高導熱石墨散熱膜制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高導熱石墨散熱膜制作工藝，選擇高純度石墨，制作石墨模具，選擇天然石墨紙為基材；將已經裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中；石墨模具放入高溫石墨化爐中進行四次高溫提純，將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具；將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，將石墨化好的原材按規格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機進行壓合，經壓延機壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導熱石墨膜。本發明制成的導熱石墨散熱膜表面光滑厚度均勻且具有較高柔韌性。
【專利說明】
高導熱石墨散熱膜制作工藝
技術領域
[0001]本發明涉及一種高導熱石墨散熱膜制作工藝。
【背景技術】
[0002]隨著電子器件以及產品向高集成度、高運算領域的發展，對電子產品的便攜性和運行速率要求越來越高，但是高速運行中所產生的熱量不易排出，從而形成局部高溫，同時會降低電子產品的性能和使用壽命，所以散熱日益成為一個亟待解決的難題。
[0003]傳統的散熱材料一般為鋁、銅、銀、金和其它金屬合金，但是隨著電子產品的體積變小發熱量的提高，現有的散熱材料已經無法滿足產品的要求。鋁導熱系數較低，銅導熱系數高于鋁但是且密度較高不易加工，不耐腐蝕，銀和金導熱系數又高于銅但是生產成本太尚O
[0004]目前可以取代傳統散熱材料的為石墨材料，現有石墨散熱材料分天然石墨紙和人工石墨膜，天然石墨紙由天然石墨為原料加其它輔材在高溫高壓下獲得，其導熱系數較低，容易掉粉造成二次污染，且厚度難以控制。現有人工合成石墨膜主要以聚酰亞胺薄膜為原料經碳化和石墨化兩個過程獲得，但是其導熱系數、柔韌性和表面光潔度還不是很理想。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種表面光滑厚度均勻且具有較高柔韌性的的高導熱石墨散熱膜制作工藝。
[0006]為了達到上述目的，本發明的技術方案是:一種高導熱石墨散熱膜制作工藝，包括一下步驟:
[0007]a、選擇高純度石墨，密度為2.1 ± 0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按爐體內部尺寸設計，模具內部尺寸按需燒結石墨膜尺寸設計；
[0008]b、選擇含碳量彡99%，導熱系數大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15-0.5_的天然石墨紙為基材按石墨模具內部的尺寸進行裁切成片；
[0009]C、將已經裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入石墨板進行加壓；
[0010]d、將已經擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進行2-4次高溫，溫度控制在2500-3000 0C，時間控制在4-12h，爐內通入惰性氣體并保持循環，壓力控制在O-0.05Mpa;
[0011]e、將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入石墨板進行加壓；
[0012]f、將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，并進行升溫，溫度控制在300-1400°C，時間控制在2-13h，自然冷卻后得到碳化好的原材；
[0013]g、將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，升溫溫度控制在100-4000C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內通入惰性氣體，時間控制在0.5_lh;
[0014]h、爐體內通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續升溫溫度控制在1600-2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時間控制在2_8h;
[0015]1、爐體內通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環，壓力表讀數在0.025Mpa，繼續升溫，溫度控制在2200-2900°C，中頻電壓控制在600-800V，時間控制在4-8h，進而優選為4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05-0.12mm;
[0016]J、將石墨化好的原材按規格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機進行壓合，壓延機壓力控制在3-6Mpa，壓延機壓輥為不銹鋼鏡面輥，經壓延機壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導熱石墨膜。
[0017]優選的，d步驟中，將已經擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進行四次高溫提純去雜質處理，溫度控制在28000C ；時間控制8h。
[0018]優選的，f步驟中，將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，并進行升溫，溫度控制在1300°C，時間控制在I Ih，自然冷卻后得到碳化好的原材。
[0019]優選的，g步驟中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400 °C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內通入惰性氣體，時間控制在0.5h。
[0020]優選的，h步驟中，爐體內通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環，壓力控制在
0.05Mpa，繼續升溫溫度控制在2200 V，中頻電壓控制在600V以下，時間控制在5h。
[0021]優選的，i步驟中，爐體內通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環，壓力表讀數在
0.025Mpa，繼續升溫，溫度控制在2900°C，中頻電壓控制在800V，時間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材。
[0022]優選的，所述石墨板的重量為4_6Kg。
[0023]采用上述結構后，由于將提純后的石墨紙與高分子薄膜燒結，可以使石墨化后的原材表面更光潔且沒有顆粒狀雜質。用設計好的石墨模具燒結可以減少高分子薄膜在加工過程中的收縮率，以獲得較大尺寸的石墨膜。用石墨板進行施壓可以保證高分子薄膜在生產過程中，不容易起皺從而得到厚度均勻的石墨膜。在生產過程中分段通入惰性氣體和升溫可以使碳化后的高分子原材，發泡碳化更完全，從而提高導熱石墨膜的柔韌性。
【具體實施方式】
[0024]以下給出實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0025]—種高導熱石墨散熱膜制作工藝，選擇高純度石墨，密度為2.lg/cm3，制作石墨燒結模具，模具外部尺寸按爐體內部尺寸設計，模具內部尺寸按需燒結石墨膜尺寸設計;選擇含碳量彡99%，導熱系數大于400w/mk，密度在1.9g/cm3，厚度在0.15mm的天然石墨紙為基材按石墨模具內部的尺寸進行裁切成片；將已經裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入6Kg石墨板進行加壓。
