[发明专利]一种石墨烯导热器件

说明书

技术领域

本发明属于导热材料和器件领域。 

背景技术

各种器件，尤其是电子领域的器件，在工作时均会产生一定的热量，使工作器件的温度升高，影响器件的使用效率和寿命。 

目前，导热材料在各种工业领域中均有广泛的应用，但由于热导率的限制，导热散热效果并不理想，限制了器件或者系统的设计。尤其是在电子产业中，电子电路设计的集成化、小型化趋势越来越明显，高性能导热散热材料的要求也越来越高，需求也越来越大。但是传统的导热散热材料多是以金属或者石墨为基础材料进行制造，目前已经不能满足电子产业对于导热散热的需求。 

石墨烯的横向热导率高达5300W*K^-1*M^-1 , 约为铜（400 W*K^-1*M^-1）的13倍，天然石墨（500 W*K^-1*M^-1）的10倍，为目前世界上已知的热导率最高的材料，十分适用于对热导率要求苛刻的领域。 

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯导热器件的设计及其实现方法，应用于导热领域但不局限于导热散热领域。 

本发明涉及的一种石墨烯导热器件，包括： 

金属层，用于催化生长石墨烯薄膜；

石墨烯层，生长于金属层的上下表面，用于热的横向传导；

粘附层，用于粘附石墨烯层和所需贴附的器件表面，以及用于粘附石墨烯层和石墨烯层；

保护膜，用于保护石墨烯不被破坏。

进一步，所使用的用于生长石墨烯的金属基底可以是铜、镍、铁、钴、铝、锌、银、铑、钌中的一种、两种或者多种合金； 

进一步，使用的金属基底厚度需要在0.5毫米以下；

进一步，所使用的石墨烯层是直接生长于金属之上，层数在30个原子层以下；

进一步，可以使用“粘附层/石墨烯/金属层/石墨烯/保护膜”结构，也可将“粘附层/石墨烯/金属层/石墨烯”结构作为基本单元，通过累积两个或者多个单元的方式，增强此器件的均热效果。

  

附图说明:

附图1:  石墨烯导热膜基本结构图。

附图2：复合石墨烯导热膜结构图。 

 

具体实施方式：

下面结合着具体实施例和附图，对本发明做进一步的详细介绍，但本发明不局限于下述具体实施例。

实施例1：

如附图1所示，使用“塑料保护膜10/石墨烯11/金属箔12/石墨烯13/ 粘附层14”结构，构成导热膜，具体制造流程如下：

步骤一、准备金属箔材，金属箔材厚度小于100微米，金属箔材的材质为铜、镍、铁、钴、铝、锌、银、铑、钌中的一种、两种或者多种合金；

步骤二、在金属箔材上下表面进行石墨烯的生长，可以通过化学气相沉积的方法，也可以通过溶液涂覆的方法进行石墨烯的生长，所生长的石墨烯要求厚度在50个碳原子以下；

步骤三、在生长有石墨烯的金属箔材上表面涂胶，形成粘结层，优先选用热固胶、不干胶和压敏胶；

步骤四、在生长有石墨烯的金属箔材下表面覆绝缘塑料保护膜，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；

步骤三和步骤四可以对调。

实施例2：

如附图2所示，使用“粘附层/石墨烯/金属层/石墨烯”基本单元，形成含有两层金属箔，四层石墨烯的导热膜。具体制造流程如下： 

步骤一：准备金属箔材，金属箔材厚度小于100微米，金属箔材的材质为铜、镍、铁、钴、铝、锌、银、铑、钌中的一种、两种或者多种合金；

步骤二：在金属箔材上下表面进行石墨烯的生长，可以通过化学气相沉积的方法，也可以通过溶液涂覆的方法进行石墨烯的生长，所生长的石墨烯要求厚度在50个碳原子以下；

步骤三：在生长有石墨烯的金属箔材上表面涂胶，形成粘结层；

步骤四：将另一片没有涂胶的，生长有石墨烯的金属箔材的一面粘附于已经涂胶的石墨烯金属箔材上，形成石墨烯21/金属箔材22/石墨烯23/粘结层24/石墨烯25/金属箔材26/石墨烯27复合结构；

步骤五，在形成的复合结构下表面的石墨烯处涂覆胶层，形成粘结层28；

步骤六：在形成的复合结构上表面覆绝缘塑料保护膜20，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。

步骤五和步骤六可以对调。