本發(fā)明涉及由石墨片構(gòu)成導(dǎo)熱材料的領(lǐng)域，屬于層狀體，適用于電子元器件的導(dǎo)熱和散熱應(yīng)用，尤其涉及一種由石墨片與金屬層復(fù)合的導(dǎo)熱片及其復(fù)合方法。

背景技術(shù)：

人工合成石墨片由于熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于天然石墨片，在電子行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但是，人工合成石墨片在縱向(厚度方向)的熱導(dǎo)率較低，制約著導(dǎo)熱效果的提升，一直是業(yè)界比較期望解決的問題。為了提升導(dǎo)熱效果，除了提高縱向熱導(dǎo)率之外，還有一種比較可行的方法是增加石墨片的厚度，以提高整體熱容，使得吸收相同熱量時(shí)，溫度上升得更少；或溫度上升相同時(shí)，吸收的熱量更多。業(yè)界常用的增加石墨片厚度和方法是將多層石墨片用粘膠貼合成一體，這種方式提升導(dǎo)熱效果依然不夠理想。也有人提出用將石墨片與金屬復(fù)合來改善縱向熱導(dǎo)率，并給出一種在鍍液中制備金屬鍍層與石墨復(fù)合的方法，還有人提出通過CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)將石墨片與金屬復(fù)合的方法，但是，這些方法存在生產(chǎn)效率低且金屬層不能較厚、難以控制金屬層的厚度等固有缺陷對改善縱向熱導(dǎo)率的效果依然不夠理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨片與金屬層復(fù)合的導(dǎo)熱片及其復(fù)合方法，旨在獲得較厚且厚度可控性較好的金屬復(fù)合層，以期提高該導(dǎo)熱片的整體熱容，改善它的縱向熱導(dǎo)率。

為了達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下。

一種由石墨片與金屬層復(fù)合的導(dǎo)熱片，由石墨片和金屬層堆疊而成；所述導(dǎo)熱片具有第一石墨片層，位于該第一石墨片層上的第一金屬沉積層，位于該第一金屬沉積層上的熱擴(kuò)散層；所述第一金屬沉積層由金屬微粒在第一石墨片層表面堆積而成。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱擴(kuò)散層是金屬片層。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱擴(kuò)散層是第二石墨片層以及位于該第二石墨片層上的第二金屬沉積層；所述第二金屬沉積層由金屬微粒在第二石墨片層表面堆積而成；所述第二金屬沉積層位于所述第一金屬沉積層上。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述金屬微粒的堆積是物理氣相沉積。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述金屬片和所述第一金屬沉積層通過熱壓擴(kuò)散工藝接合。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層是鋁的沉積層。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述金屬片是鋁片。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述金屬片是或銅片。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第二金屬沉積層是鋁的沉積層。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層和所述金屬片是不同種金屬。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層和所述金屬片是同種金屬。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層和所述第二金屬沉積層是不同種金屬。

為了達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供的另一技術(shù)方案如下。

一種石墨片與金屬復(fù)合的導(dǎo)熱片的復(fù)合方法，按以下步驟復(fù)合：

a.通過物理氣相沉積在第一石墨片層的表面形成第一金屬沉積層，獲得石墨-金屬沉積體；

b.在步驟a的石墨-金屬沉積體的第一金屬沉積層上通過熱壓擴(kuò)散工藝接合熱擴(kuò)散層后，獲得所述石墨片與金屬復(fù)合的導(dǎo)熱片。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱擴(kuò)散層是金屬片層或另一石墨-金屬沉積體，所述接合是第一金屬沉積層與金屬片之間的接合或金屬沉積層之間的接合。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層是鋁的沉積層。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一金屬沉積層是銅的沉積層。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱壓擴(kuò)散工藝的工作溫度為300～650℃。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱壓擴(kuò)散工藝在惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述熱壓擴(kuò)散工藝的工作壓力為10～100Mpa。

在某些實(shí)施例中，優(yōu)選地，當(dāng)接合面的金屬是鋁時(shí)，所述熱壓擴(kuò)散工藝的工作時(shí)間為20～30分鐘。

現(xiàn)有技術(shù)，例如，中國專利申請公開CN101508596A、CN102514297A、中國專利授權(quán)公告CN102925858B、CN102331867B，公開了某種通過電鍍或化學(xué)鍍或氣相沉積的方法在石墨或碳材料層上疊加金屬沉積層的方式?，F(xiàn)有技術(shù)的方法多是單純的材料堆積方法，材料微粒在石墨片上緩慢堆積，難以獲得的較厚的金屬沉積層，也就難以提高成品在縱向(厚度方向)的導(dǎo)熱或散熱性能。由于堆積效率低，在有限的成本制和工藝所固有技術(shù)條件制約下，單純的材料堆積方法獲得石墨和金屬的復(fù)合導(dǎo)熱片所含有的金屬量不足夠，難以提高成品的熱容量。

