一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品的發(fā)熱組件的散熱及電磁屏蔽領(lǐng)域，特別是涉及一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的CPU因高速運行發(fā)熱，CPU高速運行乃為提高其設(shè)備的處理速度而研發(fā)。手機，平板計算機，筆記本計算機及電視的需求量及顯示屏使用量增加，顯示屏高亮度的需求使發(fā)光二極管使用量增加，但因發(fā)光二極管使用越多，其耗電增加，這也加大設(shè)備的發(fā)熱量，同時電池電量消耗增加，電池容量也需跟著提高，使得顯示器設(shè)備因耗能大而發(fā)熱多，如不能有效控制發(fā)熱，不僅高溫會使CPU運轉(zhuǎn)因高熱而當機出問題或喪失功能，也會使發(fā)熱設(shè)備使用壽命縮短。同時現(xiàn)今顯示器設(shè)備功能增多，使用零件也多樣化，數(shù)量多而體積更小，手機，平板計算機等設(shè)備因越來越小型化，其可用空間不足，各零件及組件的距離更近，很容易發(fā)生相互間的電磁干擾。
[0003]目前市場上作為散熱材的的人工石墨厚度以25 μπι為主導，40 μπι的人工石墨能達到量產(chǎn)，但導熱系數(shù)不佳，70 μ m的人工石墨的可量產(chǎn)性不高，厚度限制了人工石墨的散熱性能，更多的熱量需要解決，為了把熱量從發(fā)熱組件“A”點傳至其它點散發(fā)進而降低發(fā)熱組件的溫度，使發(fā)熱組件“A”的本體溫度大幅度降低。因此需要更高導熱系數(shù)和更大散熱能力的導熱載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而提供了一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片及其制備方法，是具有優(yōu)良的導熱效果的導熱載體，也能提供電磁屏蔽的功能。
[0005]—種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片，它包括鋁箔層和位于鋁箔層上下兩面的石墨層；所述鋁箔層包括鋁基材和位于鋁基材上下兩面的粗化層；所述粗化層的表面均勻分布有孔洞；所述粗化層通過孔洞與石墨層互相咬合。
[0006]所述鋁基材、粗化層和孔洞為一體化結(jié)構(gòu)。
[0007]所述天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的厚度為28 μπι?2100 μπι ;所述鋁箔層的厚度為8 μπι?100 μπι ;所述粗化層的表面積為招基材的3?8倍；所述石墨層厚度為10 μπι?1000 μmD
[0008]所述天然石墨/鋁復(fù)合散熱片以石墨層/鋁箔層/石墨層為一個單位層，可形成最多10個單位層復(fù)合的結(jié)構(gòu)。
[0009]所述鋁箔層為卷狀鋁箔；所述石墨層為膨化蠕蟲石墨平鋪在鋁箔層后壓制而成。
[0010]一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的制備方法，具體是按以下步驟進行的:
[0011]—、對鋁箔表面進行預(yù)處理，除去鋁箔表面的污染和氧化層；
[0012]二、對步驟一處理得到的鋁箔進行粗化處理，使在鋁箔表面形成均勻分布有孔洞的粗化層；
[0013]三、將膨化蠕蟲石墨均勻的堆積并平鋪在經(jīng)步驟二處理得到的鋁箔上；然后，經(jīng)階段式壓延，即得到天然石墨/鋁復(fù)合散熱片。
[0014]所述步驟一中的預(yù)處理的方法，具體為:對鋁箔依次進行除油、水洗、洗滌、水洗和烘干；所述除油采用的是中性除油劑；所述洗滌采用的是中性洗劑。
[0015]所述步驟二的處理方法具體為:粗化處理:步驟一得到的鋁箔用陽極氧化法或噴砂法使表面粗化，即在在鋁箔表面形成均勻分布有孔洞的粗化層，然后，進行清洗和烘干處理，再對鋁箔進行收卷。
[0016]所述步驟三的膨化婦蟲石墨的制備方法:將可膨化的石墨顆粒加溫到850?1040°C后，膨化為蠕蟲石墨，然后經(jīng)2?7次懸浮分離后，得到純度為99%以上的膨化蠕蟲石墨；其中，蠕蟲石墨的體積為石墨顆粒的體積的60?100倍。
