一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构制造技术

本发明专利技术公开了一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，包括设置于芯片与散热鳍片之间的导热板，所述的导热板由若干个紧密连接的散热单体组成，所述散热单体的横截面呈六边形；散热单体包括卷芯、填料与表面覆盖料；所述的卷芯为呈卷曲设置的石墨烯卷材，所述石墨烯卷材的内部空隙内填充有填料，所述的填料为粉状石墨、炭黑或石墨烯浆料，填料经高温高压成型，填充在石墨烯卷材的空隙之间；所述表面覆盖料为具有一定阻燃能力的高分子材料，表面覆盖料位于石墨烯卷材的外周，并成型为六边形。本结构充分利用石墨烯材料单向导热能力强但是层间导热能力弱的特点，通过卷曲的结构形式，充分发挥石墨烯的单向导热能力。充分发挥石墨烯的单向导热能力。充分发挥石墨烯的单向导热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构


[0001]本专利技术涉及一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构。

技术介绍

[0002]在传统的技术人员看来，阻燃与散热性能仿佛是相克的，即较好的阻燃性能的材料往往导热性能就会很差，而导热性能好的产品，除了金属材料外，非金属导热材质的阻燃能力都会有所降低。
[0003]但在持续的材料验证与改性实验中发现，三聚氰胺磷酸盐(MP)具有很好的热稳定性能以及吸热性能，其在热解时会释放NH3吸热，并产生多磷酸，使得基体的表面生成均匀致密的炭层，以发挥隔热、隔氧和抑制烟雾产生的作用。
[0004]以此为技术启示，研发人员进一步研究发现，MP与类石墨烯材质进行复合时，尤其是与SiO2杂化时，可以提高疏水性和阻燃效率，从而进一步的提升材料的阻燃能力。
[0005]石墨烯以及类石墨材质拥有十分优异的导热性能以及较轻的密度，该种材质在芯片导热领域以及微型电机散热领域中均有较好的应有价值。
[0006]进一步的，多层石墨烯拥有更好的空间导热结构，且散热能力要优于单层石墨烯，且由于加工工艺的局限，多层石墨烯能更好的与未完全剥离的微粉石墨等导热填料相协同作用。
[0007]针对以上现有技术，在多层石墨烯内进行有效的填料，并与填料构成有效的散热网络，再通过MP材料表面阻燃处理，是未来阻燃导热型石墨烯的未来发展趋势。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的不足，提出了一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构。
[0009]一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，包括以下结构：
[0010]设置于芯片与散热鳍片之间的导热板，所述的导热板由若干个紧密连接的散热单体组成，所述散热单体的横截面呈六边形；
[0011]散热单体包括卷芯、填料与表面覆盖料；
[0012]所述的卷芯为呈卷曲设置的石墨烯卷材，所述石墨烯卷材的一端与待散热的芯片相接触，石墨烯卷材的另一端与散热鳍片相接触；
[0013]所述石墨烯卷材的内部空隙内填充有填料，所述的填料为粉状石墨、炭黑或石墨烯浆料，填料经高温高压成型，填充在石墨烯卷材的空隙之间；
[0014]所述表面覆盖料为具有一定阻燃能力的高分子材料，表面覆盖料位于石墨烯卷材的外周，并成型为六边形。
[0015]进一步的，所述的表面覆盖料为MP材料。
[0016]进一步的，所述的石墨烯卷材由单层状石墨烯经过热辊压成型。
[0017]为了保证填料与卷芯之间的间隙最小化，所述的填料经过以下步骤进行填充固化：
[0018]S1、将石墨烯卷材的表面进行静电驻极处理，使表面拥有静电吸附能力；
[0019]S2、将石墨烯卷材进行卷曲并定型处理；
[0020]S3、在真空环境下，注入粉料；
[0021]S4、粉料填充过程中，堵住一端的开口处，并在另一端通过静电喷枪进行加压注射；
[0022]S5、完成冲压后，外周通过专用夹爪进行外表面加压，在高温高压条件下，使得粉料熔融，并固结。
[0023]进一步的，所述的石墨烯卷材为单层石墨烯或多层石墨烯。
[0024]6、根据权利要求1所述的一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，其特征在于，所述的散热单体之间通过热压的连接方式进行连接。
