[发明专利]复合结构石墨散热器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子产品散热器件领域，特别是一种适用于集成电路芯片热量散播的复合结构石墨散热器及其制备方法。

背景技术

目前集成电路技术的快速发展，导致各种电子器件和产品的体积越来越小，集成器件周围的热流密度越来越大，以计算机CPU为例，其运行过程中产生的热流密度已经达到60-100W/cm²，半导体激光器中甚至达到103W/cm²数量级。另一方面，电子器件工作的可靠性对温度却十分敏感，器件温度在70-80℃水平上每增加1℃，可靠性就会下降5％。较高的温度水平已日益成为制约电子器件性能的瓶颈，而高效电子器件的温度控制目前已经成为一个研究热点。

目前常用的散热器多采用金属材料，金属材料具有良好的热传导能力，但金属材料的热容较小，碳、石墨材料也具有良好的热传导特性，同样存在热容较小的缺陷。普通风冷散热器选择的散热器材质一般是铝和铜，铜的热导率高，可以迅速将发热器件的热量传导出来，但铜的热容很小，如果风冷效率不足，铜材的温度将会升高较快，形成的温差较小，热传导速度将下降，从而达不到CPU超频的目的，而且铜的密度较大，比较笨重和贵重；铝材的热导率低于铜，但密度较小，热容比铜稍大，但纯铝性软，需加工成铝合金，散热性能将大打折扣。金属材料表面一般是硬质表面，而且粗糙，与散热表面接触不良，也会造成热量传递的不可控因素。

目前也有采用石墨材料作为散热器的改进方案，中国专利200510054362.x公开了一种“以石墨为基底的散热座及其石墨的制造方法”，以石墨为基底的散热座，另一面设有金属面，金属表面连接鳍片组，可以迅速地吸收电子元件所发出的热源，可提高电子元件整体的稳定性及延长使用寿命。但是并未解决鳍片材料热容量小的问题，散热效率并未达到最优。而且虽然通过破碎、浸渍和石墨化的方法使散热座导热从二维变为三维，但是不可避免的是方向导热率有所下降，另外在制备的最后步骤中利用加热使其石墨化需要的时间约为1个月，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合结构石墨散热器及其制备方法，可以充分利用石墨平面方向导热率高的特性，而且重量轻、热阻小、接触好，生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种复合结构石墨散热器，多片采用膨胀石墨复合材料的长鳍片与多片采用柔性石墨材料的短鳍片在夹持装置内交错排列；

长鳍片和短鳍片的一端对齐，对齐的端面上设有导热层。

所述的导热层是柔性石墨材料或金属材料。

所述的导热层厚度为0.15-0.2mm。

所述的导热层上还设有带孔的保护层。

除对齐的端面外长鳍片和短鳍片其他端面上贴有PET单面胶膜封边。

一种复合结构石墨散热器的制备方法，包括以下步骤：

1)将可膨胀石墨在真空浸渍箱内浸渍石蜡，石蜡浸入量为成品总重量的60-90％压实后制成多片长鳍片；

2)采用密度为1.1-1.7g/cm3的柔性石墨板制成导热层和多片短鳍片；

3)多片长鳍片和多片短鳍片交错排列，一端对齐，采用夹持装置安装牢固，除对齐的端面外，其余三个端面采用PET单面胶膜进行封边处理；

4)抛光对齐的端面，在该端面上安装导热层。

所述的柔性石墨板，采用0.2-0.3g/cm3的膨胀石墨泡沫板，再将热固性酚醛树脂用无水乙醇溶解成热固性酚醛树脂：无水乙醇为20％的溶液，采用抽真空浸渍的方法，在石墨板中浸渍热固性酚醛树脂溶液，浸渍的石墨板干燥后用塑料粉碎机粉碎，再用搅拌磨粉碎成80目粉末，热压成型为1.1-1.7g/cm³密度的石墨板，经过175℃±10℃温度固化得到柔性石墨板。

所述的柔性石墨板，是将低密度的石墨板叠加在真空平板压机上抽真空后施加压力压制成密度为1.1-1.7g/cm3的柔性石墨板。

在导热层上与对齐的端面接触的另一面上还粘贴有带孔的保护层，该孔用于使电子元件的散热面与导热层接触。

所述的导热层也可以是由金属材料制成。