本發(fā)明涉及印刷，特別是涉及一種帶絕緣散熱的結(jié)構(gòu)件及其印刷工藝。

背景技術(shù)：

1、石墨散熱貼紙結(jié)構(gòu)件，即導(dǎo)熱石墨片，是一種高度專業(yè)化的納米先進復(fù)合材料，專為解決電子設(shè)備散熱問題而設(shè)計。該材料具備獨特的晶粒取向，能夠沿兩個方向均勻?qū)?，其片層狀結(jié)構(gòu)完美適應(yīng)手機內(nèi)部的各種復(fù)雜表面，從而在確保散熱效率的同時，實現(xiàn)了對熱源與周邊組件的有效屏蔽。石墨散熱貼紙被設(shè)計成易于安裝和貼合的薄片形式，可以無縫集成到電子產(chǎn)品內(nèi)部，緊貼于熱源上方。這種設(shè)計不僅減少了熱量的積聚，還通過均勻分散熱量，降低了局部熱點的形成，確保了手機在高性能運行狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。

2、現(xiàn)有的石墨貼紙結(jié)構(gòu)件在制備過程中，需要將多種材料進行粘接制備，但現(xiàn)有的制備過程相對復(fù)雜，尤其是在需要進行印刷圖案的情況下，會影響整體的連接穩(wěn)定性和散熱效果。因此需要針對現(xiàn)有的石墨結(jié)構(gòu)件的制備做新的改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明基材層為pa制成，表面層由pi材料制成；最下層為pa材質(zhì)，中間為石墨膜，最上層為pi材質(zhì)；通過pa本身優(yōu)異的絕緣抗刺穿性能，在與器件導(dǎo)體相接觸時，可以有效起到絕緣耐刺穿的功能。而且采用熱復(fù)合技術(shù)，既保證了結(jié)構(gòu)的整體性，又簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率的帶絕緣散熱的結(jié)構(gòu)件及其印刷工藝。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種帶絕緣散熱的結(jié)構(gòu)件，包括由下至上依次設(shè)置的基材層、石墨層以及表面層，所述石墨層靠近基材層的一面設(shè)置有粗糙面，所述粗糙面上設(shè)置有粉末層，所述粗糙面的兩側(cè)設(shè)置有微型凹槽，所述粉末層將粗糙面和微型凹槽填充，所述粉末層的密度為8.5~9.2g/cm3；所述粉末層與基材層之間設(shè)置有連接層，所述基材層通過連接層與粉末層熱復(fù)合連接形成一體，所述粉末層為導(dǎo)電粉末層；所述表面層與石墨層相背離的一面印刷有圖案層，所述表面層設(shè)置有散熱微孔，所述散熱微孔的一端連通至石墨層，所述基材層由絕緣材料制成。

3、對上述方案的進一步改進為，所述粉末層為銅粉末，所述銅粉末的粒徑為1~20μm；所述粉末層的厚度尺寸為50~300μm。

4、對上述方案的進一步改進為，所述石墨層與銅粉末之間通過冷噴涂復(fù)合連接，銅粉末在高速噴涂將粗糙面的微凹結(jié)構(gòu)填充；所述石墨層與銅粉末復(fù)合連接后視為串并聯(lián)系統(tǒng)，其中熱量在xy方向主要分別通過石墨層和銅層傳遞，在z方向則通過兩者的交替層進行傳遞，具體傳熱數(shù)值采用如下公式：

5、k_{z}^{-1}=\frac{f}{k_{cu}}+\frac{1-f}{k_{gm}^{z}}；

6、其中，k_{z}^{-1}為z方向石墨層與銅粉末復(fù)合連接后熱導(dǎo)率的倒數(shù)，f為石墨膜體積分數(shù)，k_{cu}為銅的熱導(dǎo)率，k_{gm}^{z}為石墨層在z方向的熱導(dǎo)率。

7、對上述方案的進一步改進為，所述粉末層包括第一導(dǎo)電線路和第二導(dǎo)電線路，所述第一導(dǎo)電線路與第二導(dǎo)電線路相對設(shè)置，所述第一導(dǎo)電線路與第二導(dǎo)電線路均為信號天線；所述粉末層為鍍銅石墨粉。

8、對上述方案的進一步改進為，所述基材層為pa制成，所述表面層由pi材料制成；所述連接層為熱熔連接層，所述基材層通過熱輥壓與連接層連接，所述熱熔連接層在熱輥壓過程中軟化與粉末層連接，以將粉末層上不規(guī)則的表面填充。

9、一種用于帶絕緣散熱的結(jié)構(gòu)件的印刷工藝，包括印刷設(shè)備，所述印刷設(shè)備包括工作臺、依次設(shè)置在工作臺的石墨上料機構(gòu)、粉末成型機構(gòu)、粉末定型機構(gòu)、基材熱壓機構(gòu)、表面熱壓機構(gòu)、印刷機構(gòu)、模切機構(gòu)以及廢料機構(gòu)；

10、所述石墨上料機構(gòu)用于將石墨層上料，所述粉末成型機構(gòu)用于在石墨層成型粉末層，所述粉末定型機構(gòu)用于對成型后的粉末層輥壓定型，所述基材熱壓機構(gòu)用于將基材與石墨層的一面熱壓復(fù)合連接，所述表面熱壓機構(gòu)用于將表面層與石墨層的另一面熱壓復(fù)合連接，所述印刷機構(gòu)用于在表面層印刷上圖案，所述模切機構(gòu)用于將石墨結(jié)構(gòu)件模切成模切件，所述廢料機構(gòu)用于將模切后的廢料收卷；

