[发明专利]双管芯连续石墨导热膜卷材的烧制方法

说明书

本发明涉及一种双管芯连续石墨导热膜卷材的烧制方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将PI膜按照设定的长度和宽度分切，经导卷操作形成PI卷材，PI卷材的中心具有空腔；（2）石墨平板上表面开有导向槽，将PI卷材竖直放置在石墨平板上表面，并将两只石墨管放置在PI卷材空腔的两侧，移动石墨管至石墨平板的导向槽内；（3）将步骤（2）所述工装放置在碳化炉中的石墨板上，进行碳化烧制处理；（4）碳化烧制结束将该工装转移至石墨化炉中进行石墨化处理；（5）经碳化和石墨化处理后，得到石墨膜卷材。本发明可有效避免因高温反应收缩造成的石墨导热膜褶皱、断裂和报废的现象，制造出表面平整光滑、厚度均匀、连续完整的石墨膜卷材。

技术领域

本发明涉及一种双管芯连续石墨导热膜卷材的烧制方法，属于导热技术领域。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料提出了新的要求，希望导热材料具有优良的综合性能，要求导热材料既可以将热量尽可能多和快的导出，又需要具有优异空间利用率。因高温会直接降低电子设备的使用性能、可靠性和使用寿命。

目前电子行业内采用人工合成石墨膜代替传统的导热材料实现热量的传导。人工合成石墨膜是一种新型导热散热材料，由PI膜通过化学方法经高温碳化和石墨化后制得。石墨导热膜具有优异的散热效果，水平方向导热系数可达2200W/m•k，垂直方向导热系数也可达22W/m•k左右。同时石墨导热膜的厚度可控制在40微米的范围内。

在石墨导热膜制备过程中，PI膜作为一种高分子复合膜，一般经分切导卷后形成PI膜卷材，每卷PI卷材缠绕在一只石墨管外壁上，然后将每卷PI卷材以垂直方式放置在碳化炉内进行烧制。在高温烧制过程膜层受热后自外向内进行收缩，因PI卷材内侧紧贴石墨管，PI卷材内层会越收越紧，碳化过程中卷材内层的杂质气体无法及时排出。在碳化结束后极易出现收缩变形和断裂报废的现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双管芯连续石墨导热膜卷材的烧制方法，利用两只石墨管的受力相向移动抵消PI卷材受热收缩位移，利用该方法在制备过程中可有效避免因高温反应收缩造成的石墨导热膜褶皱、断裂和报废的现象，制造出表面平整光滑、厚度均匀、连续完整的石墨膜卷材。

按照本发明提供的技术方案，所述双管芯连续石墨导热膜卷材的烧制方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将PI膜按照设定的长度和宽度分切，经导卷操作形成PI卷材，PI卷材的中心具有空腔；

（2）石墨平板上表面开有可供石墨管自由移动的导向槽，将PI卷材竖直放置在石墨平板上表面，并将两只石墨管放置在PI卷材空腔的两侧，移动石墨管至石墨平板的导向槽内；

（3）将步骤（2）所述工装放置在碳化炉中的石墨板上，进行碳化烧制处理；

（4）碳化烧制结束将该工装转移至石墨化炉中进行石墨化处理；

（5）经碳化和石墨化处理后，得到石墨膜卷材。

进一步地，所述步骤（3）碳化烧制过程中，碳化处理温度加热至1300-1500℃，加热时间为8-12小时。

进一步地，所述碳化烧制过程中升温曲线以分段加热形式进行加热。

进一步地，所述步骤（4）石墨化处理过程中，温度加热至2700-2900℃，加热时间为10-12小时。

进一步地，所述石墨化处理过程中升温曲线以分段加热形式进行加热。

进一步地，所述PI卷材中心的空腔呈椭圆状。

本发明具有以下优点：

（1）本发明采用2只石墨管缠绕1卷PI膜的方式进炉烧制，2只石墨管在烧制过程可随着膜层收缩而自由移动，膜层之间不受收缩挤压力，高温碳化后无断裂、褶皱等异常，提高了产品合格率；