非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)。該非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)由非金屬耐高溫薄膜上成型的若干透氣縫隙、帶有透氣縫隙的非金屬耐高溫薄膜的兩面分別覆膜導(dǎo)熱納米材料構(gòu)成的導(dǎo)熱層和覆膜散熱納米材料而構(gòu)成的散熱層組成；且所述導(dǎo)熱層的熱量通過非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層。該非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)避免了散熱膜導(dǎo)電和發(fā)生短路的情況，使導(dǎo)熱層的熱量通過縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層，達(dá)到絕緣、耐高溫和快速散熱效果。
【專利說明】非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及散熱材料領(lǐng)域，特別涉及一種非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]CN201020209033.4公開了一種熱輻射散熱薄膜結(jié)構(gòu)，它的目的是提供一種可藉熱輻射方式在朝向基板的方向上進行熱傳播，可大幅改善散熱效率，使得位于基板之外的外部對象的溫度可不小于熱輻射散熱薄膜溫度的熱輻射散熱薄膜。該技術(shù)方案:所述熱輻射散熱薄膜結(jié)構(gòu)，包括基板及熱輻射散熱薄膜，熱輻射散熱薄膜形成于基板上，基板具電氣絕緣性，且基板及熱輻射散熱薄膜的熱膨脹系數(shù)之間的差額比不大于0.1%。熱輻射散熱薄膜由包含金屬及非金屬的結(jié)晶體所構(gòu)成，且具有表面顯微結(jié)構(gòu)。其不足之處是:該工藝是在線路基板上涂布散熱層，而此散熱層是附著在硬的線路基板上形成的涂層無法取下來成為捲材，應(yīng)該叫散熱涂層，并不是可捲起來成一大捲的，可成捲狀的必須是軟的、薄的材料，而本發(fā)明所選用的基材是薄的、軟的薄膜，材料本身就叫薄膜。線路基板是硬的、有一定厚度的，片式的，只能一片一片加工生產(chǎn)，其金屬和非金屬的結(jié)晶體要先加壓儲存后才能涂布到線路基板上，且基板還要先加熱至250°C至1300°C，一般的PCB線路基板無法耐溫至13000C。故只適合使用在LED線路基板上。
[0003]隨著電子器件以及產(chǎn)品向高集成度，高運算領(lǐng)域的發(fā)展，耗散功率隨之倍增，散熱問題日益成為一個極待解決的難題。傳統(tǒng)散熱器的材質(zhì)一般為鋁或銅，目前無論是芯片封裝還是產(chǎn)品系統(tǒng)散熱，無外乎都是這兩種材料直接散熱或配合硅膠、風(fēng)扇形成散熱系統(tǒng)，對于一些有導(dǎo)電線路的電子元器件因金屬類散熱膜無法避免導(dǎo)電性故不可使用，并且容易有折傷和壓痕及后續(xù)不好加工成形，厚度也較厚。
[0004]目前市面上的散熱膜材料有天然石墨散熱膜，人工石墨散熱膜，納米碳散熱膜，它們各有優(yōu)缺點:
[0005]天然石墨散熱膜的問題是不能做很薄，一般都是成品最薄做到0.1mm厚度，這種厚度在手機結(jié)構(gòu)中占有太多的空間，在手機日益做薄的如提下，天然石墨的占有率越來越低。
[0006]人工石墨散熱膜能做很薄，散熱效果非常好，但是它的一個大問題就是價格太貴，動軋上千元一平方米，這樣的價格對智能機成本管控越來越嚴(yán)的今天，對于手機設(shè)計人員來說還是非常大的壓力。并且石墨散熱膜是用石墨擠壓成型做成成品過程還要涂膠，覆膜，加工過程有很多的不良，同時在模切過程中石墨的邊緣容易掉粉，所以還要做包邊處理，包邊處理很花錢，并且很麻煩，石墨本身的材料價格已經(jīng)很貴了，但是石墨片的加工費和模切費有時比材料還貴。一般的電子產(chǎn)品根本用不起。
[0007]納米碳散熱膜是納米碳材料做的散熱膜，并有和金屬一樣的導(dǎo)電率，最薄能做到
0.03mm,散熱功率也很高，是韓國SKC所研發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)并沒有生產(chǎn)的能力，依靠進口，價格要降低就困難了。