[0017]所述步驟三具體操作方法為:將膨化蠕蟲石墨堆積在經(jīng)步驟二處理得到的鋁箔上，然后整平，得到初始密度均勻的厚度一致的膨化蠕蟲石墨層，然后，進行第一次壓延，壓力為500?2000kg，使膨化蠕蟲石墨填充并擠壓到孔洞的間隙中；進行第二次壓延，壓力為3000?6000kg，使膨化蠕蟲石墨層的密度提高到0.4?0.5g/cm3;第三次壓延，壓力為8000?20000kg，使膨化蠕蟲石墨層的密度提高到0.8?lg/cm3;第四次壓延，壓力為40000?70000kg，使膨化婦蟲石墨層的密度提高到1.2?1.4g/cm3，此時膨化婦蟲石墨層已經(jīng)轉(zhuǎn)變成膜的狀態(tài)；第五次壓延，壓力為90000?200000kg，使膨化蠕蟲石墨層的密度提高到1.6?1.8g/cm3，此時石墨有金屬光澤。
[0018]所述壓延方式具體為滾壓。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點:一、本發(fā)明的一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片采用石墨層和鋁箔層通過孔洞相互咬合的方式，使得Z軸方向的導熱性大大提高，使得散熱片的導熱性能優(yōu)良，導熱系數(shù)為400W/m.Κ?1200W/m.Κ，熱擴散系數(shù)高達200mm2/s?700mm2/s ;由于招基材的加入，也具有優(yōu)良的電磁屏蔽效果，使得小型設(shè)備中各組件可以有效的防止電磁干擾；二、本發(fā)明的一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片，抗拉伸，可彎折180度，有很高的力學性能；三、本發(fā)明的一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的制備方法，通過階段式壓延的方式，使得散熱片中石墨和鋁箔可以更好的咬合在一起，并且不會損壞鋁箔層上的孔洞，使得鋁箔和石墨的附著力大大增加，使鋁箔和石墨的界面熱阻更小，提高了導熱性能。
【附圖說明】
[0020]圖1為實施例的一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為實施例的一種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的鋁箔層的放大示意圖；
[0022]其中，1_招猜層，11_招基材，12-粗化層，13-孔洞，2~石墨層。
【具體實施方式】
[0023]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限定。
[0024]實施例
[0025]—種天然石墨/鋁復(fù)合散熱片的制備方法，具體是按以下步驟進行的:1、鋁箔雙表面處理，鋁箔在粗化處理之前必須進行預(yù)處理，由于鋁箔在運輸?shù)膬Υ孢^程、搬運過程中和空氣、手及其它搬運工具接觸，容易受到油脂及鹽化物等污染，所以要用中性除油劑及中性洗劑處理；2、可用陽極氧化法或噴砂法使表面粗化，粗化再清洗后收卷，此時收卷鋁箔時要輕，不要太緊，以免破壞表面的粗化層，粗化后的鋁箔要進行洗凈溶液和烘干處理，使其在一段時間保持穩(wěn)定性，此時收卷鋁箔時要輕，不要太緊，以免破壞表面的粗化層；3、可膨化的石墨顆粒在加溫到850?1040°C，使石墨顆粒膨化至60?100倍以上的婦蟲石墨，膨化后的蠕蟲石墨很輕，可通過懸分式分離出較為純凈的蠕蟲石墨，如要得到高純度的婦蟲石墨，必須經(jīng)過2?3次懸浮分離，甚至多次懸浮分離，以使婦蟲石墨達到99%以上的純度(去除其中的硫、硫化物、細小石子等)；4、將高純度的蠕蟲石墨在鋁箔上堆積到需要的厚度，同時控制好堆積層密度，再整平，來達到消除堆積厚度不均勻的問題，進而得到初密度較均勻和絮狀蠕蟲石墨相對厚度一致的蠕蟲石墨層，為階段式壓延提供了基礎(chǔ)；5、為了提高膨化的蠕蟲石墨和粗化后的鋁箔粘合強度，同時讓蠕蟲石墨進入粗化后的孔洞中，并且填實，從而采取階段式壓延的模式。第一次壓延時蠕蟲石墨和石墨層等密度進入孔洞中，此時壓力不大，只是在做擠壓的動作，起填充擠壓的作用；第二次壓延把密度提高到0.4?0.5g/cm3左右，此時仍為粗壓，對精度無特殊的要求；第三次壓延使密度增加到
0.8?lg/cm3左右，此時蠕蟲石墨要進入低溫度的石墨膜的狀態(tài)；第四次壓延密度增加到
1.2?1.4g/cm3左右，此時的蠕蟲石墨已完全成膜，并具有導熱性，導熱系數(shù)大幅提高，并且石墨的物性也有所體現(xiàn)，熱擴散系數(shù)初步體現(xiàn)；第五次壓延，使復(fù)合材的石墨層的密度達到1.6?1.8g/cm3，甚至更高，兩面的石墨已