[0026]將已經擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進行四次高溫提純，溫度控制在28000C ；時間控制8h，爐內通入惰性氣體并保持循環，壓力控制在0.05Mpa ；該步驟主要是用于對石墨紙進行提純去雜質處理。
[0027]將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入6Kg石墨板進行加壓，可以保證石墨紙和高分子薄膜片材的平整。
[0028]將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，并進行升溫，溫度控制在1300°C，時間控制在llh，自然冷卻后得到碳化好的原材。
[0029]將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400 °C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內通入惰性氣體，時間控制在0.5h，爐體內通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續升溫溫度控制在2200 V，中頻電壓控制在600V以下，時間控制在5h;爐體內通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環，壓力表讀數在0.025Mpa，繼續升溫，溫度控制在2900°C，中頻電壓控制在800V，時間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05mm;
[0030]將石墨化好的原材按規格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機進行壓合，壓延機壓力控制在6Mpa，壓延機壓輥為不銹鋼鏡面輥，經壓延機壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導熱石墨膜。
[0031]由于將提純后的石墨紙與高分子薄膜燒結，可以使石墨化后的原材表面更光潔且沒有顆粒狀雜質。用設計好的石墨模具燒結可以減少高分子薄膜在加工過程中的收縮率，以獲得較大尺寸的石墨膜。用石墨板進行施壓可以保證高分子薄膜在生產過程中，不容易起皺從而得到厚度均勻的石墨膜。在生產過程中分段通入惰性氣體和升溫可以使碳化后的高分子原材，發泡碳化更完全，從而提高導熱石墨膜的柔韌性。
[0032]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:包括一下步驟: a、選擇高純度石墨，密度為2.l±0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按爐體內部尺寸設計，模具內部尺寸按需燒結石墨膜尺寸設計； b、選擇含碳量彡99%，導熱系數大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15_0.5mm的天然石墨紙為基材按石墨模具內部的尺寸進行裁切成片； C、將已經裁切好的天然石墨紙堆疊放入石墨模具中，最上層放入石墨板進行加壓； d、將已經擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進行2-4次高溫，溫度控制在2500-3000 °C，時間控制在4-12h，爐內通入惰性氣體并保持循環，壓力控制在0-0.05Mpa ； e、將高分子薄膜裁切成片材與提純過的天然石墨紙交叉堆疊放入石墨模具中，每層插入石墨板進行加壓； f、將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，并進行升溫，溫度控制在300-1400°C，時間控制在2-13h，自然冷卻后得到碳化好的原材； g、將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，升溫溫度控制在100-4000C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內通入惰性氣體，時間控制在0.5_lh; h、爐體內通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環，壓力控制在0-0.05Mpa，繼續升溫溫度控制在1600-2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時間控制在2-8h; 1、爐體內通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環，壓力表讀數在0.025Mpa，繼續升溫，溫度控制在2200-2900°C，中頻電壓控制在600-800V，時間控制在4-8h，進而優選為4h，冷卻后得到石墨化好的原材，厚度為0.05-0.12mm; J、將石墨化好的原材按規格分切，與離型膜層疊放入兩輥壓延機進行壓合，壓延機壓力控制在3-6Mpa，壓延機壓輥為不銹鋼鏡面輥，經壓延機壓制后獲得表面光滑厚度均勻且具有柔韌性的高導熱石墨膜。2.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:d步驟中，將已經擺好天然石墨紙的石墨模具放入高溫石墨化爐中進行四次高溫提純去雜質處理，溫度控制在2800°C;時間控制8h。3.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于步驟中，將放有原料的石墨模具放入碳化爐中，碳化爐抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，并進行升溫，溫度控制在1300°C，時間控制在Ilh，自然冷卻后得到碳化好的原材。4.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:g步驟中，將碳化好的材料放入石墨化爐中，抽真空至壓力表讀數為-0.1Mpa，升溫溫度控制在400°C，中頻電壓控制在400V以下，向爐體內通入惰性氣體，時間控制在0.5h。5.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:h步驟中，爐體內通入惰性氣體后，打開出氣閥保持循環，壓力控制在0.05Mpa，繼續升溫溫度控制在2200°C，中頻電壓控制在600V以下，時間控制在5h。6.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:i步驟中，爐體內通入惰性氣體后打開出氣閥保持循環，壓力表讀數在0.025Mpa，繼續升溫，溫度控制在29000C，中頻電壓控制在800V，時間控制在4h，冷卻后得到石墨化好的原材。7.根據權利要求1所述的高導熱石墨散熱膜制作工藝，其特征在于:所述石墨板的重量為4-6Kg。
【文檔編號】C04B35/528GK106083051SQ201610420869
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610420869.0, CN 106083051 A, CN 106083051A, CN 201610420869, CN-A-106083051, CN106083051 A, CN106083051A, CN201610420869, CN201610420869.0
【發明人】黃志良
【申請人】黃志良