[0025]进一步的，所述导热板与芯片之间，以及导热板与散热鳍片之间均涂覆有导热硅脂。
[0026]有益效果：
[0027]本结构充分利用石墨烯材料单向导热能力强但是层间导热能力弱的特点，通过卷曲的结构形式，充分发挥石墨烯的单向导热能力。
[0028]同时，本申请设计多个精密连接的散热单体，并通过六边形的形式相连接，连接处的接触材料为具有一定阻燃能力的高分子材料，石墨烯材料通过外覆盖阻燃材料的形式，可以显著的提升石墨烯导热结构的阻燃能力，从而使得该结构可以有效的阻燃并导热。
附图说明
[0029]图1是芯片散热的常见结构；
[0030]图2是导热板的上端的机构结构示意简图；
[0031]图3是某一个散热单体的结构示意简图；
[0032]图4是块状石墨烯材料的导热情况；
[0033]1.芯片2.导热板3.散热鳍片21.石墨烯卷材22.填料。
具体实施方式
[0034]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0035]实施示例：
[0036]一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，包括以下结构：
[0037]设置于芯片1与散热鳍片3之间的导热板2，所述的导热板2由若干个紧密连接的散热单体组成，所述散热单体的横截面呈六边形；
[0038]散热单体包括卷芯21、填料22与表面覆盖料；
[0039]所述的卷芯21为呈卷曲设置的石墨烯卷材，所述石墨烯卷材的一端与待散热的芯片相接触，石墨烯卷材的另一端与散热鳍片相接触；
[0040]所述石墨烯卷材的内部空隙内填充有填料，所述的填料为粉状石墨、炭黑或石墨烯浆料，填料经高温高压成型，填充在石墨烯卷材的空隙之间；
[0041]所述表面覆盖料为具有一定阻燃能力的高分子材料，表面覆盖料位于石墨烯卷材
的外周，并成型为六边形。
[0042]进一步的，所述的表面覆盖料为MP材料。
[0043]进一步的，所述的石墨烯卷材由单层状石墨烯经过热辊压成型。
[0044]填料经过以下步骤进行填充固化：
[0045]S1、将石墨烯卷材的表面进行静电驻极处理，使表面拥有静电吸附能力；
[0046]S2、将石墨烯卷材进行卷曲并定型处理；
[0047]S3、在真空环境下，注入粉料；
[0048]S4、粉料填充过程中，堵住一端的开口处，并在另一端通过静电喷枪进行加压注射；
[0049]S5、完成冲压后，外周通过专用夹爪进行外表面加压，在高温高压条件下，使得粉料熔融，并固结。
[0050]如图所示，散热鳍片3将芯片1处的热量通过导热板2进行吸收，并散出，其中导热板2的作用在于将热量进行有效的导出。
[0051]在实际使用过程中，石墨烯卷材为单向导热结构，其展开面积远远大于该结构可以实现的表面积，并且由于不存在层间导热，所以其导热效率是远远高于块状石墨烯材料的。如图4所示，块状石墨烯材料存在层间导热，其热量传递能力不如单层石墨烯材料，但是单位时间内的传热总量大于某一个片状石墨烯材料，本实施例实际上是将块状石墨烯材料中的单层石墨烯进行充分展开，从而提升导热效率。
[0052]作为进一步改进，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，其特征在于，包括设置于芯片与散热鳍片之间的导热板，所述的导热板由若干个紧密连接的散热单体组成，所述散热单体的横截面呈六边形；散热单体包括卷芯、填料与表面覆盖料；所述的卷芯为呈卷曲设置的石墨烯卷材，所述石墨烯卷材的一端与待散热的芯片相接触，石墨烯卷材的另一端与散热鳍片相接触；所述石墨烯卷材的内部空隙内填充有填料，所述的填料为粉状石墨、炭黑或石墨烯浆料，填料经高温高压成型，填充在石墨烯卷材的空隙之间；所述表面覆盖料为具有一定阻燃能力的高分子材料，表面覆盖料位于石墨烯卷材的外周，并成型为六边形。2.根据权利要求1所述的一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，其特征在于，所述的表面覆盖料为MP材料。3.根据权利要求1所述的一种兼具阻燃与导热性能的复合式导热结构，其特征在于，所述的石墨烯卷材由单层状石墨烯经过热辊压成型。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云胜，郭颢，束国法，蒋伟良，陈玲，陶勇，
申请(专利权)人：安徽碳华新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：