[发明专利]具有高热导率的散热片及其制造方法

说明书

本发明提供具有高热导率的散热片及其制造方法。一种具有2.0g/cm³以上的密度和580W/mK以上的面内热导率的散热片，其包含均匀地分散在细石墨粒子之间的炭黑，细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5，并且由槽黑和科琴黑和/或乙炔黑组成的炭黑是通过下列方式制造的：将在有机溶剂中的细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂的分散体涂覆至模的表面，并且将其干燥；烧制得到的含树脂复合材料片以移除有机粘结剂；以及之后按压得到的细石墨粒子和炭黑的复合材料片以使其致密化。

发明领域

本发明涉及具有高热导率的散热片，及其制造方法，所述散热片用于有效地使由小型电子设备如笔记本型个人计算机、智能电话、移动电话等中的电子部件等产生的热量散逸。

发明背景

在已经具有越来越高的性能和越来越多的功能的小型电子设备如笔记本型个人计算机、智能电话、移动电话等中，应该密集地安装电子器件如微处理器、成像芯片、存储器等。因此，为了防止因由它们产生的热量而引起的故障，由此类电子器件产生的热量的散逸已经变得越来越重要。

作为用于电子器件的散热片，JP 2006-306068 A公开了一种导热片，其至少包含石墨膜和粘结剂树脂组合物，即反应可固化乙烯基聚合物。石墨膜是(a)通过膨胀法形成的膨胀石墨，或者(b)通过在2400℃以上的温度下热处理聚酰亚胺膜等获得的。膨胀石墨膜是通过下列方式获得的：将石墨浸渍在酸如硫酸等中以形成石墨夹层化合物，热处理石墨夹层化合物以使其发泡，从而将石墨层分离，洗涤得到的石墨粉末以移除酸，并且辊轧得到的薄膜石墨粉末。然而，膨胀石墨膜强度不足。此外，尽管热量散逸高，不利地，通过聚酰亚胺膜等的热处理获得的石墨膜昂贵。

JP 2012-211259 A公开了一种包含石墨块的导热片，其包含多个通过将热分解的石墨片薄切获得的第一石墨块，以及小于第一石墨块的宽度的第二石墨块，至少第一石墨块连接导热片的两个表面。这种导热片是通过下列方式获得的：例如，使第一和第二石墨块与丙烯酸类聚合物和溶剂的混合物共混，并且将得到的共混物挤出。然而，因为树脂的高体积分数，被挤出的导热片不具有足够的热量散逸。

JP 2006-86271 A公开了一种厚达50-150μm的散热片，所述散热片包含通过具有-50℃至+50℃的玻璃化转变温度的有机粘结剂如非晶形共聚酯粘结的石墨，石墨/粘结剂树脂的质量比是66.7/33.3至95/5。这种散热片是通过下列方式制造的：将在有机溶剂中的石墨和有机粘结剂的浆液涂覆至涂有脱模剂的膜的脱模层侧，通过热空气将浆液干燥以移除有机溶剂，并且之后以例如30kg/cm²对其按压。JP 2006-86271 A描述了石墨/有机粘结剂片的按压改善了其热导率。然而，因为这种散热片含有有机粘结剂，其未充分地表现出石墨中固有的高热导率。

JP 11-1621 A公开了包含高度取向的石墨薄片和在压力下聚合的粘结剂聚合物的用于散热器的高热导率、固体复合材料。这种固体复合材料是通过下列方式制造的：将石墨薄片与热固性单体如环氧树脂混合以制备包含至少40体积％的石墨的组合物，并且在足够的压力下压缩组合物的同时使单体聚合以使石墨基本平行地排列。然而，因为这种固体复合材料包含环氧树脂，其不具有足够高的热导率。

JP 2012-136575 A公开了一种传导性散热片，其包含由聚酰胺、丙烯酸类树脂等制成的并且具有约0.1-100μm的平均粒径的有机粒子，具有约10nm至约10μm的平均粒径的传导性无机填料，以及固化树脂如环氧树脂等，有机粒子/无机填料是1000/1至10/1，并且基于总量，无机填料的百分率是5-30重量％。JP 2012-136575 A阐明了作为无机填料的石墨、焦炭、炭黑等，但是在实施例中仅使用了炭黑。此外，这种传导性散热片不具有足够的热量散逸，因为其含有固化树脂。

如上所述，含有石墨或炭黑的常规散热片不具有足够的热量散逸，因为它们还含有粘结剂树脂。尽管提高了热导率，石墨或炭黑的百分率的增加导致较低的片强度，尤其是引起石墨或炭黑容易从散热片脱离的问题。因此，需要具有均匀、高热量散逸以及处理所需的机械性能的廉价散热片。