[发明专利]基于石墨烯的增强型导热片及制备方法

说明书

本发明提供基于石墨烯的增强型导热片及制备方法，基于石墨烯的增强型导热片包括石墨烯导热片基体、增强体和连接层，所述石墨烯导热片基体包括石墨烯导热片、设置在所述石墨烯导热片内的容纳腔以及设置于所述石墨烯导热片的容纳腔体的内表面的处理层，所述容纳腔用于容纳所述增强体，所述处理层用于提高所述内表面的表面活性，所述连接层用于连接石墨烯导热片基体与增强体，将增强体的热量传递到石墨烯导热片基体。本发明增强体与石墨烯导热片结合互补，充分发挥石墨烯导热片基体和增强体的优势，从增强体到石墨烯导热片单向传热，面内等效导热系数超越2000W/(m·K)。

技术领域

本发明涉及散热材料技术领域，具体涉及基于石墨烯的增强型导热片及制备方法。

背景技术

现代电子散热系统中广泛应用着各式散热材料，包括金属类，如铜、铝合金等；陶瓷类，如氮化硼、氧化铝、氮化铝等；导热硅胶类，如硅脂、垫片、导热胶等；均热类材料，如石墨、石墨烯等。而普遍的，这些材料的导热系数都难以突破2000W/(m·K)，随着行业的发展，大功率，集成化成为趋势，这些材料越来越难以满足散热需求，因此需要开发更高导热系数的材料来满足这些大功率应用的需求。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种基于石墨烯的增强型导热片，包括石墨烯导热片基体、增强体和连接层，所述石墨烯导热片基体包括石墨烯导热片、设置在所述石墨烯导热片内的容纳腔以及设置于所述石墨烯导热片的容纳腔体的内表面的处理层，所述容纳腔用于容纳所述增强体，所述处理层用于提高所述内表面的表面活性，从而提高石墨烯导热片基体与增强体的结合力，所述连接层用于连接石墨烯导热片基体与增强体，将增强体的热量传递到石墨烯导热片基体。

根据本发明的一个方面，所述石墨烯导热片基体为面内定向排列的石墨烯导热片。

根据本发明的一个方面，所述石墨烯导热片基体的厚度为0.2mm～3mm，厚度低于0.2mm的石墨烯导热片基片的机械强度和导热效果均较差，厚度超过3mm的石墨烯导热片基片加工难度较大，同时应用的领域稀少，厚度为0.2mm～3mm的石墨烯导热片基片在性能、加工、应用方向上均处于较合适的范围，优选地，所述石墨烯导热片基体的厚度为1mm。

根据本发明的一个方面，所述容纳腔为规则形状或不规则形状，优选地所述容纳腔为矩形或圆形。

根据本发明的一个方面，所述处理层厚度为1μm～20μm，处理层厚度低于1μm，则导热片基体与增强体的结合力会较差，而超过20μm则会增加热阻，影响导热效果，优选地，所述处理层厚度为5～10μm。

根据本发明的一个方面，所述处理层为涂覆在所述容纳腔体的内表面的金属层。

根据本发明的一个方面，所述金属层的成分是银、镍、铜、钛、锡、铟、铋、锌、锆和铬中的一种或多种组合。

根据本发明的一个方面，所述处理层为覆盖在所述容纳腔体的内表面的金属焊料，从而实现容纳腔内表面覆盖金属层的目的。

根据本发明的一个方面，所述金属焊料包括银、铜、钛、锡、镍、锆和铬中的一种或多种的组合。

根据本发明的一个方面，所述增强体为平面热管或均热板(VC)，平面热管具有极高的单向传热能力，在上述基于石墨烯的增强型导热片中起到单向传热作用，与石墨烯导热片基体结合可以完美互补，得到面内等效导热系数超越2000W/(m·K)的基于石墨烯的增强型导热片。

根据本发明的一个方面，所述增强体的厚度为0.2mm～3mm，优选地，所述增强体的厚度在0.4mm～2mm之间，进一步优选地，所述增强体的厚度为1mm。

根据本发明的一个方面，所述容纳腔为通槽。

根据本发明的一个方面，所述连接层厚度为0.2mm～3mm，与增强体的厚度一致，优选地，所述连接层厚度为1mm。