[发明专利]一种石墨散热片的制造方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种石墨散热片的制造方法，尤其涉及一种能快速散热的石墨散热片的制造方法。

背景技术

随着微电子集成技术和高密度印制板组装技术的迅速发展，组装密度迅速提高，LED元件的体积成千上万倍地缩小，LED仪器及设备日益朝轻、薄、短、小方向发展。LED发光时会释放出较高的热量，LED的工作热环境向高温方向迅速移动；此时，LED反光时产生的热量迅速积累、增加，在使用环境温度下，要使LED仍能高效可靠性地正常工作，及时的散热能力成为影响LED光衰及其使用寿命的关键性限制因素。为了保障LED发光时的可靠性，需使用高可靠性、高导热性能等综合性能优异的材料，加上高效的散热结构。这样才能迅速、及时地将LED积聚的热量传递给散热器，令LED及时散热，保障LED的正常反光。

目前所使用的散热材料基本都是铝合金，但铝的导热系数并不是很高（237W/mK），金和银的导热性能较高，但价格太高，铜的导热系数次之（398W/mK），但铜重量大，易氧化，且价格也不低。而石墨材料具有耐高温、重量轻（仅为传统金属导热材料的1/2-1/5）、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小，取代传统的金属导热材料，不仅有利于LED的小型化、微型化和高功率化，而且有效减轻LED元件的重量，增加有效载荷。但石墨硬度和机械强度远不如金属，这给后续加工带来了困难。

传统的石墨化学处理中，普遍采用的是强氧化剂酸（浓硫酸和浓硝酸的混合液），处理温度为常温到100℃，处理时间在5分种以上，以便使石墨颗粒受到充分侵蚀，然后再经过水洗，去除多余的酸，最后进行高温膨胀处理。但该法会是部分石墨颗粒被溶解掉，且制得的产品杂质较多，只能用于常规的散热产品中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种对石墨材料无不良影响、无环境污染、所制得的石墨散热片机械强度高、使用寿命长的石墨散热片的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨散热片的制造方法，石墨散热片的制作步骤为：

①把含碳元素为99.999%以上的磨细石墨粉放入强酸中混合配比进行酸处理，然后在100℃以上的温度内浸泡150分钟；

②再把经过酸处理的石墨粉水洗至PH值6.6-6.8；

③然后把石墨粉和金属粉末、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂加入到纯水中充分混合，把混合物在1000℃-1200℃的条件下高温膨胀2小时，再缓慢冷却至室温后进行干燥，得到石墨化合物；

④把石墨化合物通过石墨卷材设备挤压成片状的石墨散热片；

⑤在石墨散热片的表面喷镀上铝层。

作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤③中未干燥前的混合物中的各成分的质量百分比为：55%～65%的石墨粉，5%～10%的金属粉末，1.5%～2%的硅烷偶联剂，1.5%～2%钛酸酯偶联剂，其余为纯水。

作为对前述技术方案的更进一步设计：前述的步骤①中的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种以上；步骤③中的金属粉末为铜粉、银粉、铝粉中的一种或以上至少两种物质组合。

石墨材料具有极好的化学和热稳定性，优良的导热性，能够有效地屏蔽电磁辐射和核辐射，其散热效果优越。

综上所述，通过本发明的制造方法制成的石墨散热片与现有技术中的使用的普通散热片相比，克服了传统制备工艺中存在的杂质多、环境污染大、力学性能低、使用寿命短，易脱落等缺陷。经过上述处理方法获得的石墨散热片，对石墨材质无不良影响，生产过程中无环境污染，其机械强度及纯度大大提高，使用寿命长；对LED等电子元件的散热具有非常优越的散热效果。

具体实施方式

实施例1

本发明实施例1所描述的一种石墨散热片的制造方法，石墨散热片的制作步骤为：

①把含碳元素为99.999%以上的磨细石墨粉放入强酸中混合配比进行酸处理，然后在100℃以上的温度内浸泡150分钟；

②再把经过酸处理的石墨粉水洗至PH值6.6-6.8；

③然后把石墨粉和金属粉末、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂加入到纯水中充分混合，把混合物在1000℃-1200℃的条件下高温膨胀2小时，再缓慢冷却至室温后进行干燥，得到石墨化合物；

④把石墨化合物通过石墨卷材设备挤压成片状的石墨散热片；

⑤在石墨散热片的表面喷镀上铝层。

前述的步骤③中未干燥前的混合物中的各成分的质量百分比为：55%～65%的石墨粉，5%～10%的金属粉末，1.5%～2%的硅烷偶联剂，1.5%～2%钛酸酯偶联剂，其余为纯水。