一种导热散热界面材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种导热散热界面材料以及制造这种导热散热界面材料的方法，应用于电子产品散热领域，包括：一导热散热层是由石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维、树脂、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维、氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硼、碳化硅、氧化镁粉、偏硅酸纤维、硅酸钙铝纤维、氧化铝纤维、铜、铝、银、钨、钼金属粉体的其中一种或其中多种材料组成；一表面保护材料层，表面保护材料层为高分子薄膜。依照本发明专利技术的材料和方法制成的导热散热界面材料，有效的提高散热性能，具有体积小、重量轻、厚度薄的优点，提高电子元器件的使用寿命，同时这种新型导热散热界面材料容易生产加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子复合材料的应用，具体涉及一种采用高分子复合材料制成的导热散热界面材料以及这种导热散热界面材料的加工制造方法。
技术介绍
导热散热界面材料被广泛的 应用于电脑、笔记本电脑、LED照明、通信、整流器，医疗及工业设备等领域，现有技术的导热散热界面材料一般采用铝、铝合金、铜、陶瓷等材料或填料生产。但随着电子、电气设备应用范围的扩大和普及，对电子电气设备的性能和结构要求越来越苛刻，越来越复杂，包括要求具备更高的处理速度、更高的处理频率、更小的体积、更轻的重量、更高的功率和其它技术优点。例如在电子、电气元件及系统中，或者高功率的光学器件中的微处理器和集成电路中都会产生很高的热量，但是，微处理器、集成电路和其它电子元器件通常只能在有限的温度范围内有效正常的运行。如果这些电子元器件产生的热量超过允许的范围，不仅对它们自身性能造成影响，而且可能会对整个系统的性能和稳定造成不可估量的损害，从而引起系统的崩溃。这就对电子元器件中的散热设备提出严格的要求，随着对电子元器件微型化、轻量化的要求不断提高，对微型电子元器件中的散热控制和散热设计日益严格，乃至苛刻。众所周知，电子电气设备的性能、可靠性和寿命与运行环境的温度成反比关系。例如，高功率led或液晶|旲块中，基板散热速度的提闻可以大大提闻led或液晶的光売度、寿命和运行的稳定性。因此，为了提高电子元器件及其系统的性能和稳定性，延长其使用寿命，降低运行的环境温度或增大正常稳定运行的温度范围极其重要。但是现有技术的导热散热界面材料一般采用铝、铝合金、铜、金属氧化物、陶瓷类材料以及以这些为填料的橡胶类等材料制成，这种导热散热界面材料的原理是通过铜、铝、铝合金或填料将热量吸收然后散发到周围环境中。这种导热散热界面材料一般还需要有散热叶片(散热器)和风扇，靠风扇对散热叶片之间散热介质如空气的强制对流来达到散热的目的。这些现有技术主要存在以下的缺陷 第一，重量大，因为填料密度大，例如铜的密度是8.96g/cm3，铝的是2. 7g/cm3。重量的超重会对电子元器件的设计和制造带来很大的难度，并且增加元器件的重量。第二，占用空间大，尤其是电子元器件对空间要求苛刻时，界面材料的导热系数有限,而且不可调。第三，界面材料的热膨胀系数与电子元器件芯片的相差太大，当温度变化大时，容易引发芯片破裂，产生瑕疵及发光效率降低，导致发光效率和寿命大打折扣，不能达到高功率、长寿命的技术要求。第四，厚度可调范围有限，无法做到100微米以下的厚度
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种导热散热界面材料，以解决现有技术因采用有色金属而导致的重量较大、体积较大、厚度高、使用寿命短以及热导系数不可控的技术问题。本专利技术的又一目的是提供一种导热散热界面材料的制造方法，以解决现有技术因采用有色金属而导致的重量较大、体积较大、厚度高、使用寿命短以及热导系数不可控的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用了以下的技术方案 一种导热散热界面材料，应用于电子产品散热领域，包括一导热散热层，所述导热散热层是由石墨、纳米石墨、鳞片石墨、石墨烯、热解碳、热解石墨、石墨粉体、碳纳米管、碳纤维、石墨纤维、树脂、陶瓷纤维、石英纤维、金属纤维、氧化锆、氮化硼、氮化硅、碳化硼、碳化硅、氧化镁粉、偏硅酸纤维、硅酸钙铝纤维、氧化铝纤维、铜、铝、银、钨、钥金属粉体的其中一种或其中多种材料组成。