本發(fā)明避開如何堆積出較厚金屬沉積層的問題，想到把獲得的金屬沉積層作為過渡層，通過結(jié)合熱擴(kuò)散層(某些實(shí)施例中熱擴(kuò)散層是金屬片層或第二金屬沉積層與第二石墨片層的組合)達(dá)成在石墨片上獲得較厚導(dǎo)熱體的目的。在熱擴(kuò)散層是金屬片的實(shí)施例中，由于將金屬沉積層的堆積厚度問題轉(zhuǎn)化為金屬片層的厚度選擇問題，比起現(xiàn)有技術(shù)中一味追求金屬沉積層的堆積厚度更加高效有效。在熱擴(kuò)散層是第二金屬沉積層與第二石墨片層的組合的實(shí)施例中，上下兩片石墨片通過第一金屬沉積層和第二金屬沉積層接合在一起，獲得相當(dāng)于單一石墨片兩倍厚度的導(dǎo)熱片，尤其是當(dāng)?shù)谝唤饘俪练e層和第二金屬沉積層為同樣的金屬沉積層時(shí)，相當(dāng)于將上下兩個(gè)石墨-金屬沉積體接合起來，特別可以免去準(zhǔn)備金屬片層的麻煩；特別是，該實(shí)施僅僅是石墨片之間具有金屬層(金屬沉積層)相比于金屬片層裸露在外的實(shí)施例，該實(shí)施例在加熱過程中由和空氣接觸的金屬面積小得多，其抗氧化性能變得更好，這一點(diǎn)尤其在熱壓擴(kuò)散工藝中體會(huì)到。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的導(dǎo)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的導(dǎo)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

01第一石墨片層 02第一金屬沉積層 03金屬片層 04第二金屬沉積層 05第二石墨片層

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，以下將列舉實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。在以下的描述中闡述了以便于充分理解本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明能夠以不同于以下描述的方式實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明揭示的技術(shù)手段的思路下做類似推廣。因此，本發(fā)明不受以下公開的具體實(shí)施例的限制。實(shí)施例一

如圖1所示，本實(shí)施例一種由石墨片與金屬層復(fù)合的導(dǎo)熱片具有第一石墨片層01，位于該第一石墨片層01上的第一金屬沉積層02，位于該第一金屬沉積層02上的金屬片層03(熱擴(kuò)散層)構(gòu)成；所述第一金屬沉積層02由金屬微粒在第一石墨片層01表面堆積而成，本實(shí)施的堆積是物理氣相沉積(PVD)，就目前技術(shù)而言，PVD技術(shù)相比于其它沉積技術(shù)具有更好的環(huán)境友好性，尤其是相比于電鍍或化學(xué)鍍法，隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們有理由相信，基于本發(fā)明可選的沉積技術(shù)不僅限于PVD方式；本是實(shí)施例金屬片層03和第一金屬沉積層02通過熱壓擴(kuò)散工藝結(jié)合。更具體的實(shí)施而言，本實(shí)施例第一金屬沉積層02是厚度為20μm的鋁沉積層，金屬片層03是厚度為0.3mm的鋁箔，兩者對面貼齊后使金屬沉積層和金屬片層之間產(chǎn)生30Mpa的壓強(qiáng)并置于500℃的溫度環(huán)境中保持30分鐘，本實(shí)施例還同時(shí)在該溫度環(huán)境中填充氮?dú)庾鞣姥趸Ｗo(hù)。

此外，在某些其它實(shí)施例中，不同金屬的可沉積性不同，不同金屬的導(dǎo)熱性和熔點(diǎn)也不盡相同，針對一些特殊要求的情況，選為第一金屬沉積層02的沉積用金屬和金屬片層03的構(gòu)成金屬可以不同。

實(shí)施例二

如圖2所示，由下而上觀察，本實(shí)施例一種由石墨片與金屬層復(fù)合的導(dǎo)熱片具有第一石墨片層01，位于該第一石墨片層01上的第一金屬沉積層02，位于第一金屬沉積層02上的另一個(gè)金屬沉積層即第二金屬沉積層04，位于該第二金屬沉積層04上的另一石墨片即第二金屬沉積層05。本實(shí)施例中，該第一金屬沉積層02和第二金屬沉積層04是同樣的金屬沉積層，都是厚度為10μm鋁沉積層。更具體的實(shí)施而言，該第一金屬沉積層02和第二金屬沉積層04兩者貼齊后使它們之間產(chǎn)生20Mpa的壓強(qiáng)置于600℃的溫度環(huán)境中保持10分鐘，本實(shí)施例還同時(shí)在該溫度環(huán)境中填充氮?dú)庾鞣姥趸Ｗo(hù)。

此外，在某些其它實(shí)施例中，不同金屬的可沉積性不同，不同金屬的導(dǎo)熱性和熔點(diǎn)也不盡相同，針對一些特殊要求的情況，選為第一金屬沉積層02的沉積用金屬和第二金屬沉積層04的沉積用金屬可以不同。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出多種可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，取得基板相同的效果和功能。因此，凡是不脫離本發(fā)明精神的內(nèi)容，都是本發(fā)明的等同方案，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。