[发明专利]一种填充石墨烯各向异性高导热导电预成型胶带及制备方法

说明书

本发明属于导热胶带制备技术领域，特别涉及一种填充石墨烯各向异性高导热导电预成型胶带。该胶带由胶粘薄膜和上下两面离型纸组成，其中胶粘薄膜由以下重量份的组分组成：有机硅环氧树脂100，石墨烯0.01‑0.05；溶剂40‑80；偶联剂1‑4；固化剂0.8‑1.5。制备方法包括：有机硅环氧树脂合成、石墨烯分散、胶液、半固态胶粘薄膜和预成型胶带制备等步骤。本发明的导热胶带在纵向方向上导热系数高、导电率高，石墨烯添加量小，成本低，制作简单，使用方便，易于规模化批量应用，适用于微处理器，柔性线路板，LED，汽车电子，航空航天，核能等与散热和导电相关的领域。

技术领域

本发明属于导热胶带技术领域，特别涉及一种填充石墨烯各向异性高导热导电预成型胶带。

背景技术

随着技术的进展及消费类电子产品迅猛发展，电子设备的体积越来越小，但功能却越来越强大。与之相匹配的功能元器件芯片的功率就越来越大，因此发热量也越来越大。热量直接影响电子设备的稳定性及安全性，大多数芯片厂商为了控制发热问题不得不牺牲主频，如何快速高效地把热量传导出去成为未来先进电子设备发展的关键技术。LED产业朝着超高亮度大功率方向发展，因此对导热介质提出了更高要求，普通导热胶热导率低于10W·m^-1·K^-1不能满足使用需求，大功率的LED芯片的散热需要高于20W·m^-1·K^-1。

石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化轨道组成的六角型呈蜂窝状晶格的平面薄膜，只有原子层即0.35nm厚，是目前已知热导率最大的材料达到5300W·m^-1·K^-1，高于碳纳米管(2300W·m^-1·K^-1)和金刚石(2000W·m^-1·K^-1)。其次，石墨烯结构是平面六边形点阵，可以看做是一层被剥离的石墨分子，每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性。石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。常温下电子迁移率达到2×10⁵cm²/Vs比碳纳米管(1×10⁵cm²/Vs)和硅晶体(1000cm²/Vs)高；电阻率只有10^-8Ω/m，比铜(1.75*10^-8Ω/m)和银(1.65*10^-8Ω/m)更低。因此通过石墨烯高效的导热导电能力可以提升芯片的性能。芯片主频理论上可以达到300GHz，而目前的主频由于发热量问题基本在3-4GHz。