[0008]高導(dǎo)熱的材料碳納米管和石墨稀也可做成散熱膜，但原材料價格高，且技術(shù)不成熟。
[0009]以上所述的各種散熱片和散熱膜，都具有導(dǎo)電性能，這對于一些有導(dǎo)電線路的電子元器件使用中會導(dǎo)電，易造成短路現(xiàn)象，而價格動軋幾千元一平方米，少則幾百元一平方米，無法惠及一般大眾產(chǎn)品，只有少數(shù)高單價的產(chǎn)品用得起此類散熱膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型的目的是提供一種為避免散熱膜導(dǎo)電，發(fā)生短路情況而在非金屬薄膜的兩面分別印刷塗布導(dǎo)熱納米材料和散熱納米材料，使導(dǎo)熱層的熱量通過縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層，以達(dá)到絕緣、耐高溫和快速散熱效果的非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)。
[0011]本實用新型的技術(shù)解決方案是所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，包括非金屬耐高溫的薄膜，其特殊之處在于:在所述非金屬耐高溫薄膜上成型若干透氣縫隙；帶有透氣縫隙的非金屬耐高溫薄膜的兩面分別覆膜導(dǎo)熱納米材料構(gòu)成導(dǎo)熱層和覆膜散熱納米材料而構(gòu)成散熱層，且所述導(dǎo)熱層的熱量通過非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層。
[0012]作為優(yōu)選:所述透氣縫隙選用‘〕’、‘一’、‘TI’、‘H’、‘?’、‘V’、‘一’、‘W’、‘M’形狀的一種，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距。
[0013]作為優(yōu)選:所述非金屬耐高溫薄膜選用PI聚酰亞胺薄膜、玻璃纖維膜、耐高溫阻燃PET膜的一種。
[0014]作為優(yōu)選:所述導(dǎo)熱層與所述散熱層上分別設(shè)有透氣縫隙，所述導(dǎo)熱層與所述散熱層的透氣縫隙分別與所述非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙之間貫通，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距。
[0015]作為優(yōu)選:所述非金屬散熱膜的成品參數(shù):厚度0.03mm?IOmm ;導(dǎo)熱系數(shù):150?350 w/mk ;輻射發(fā)射率:95% ;耐高溫:200?350。。。
[0016]作為優(yōu)選:所述散熱納米材料選用納米鈦碳復(fù)合材料、納米陶瓷復(fù)合粉、氮化硼的一種。
[0017]作為優(yōu)選:所述導(dǎo)熱納米材料選用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁、納米碳化硅、高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合粉的一種。
[0018]作為優(yōu)選:所述覆膜的方式選用印刷、涂布和噴涂的一種。
[0019]本實用新型的另一技術(shù)解決方案是所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，包括非金屬耐高溫的薄膜結(jié)構(gòu)，其特殊之處在于:在所述非金屬耐高溫薄膜上成型若干透氣縫隙；帶有透氣縫隙的非金屬耐高溫薄膜的兩面分別印刷或涂布導(dǎo)熱納米材料成膜的導(dǎo)熱層和印刷或涂布散熱納米材料成膜的散熱層，且所述導(dǎo)熱層的熱量通過非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層；所述透氣縫隙選用‘〕’、‘彳’、‘TI’、‘ n’、‘ V’、‘一’、‘W’、‘M’形狀的一種，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距；所述非金屬耐高溫薄膜選用PI聚酰亞胺薄膜、玻璃纖維膜、耐高溫阻燃PET膜的一種；所述導(dǎo)熱層與所述散熱層上分別設(shè)有透氣縫隙，所述導(dǎo)熱層與所述散熱層的透氣縫隙與所述非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙之間貫通且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距；所述非金屬散熱膜的成品參數(shù):厚度0.03mm?IOmm ;導(dǎo)熱系數(shù):150?350 w/mk ;輻射發(fā)射率:95% ;耐高溫:200°C?350°C;所述散熱納米材料選用納米鈦碳復(fù)合材料、納米陶瓷復(fù)合粉、氮化硼的一種；所述導(dǎo)熱納米材料選用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁、納米碳化硅、高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合粉的一種；覆膜的方式選用印刷、涂布和噴涂的一種。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0021]⑴卷對卷方式加工生產(chǎn)，產(chǎn)能大、成本低，可適用于任何須散熱的電子產(chǎn)品上。非金屬薄膜具有不易折痕和壓傷，方便后續(xù)加工成型，絕緣、耐高溫、散熱快、價格低等優(yōu)點。
[0022]⑵加工過程中設(shè)有線上缺陷檢測儀器，以檢測透氣縫隙的成型情況，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)
量的一致性。
[0023]⑶非金屬薄膜利用耐高溫樹脂設(shè)計高低粘度、比重、固含量、流速、光固能量、熱固硬化劑來控制印刷涂布成膜的厚度，以滿足不同材料及不同客戶的需求，根據(jù)材料的種類、厚度和導(dǎo)熱納米材料的不同，可生產(chǎn)出不同導(dǎo)熱系數(shù)的百來種產(chǎn)品，以滿足更多的設(shè)計要求。
[0024]⑷非金屬薄膜利用透氣縫隙灌通傳遞形成一面導(dǎo)熱接通另一面散熱，用導(dǎo)熱及散熱連通的方式快速將熱量散開，加快地降低物體表面和內(nèi)部的溫度。
[0025](5)灌通傳遞熱制程工藝，使散熱系數(shù)達(dá)到最佳效果，且絕緣并耐高溫。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型非金屬薄膜層狀結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖2是本實用新型非金屬薄膜層狀結(jié)構(gòu)的分解示意圖。
[0028]圖3是本實用新型非金屬薄膜第一種透氣縫隙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是本實用新型非金屬薄膜第二種透氣縫隙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5是本實用新型非金屬薄膜第三種透氣縫隙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖6是本實用新型非金屬散熱薄膜生產(chǎn)設(shè)備的主視圖。
[0032]圖7是本實用新型非金屬散熱薄膜生產(chǎn)設(shè)備的俯視圖。
[0033]圖8是本實用新型非金屬散熱薄膜生產(chǎn)設(shè)備的立體圖。
[0034]主要組件符號說明:
[0035]薄膜1、透氣縫隙11、導(dǎo)熱層2、散熱層3、槽型支架4、延伸壁41、放卷輥5、收卷輥6、模棍71、壓棍72、傳動棍73、電機8、導(dǎo)向棍9、第一導(dǎo)向棍91、第二導(dǎo)向棍92、第三導(dǎo)向棍93、第四導(dǎo)向棍94、第五導(dǎo)向棍95、第六導(dǎo)向棍96。
【具體實施方式】
[0036]本實用新型下面將結(jié)合附圖作進一步詳述:
[0037]圖1至圖5示出了本實用新型的非金屬薄膜層狀結(jié)構(gòu)。
[0038]請參閱圖1、圖2所示，該非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)由薄膜I上成型若干透氣縫隙11、薄膜I的兩面分別通過印刷或涂布或噴涂的方式將導(dǎo)熱納米材料成膜的導(dǎo)熱層2和印刷或涂布散熱納米材料成膜的散熱層3組成。所述散熱納米材料選用納米鈦碳復(fù)合材料、納米陶瓷復(fù)合粉、氮化硼的一種。所述導(dǎo)熱納米材料選用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁、納米碳化硅、高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合粉的一種。
