[发明专利]高导热石墨膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于导热及散热的石墨膜的生产技术，特别涉及高导热石墨膜的制造方法。

背景技术

随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展，耗散功率随之倍增，散热日益成为一个急需解决的难题。

目前，各种各样的散热材料已经广泛使用。不同类型的散热材料，会具有不同的性能，比如说，金属材料的导热性能良好，特别是其中的一部分金属材料，如铜、铝、银等，其导热性尤其良好。利用这些金属制成的散热器，比如铜质的散热器、铝质的散热器，得到普遍应用。其相关参数如下

材料导热系数 W/mK比热容J/kg·K密度g/cm3铝2008802.7铜3803858.96

由于科技的发展，上述金属材料作为导热体处理，已经无法满足，电子行业高集成化的需求，因而出现了高散热性能的人造石墨膜材料，其导热率非常高，可达1500W/m·K，且密度轻到1 g/cm3～2g/cm3左右、而且具有高导电性的特点。此外，因能够减轻薄膜的厚度、且具有柔软性，因而一直被期待着作为在狭窄的场所、或需要穿过缝隙做处理的场所的导热器材料或散热器材料。

目前高导热石墨膜的应用越来越广泛，对于高导热石墨膜的制造方法也越来越多，有从天然石墨加以压合而成的方法，也有描述从石墨烯出发加工成的高导热石墨膜的制造方法，以及有人工合成的高导热石墨膜的制造方法等。

但是现有高导热石墨膜也有不足之处，高导热石墨膜虽有一定的耐折性，但材料之间的强度弱，可以轻易被撕裂，或者因为所粘附部件的位移而发生破损现象，或表层物质脱落等。

 如何有效地保持石墨膜的高散热性，同时增强其耐弯曲性能，能够抵抗更大的外力作用，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种制备工艺简单，既保持石墨膜的高散热性、增强其耐弯曲性能，又能够抵抗更大外力作用的高导热石墨膜的制造方法。

为了实现上述目的， 本发明提供的一种高导热石墨膜的制造方法，其特征是：采用聚酰亚胺薄膜作为原材料，经过碳化与石墨化二个过程，来达到所需的高导热石墨膜，其工艺过程如下：

a． 选择聚酰亚胺薄膜作为原材料，聚酰亚胺薄膜与石墨纸切割成规定尺寸，将切割成规定尺寸的聚酰亚胺薄膜层层叠放成确定的高度，在每一层聚酰亚胺薄膜之间夹入石墨纸，使聚酰亚胺薄膜与石墨纸构成交叉层叠状；在此，石墨纸的高导热能使薄膜在碳化过程中受热均匀，叠层高度可根据碳化炉的高度而定；

b． 将间隔有石墨纸交叉层叠后的聚酰亚胺薄膜放入炭化炉中进行碳化，碳化时在碳化炉中充入氮气或氩气，使聚酰亚胺薄膜在氮气或氩气环境中碳化，其中碳化时间从室温升到1000℃-1400℃，时间控制在1小时-6小时以内；在惰性体的环境下，在碳化过程中要不断充入氮气或氩气以排出氧或氢气等；

c． 碳化后进行石墨化，石墨化也是在氮气或氩气环境中进行，在该环境中将碳分子重新排列成石墨结构，温度控制在2500℃到3000℃左右，控制在12小时以内。 

所述的聚酰亚胺薄膜厚度在25微米-125微米；所述的石墨纸厚度在0.2毫米-3毫米。