一表面保护材料层，所述表面保护材料层为高分子薄膜。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料，其特征在于，所述石墨纤维为浙青基、PAN基、粘胶基、酚醛基的其中一种，所述石墨纤维是长石墨纤维、经过刀具或气体破碎机破碎处理的短石墨纤维、或两者的混合；树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、脲醛树脂、有机硅树脂、亚克力树脂、橡胶、四氟乙烯树脂、PP、PE、PET、硅油等油脂类材料的其中一种；石墨粉体为膨胀石墨、等静压石墨、高纯石墨的其中一种。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料，其特征在于，所述导热散热层的厚度是3纳米到2毫米。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料，其特征在于，还包括 一离型材料层，所述离型材料层为高分子薄膜。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料，其特征在于，还包括 一胶粘材料层，所述胶粘材料层为亚克力、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、脲醛树脂、有机硅树脂、亚克力树脂、橡胶、四氟乙烯树脂等胶粘剂的其中一种。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料，其特征在于，还包括 一基体材料层，用于提高绝缘强度，所述基体材料层为PE、PI、PET、PEEK、PPS、PTFE、PP、PC、PVC、PS等的高分子薄膜的其中一种、或碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等的无纺布或编织布的其中一种、或金属薄膜、金属纤维等的无纺布或编织物的其中一种，所述基体材料层的厚度为I微米到I毫米。一种导热散热界面材料的制造方法，包括 步骤A:制作导热散热材料； 步骤B :得到制作好的导热散热材料； 步骤C :加表面保护材料层； 步骤D :上模切设备按照需要裁剪成符合要求的导热散热界面材料。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料的制造方法，其特征在于，步骤A包括步骤Al :在基体材料层上预先涂覆胶粘材料层； 步骤A2 :把导热散热层设置在带有胶粘材料层的基体材料层上； 步骤A3 :在覆盖导热散热层的那面再覆盖离型材料层；步骤A4 :把制作好的多层结构的片材上模压机模压。依照本专利技术较佳实施例所述的导热散热界面材料的制造方法，其特征在于，步骤A包括步骤A5 :对基体材料层进行预处理； 步骤A6 :把基体材料层置于气相沉积炉内； 步骤A7 :开启气相沉积设备，导热散热层会镀在基体材料层表面；步骤A8 :收卷。由于采用了以上的技术使得本专利技术相比现有技术，具有以下的优点和积极效果 综上所述，依照本专利技术的材料和方法制成的导热散热界面材料，有效的提高散热性能，具有体积小、重量轻、厚度薄的优点，提高电子元器件的使用寿命，同时这种导热散热界面材料容易生产加工，根据材料的物理性能具有各向异性的特点，按照不同器件对散热性能 要求设计导热系数和导热方向，设计出具有定向传热功能以及热导系数可以设计的导热散热界面材料。附图说明图I为石墨晶体结构不意 图2为石墨烯、鳞片石墨单层结构示意 图3为本专利技术的一种基体材料是PET薄膜，采用石墨烯制造导热散热界面材料的流程 图4为本专利技术的一种基体材料是PET薄膜，采用石墨纤维制造导热散热界面材料的流程 图5为本专利技术的一种基体材料是PET薄膜，采用铝粉制造导热散热界面材料的流程图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。本专利技术的核心思想在于，这种界面材料具有导热散热的各向异性，在垂直于界面方向上的导热系数较高，而在平行于界面方向上具有极高的导热系数(最高达到3000W/m K)，并且导热系数是可以调节和设计的；电子元器件的热量传导到导热散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申富强，
申请(专利权)人：邱璟，
类型：发明
国别省市：