[0039]所述導(dǎo)熱層2的熱量通過非金屬耐高溫薄膜I的透氣縫隙11灌通傳導(dǎo)至散熱層
3。該非金屬耐高溫薄膜I選用PI聚酰亞胺薄膜、玻璃纖維膜、耐高溫阻燃PET膜的一種。該非金屬散熱膜的成品參數(shù):厚度0.03mm?IOmm ;導(dǎo)熱系數(shù):150?350 w/mk ;福射發(fā)射率:95% ;耐高溫:200?350°C。所述導(dǎo)熱層2與所述散熱層3上分別設(shè)有透氣縫隙，所述導(dǎo)熱層與所述散熱層的透氣縫隙與所述非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙11之間貫通且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距(圖中未示)。
[0040]請參閱圖3至圖5所示，該透氣縫隙11選用‘〕’、‘彳’、‘TI’、‘H’、‘?’、‘V’、‘一’、‘W’、‘M’形狀的一種，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距。本實施例中，選用了三種典型的波浪狀(如圖3所示)、鋸齒狀(如圖4所示)和框狀(如圖5所示)。
[0041]請參閱圖6至圖8所示，所述非金屬散熱薄膜的生產(chǎn)設(shè)備由槽型支架4、槽型支架4兩端分別通過軸承樞設(shè)的放卷輥5與收卷輥6、槽型支架4中端凸伸的一對延伸壁41、沿著該對延伸壁41自上而下樞設(shè)的透氣縫隙模輥71、與透氣縫隙模輥71對接的壓輥72、壓輥72底部的電機8、壓輥72與電機8之間設(shè)置的傳動輥73、以及在槽型支架4的上述各組件之間設(shè)置的若干導(dǎo)向輥9組成。
[0042]請參閱圖6所示，該導(dǎo)向輥9包括:與放卷輥5觸接的第一導(dǎo)向輥91 ;樞接于槽型支架4中端凸設(shè)延伸壁41上透氣縫隙模輥71的兩端分別對稱設(shè)置的第三導(dǎo)向輥93和第四導(dǎo)向棍94 ;位于第一導(dǎo)向棍91與第三導(dǎo)向棍93之間設(shè)置的第二導(dǎo)向棍92 ;與所述收卷棍6觸接的第六導(dǎo)向棍96 ;位于第六導(dǎo)向棍96與第四導(dǎo)向棍94之間設(shè)置的第五導(dǎo)向棍95 ；所述非金屬耐高溫薄膜I經(jīng)放卷輥5與第一導(dǎo)向輥91之間的縫隙后延伸到第二導(dǎo)向輥92的底部，再延伸到第三導(dǎo)向輥93的頂部穿過透氣縫隙模輥71與壓輥72之間的縫隙后，經(jīng)第四導(dǎo)向輥94的頂部延伸到第五導(dǎo)向輥95的底部后，伸入收卷輥5與第六導(dǎo)向輥96之間的縫隙后收卷在收卷輥6上。
[0043]本實施例中，所述非金屬散熱薄膜的制造工藝，包括以下工序:
[0044]工序⑴、在非金屬薄膜的膜層I上成型若干將熱量透過的透氣縫隙11且膜層無間斷延續(xù)卷料；
[0045]工序⑵、將帶有透氣縫隙11的非金屬薄膜1，用卷對卷方式對其一面通過印刷或涂布的方式將導(dǎo)熱納米材料成膜為導(dǎo)熱層2 ；
[0046]具體工步如下:
[0047](2.1)將光固型或熱固型的耐高溫樹脂加入導(dǎo)熱納米材料后，涂布在帶有透氣縫隙的非金屬薄膜I上；
[0048](2.2)對非金屬薄膜I的導(dǎo)熱層2進行紫外線照射；
[0049](2.3)對非金屬薄膜I的導(dǎo)熱層2進行整平加熱處理；
[0050](2.4)對非金屬薄膜I的導(dǎo)熱層2進行消除靜電處理；
[0051](2.5)對非金屬薄膜I的導(dǎo)熱層2進行線上檢測。
[0052]工序⑶、在印刷涂布導(dǎo)熱納米材料成膜后的非金屬薄膜I的另一面，通過印刷或涂布的方式將散熱納米材料成膜為散熱層3 ；
[0053]具體工步如下:
[0054](3.1)將光固型或熱固型的耐高溫樹脂加入散熱納米材料后，涂布在非金屬薄膜I上成型為散熱層3 ；
[0055](3.2)將非金屬薄膜的散熱層3通過輥子輸送到紅外線遂道爐(圖中未示)中進行烘烤；
[0056](3.3)將出爐后的非金屬薄膜散熱層3輸送到無塵的紫外線照射腔(圖中未示)中進行紫外線照射；
[0057](3.4)經(jīng)輥子傳送對非金屬薄膜散熱層3進行整平加熱處理；
