚度来决定的，MXene层的厚度影响三维导热吸波增强复合膜的厚度的吸波性能。当三维导热吸波增强复合膜的厚度为10μm、石墨烯层的厚度为2μm时，当三维导热吸波增强复合膜的厚度为700μm、石墨烯层的厚度为200μm时，三维导热吸波增强复合膜的吸波性能优异。
[0026]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0027]1、本申请中，石墨烯层具有优良的导热效果，M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维导热吸波增强复合膜，包括导热吸波复合膜（1），其特征在于，所述导热吸波复合膜（1）包括石墨烯层（2）以及与石墨烯层（2）相连的MXene层（3）；所述导热吸波复合膜（1）上沿厚度方向开设有若干贯穿导热吸波复合膜（1）上下表面的通孔（4），所述通孔（4）内固定有若干包覆有石墨烯膜的金刚石粒子（5）；所述包覆有石墨烯膜的金刚石粒子（5）包括金刚石粒子（6）和石墨烯膜（7）。2.根据权利要求1所述的一种三维导热吸波增强复合膜，其特征在于，所述金刚石粒子（6）的粒径为20
‑
90nm。3.根据权利要求1所述的一种三维导热吸波增强复合膜，其特征在于，所述石墨烯膜（7）的厚度为0.2
‑
1μm。4.根据权利要求1所述的一种三维导热吸波增强复合膜，其特征在于，所述通孔（4）在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，孙爱祥，羊尚强，窦兰月，周晓燕，贺西昌，方晓，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：