[0058](3.4)對非金屬薄膜的散熱層3進行消除靜電處理；
[0059](3.5)對非金屬薄膜的散熱層3進行線上檢測。
[0060]工序⑷、使導(dǎo)熱層2的熱量通過透氣縫隙11灌通傳遞至散熱層3。
[0061]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，包括非金屬耐高溫的薄膜，其特征在于:在所述非金屬耐高溫薄膜上成型若干透氣縫隙；帶有透氣縫隙的非金屬耐高溫薄膜的兩面分別覆膜導(dǎo)熱納米材料構(gòu)成導(dǎo)熱層和覆膜散熱納米材料而構(gòu)成散熱層，且所述導(dǎo)熱層的熱量通過非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述透氣縫隙選用‘〕’、‘彳’、‘TI’、‘H’、‘?’、‘V’、‘一’、‘W’、‘M’形狀的一種，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述非金屬耐高溫薄膜選用PI聚酰亞胺薄膜、玻璃纖維膜、耐高溫阻燃PET膜的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)熱層與所述散熱層上分別設(shè)有透氣縫隙，所述導(dǎo)熱層與所述散熱層的透氣縫隙分別與所述非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙之間貫通，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述非金屬散熱膜的成品參數(shù):厚度0.03mm?IOmm ;導(dǎo)熱系數(shù):150?350 w/mk ;輻射發(fā)射率:95% ;耐高溫:200?350。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述散熱納米材料選用納米鈦碳復(fù)合材料、納米陶瓷復(fù)合粉、氮化硼的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)熱納米材料選用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁、納米碳化硅、高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合粉的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述覆膜的方式選用印刷、涂布和噴涂的一種。
9.一種非金屬散熱薄膜結(jié)構(gòu)，包括非金屬耐高溫的薄膜，其特征在于:在所述非金屬耐高溫薄膜上成型若干透氣縫隙；帶有透氣縫隙的非金屬耐高溫薄膜的兩面分別印刷或涂布導(dǎo)熱納米材料而成膜的導(dǎo)熱層和印刷或涂布散熱納米材料而成膜的散熱層，且所述導(dǎo)熱層的熱量通過非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙灌通傳導(dǎo)至散熱層；所述透氣縫隙選用‘〕’、‘彳’、‘TI’、‘H’、‘?’、‘V’、‘一’、‘W’、‘M’形狀的一種，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距；所述非金屬耐高溫薄膜選用PI聚酰亞胺薄膜、玻璃纖維膜、耐高溫阻燃PET膜的一種；所述導(dǎo)熱層與所述散熱層上分別設(shè)有透氣縫隙，所述導(dǎo)熱層與所述散熱層的透氣縫隙分別與所述非金屬耐高溫薄膜的透氣縫隙之間貫通，且各透氣縫隙之間的間距上下、左右等距；所述非金屬散熱膜的成品參數(shù):厚度0.03mm?IOmm ;導(dǎo)熱系數(shù):150?350 w/mk ；輻射發(fā)射率:95% ;耐高溫:200?350°C;所述散熱納米材料選用納米鈦碳復(fù)合材料、納米陶瓷復(fù)合粉、氮化硼的一種；所述導(dǎo)熱納米材料選用高導(dǎo)熱絕緣氮化鋁、納米碳化硅、高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合粉的一種；覆膜的方式選用印刷、涂布和噴涂的一種。
【文檔編號】C09K5/14GK203423163SQ201320387829
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】邵敏芝 申請人:邵敏芝