11、所述粉末定型機構(gòu)包括設(shè)置在工作臺的粉末壓平輥組、多個定型導(dǎo)向輥、轉(zhuǎn)印傳送帶、轉(zhuǎn)印模組、轉(zhuǎn)印壓輥以及轉(zhuǎn)印頂升組件，所述粉末壓平輥組設(shè)置在粉末成型機構(gòu)的后側(cè)，并用于將粉末層壓平在石墨層上；所述轉(zhuǎn)印傳送帶設(shè)置在多個定型導(dǎo)向輥之間，所述轉(zhuǎn)印模組設(shè)置在轉(zhuǎn)印傳送帶的上側(cè)，所述轉(zhuǎn)印模組用于將保護膜轉(zhuǎn)印在轉(zhuǎn)印傳送帶上，所述轉(zhuǎn)印壓輥與轉(zhuǎn)印頂升組件相對設(shè)置在轉(zhuǎn)印傳送帶的下側(cè)，并用于將轉(zhuǎn)印傳送帶上的轉(zhuǎn)印膜轉(zhuǎn)印到石墨層上，并將粉末層的邊緣覆蓋；

12、印刷工藝包括如下步驟：

13、步驟s1，粉末層成型：通過石墨上料機構(gòu)將石墨層上料，導(dǎo)輥將石墨層拉伸傳輸?shù)椒勰┏尚蜋C構(gòu)上，通過粉末成型機構(gòu)在石墨層上成型粉末層；

14、步驟s2，粉末層定型：在粉末層成型后，石墨層送入至粉末定型機構(gòu)，粉末定型機構(gòu)通過粉末壓平輥組對石墨層和粉末層進行輥壓，以將粉末層輥壓到指定厚度，然后再送入至轉(zhuǎn)印壓輥和轉(zhuǎn)印頂升組件之間，在轉(zhuǎn)印傳送帶的作用下將保護膜輸送，在轉(zhuǎn)印壓輥和轉(zhuǎn)印頂升組件的作用下將保護膜轉(zhuǎn)印到粉末層上；

15、步驟s3，基材層熱復(fù)合：完成粉末層定型后，在輸送過程中保護膜冷卻定型，同時將基材層放卷，并將粉末層覆蓋，同時通過熱輥壓使得連接層熱熔化以使得基材層與石墨層、保護膜和粉末層熱復(fù)合形成一體；

16、步驟s4，表面層復(fù)合連接：完成基材層的熱復(fù)合后，通過表面熱壓機構(gòu)將表面層通過熱輥壓復(fù)合在石墨層的一面；

17、步驟s5，圖案印刷：完成表面層復(fù)合連接后，將完成多層復(fù)合的物料朝向印刷機構(gòu)輸送，印刷機構(gòu)在表面層上印刷上圖案或編號標記；

18、步驟s6，模切成型：完成印刷后，將物料送入至模切機構(gòu)，通過模切機構(gòu)將石墨結(jié)構(gòu)件模切成指定形狀，并進行收料，廢料機構(gòu)將模切后的廢料進行卷繞回收。

19、對上述方案的進一步改進為，所述石墨上料機構(gòu)包括設(shè)置在工作臺的石墨放卷組件、石墨導(dǎo)向組件、石墨糾偏組件以及石墨緩存組件；所述石墨放卷組件將石墨層朝向石墨導(dǎo)向組件放卷，所述石墨糾偏組件設(shè)置在石墨導(dǎo)向組件的一側(cè)，所述石墨導(dǎo)向組件設(shè)置有多個石墨導(dǎo)向輥，所述石墨糾偏組件用于石墨層物料糾偏傳輸，所述石墨緩存組件用于將石墨片傳輸緩存送料，并將石墨片朝向粉末壓平輥組導(dǎo)向。

20、對上述方案的進一步改進為，所述粉末壓平輥組設(shè)置有兩組外徑相切的壓平圓輥，兩組壓平圓輥配合對粉末層與石墨層進行輥壓。

21、對上述方案的進一步改進為，所述轉(zhuǎn)印模組用于在轉(zhuǎn)印傳送帶上輥印上保護膜，并經(jīng)過傳輸半固化后通過轉(zhuǎn)印壓輥與轉(zhuǎn)印頂升組件配合將保護膜轉(zhuǎn)印在石墨層上，并將粉末層的邊緣覆蓋。

22、對上述方案的進一步改進為，所述基材熱壓機構(gòu)包括基材放料組件、熱熔膜放料組件、熱壓復(fù)合組件、復(fù)合振勻組件以及復(fù)合擠壓組件，所述基材放料組件用于將基材放料至熱壓復(fù)合組件，所述熱熔膜放料組件用于將熱熔膜放料至熱壓復(fù)合組件，熱熔膜位于基材層與石墨層之間，所述熱壓復(fù)合組件包括熱復(fù)合壓輥以及熱風(fēng)噴槍，所述熱復(fù)合壓輥用于將基材層與石墨層輥壓，并通過熱熔膜熱熔后形成的熱熔膜連接；所述熱風(fēng)噴槍設(shè)置在熱復(fù)合壓輥的一側(cè)，并朝向熱熔膜噴出熱風(fēng)，通過熱風(fēng)將熱熔膜熱熔軟化，再進入熱復(fù)合壓輥進行輥壓，使得基材層與石墨層連接；所述復(fù)合振勻組件設(shè)置在工作臺上。

23、對上述方案的進一步改進為，所述熱復(fù)合壓輥設(shè)置在復(fù)合振勻組件上，所述復(fù)合振勻組件包括震動板、設(shè)置在震動板上的震動電機以及減震彈簧；所述震動板通過減震彈簧與工作臺連接，所述震動板的高度方向與減震彈簧的軸向相對平行；所述熱復(fù)合壓輥設(shè)置在震動板上，所述震動電機用于震動板高頻震動，以帶動熱復(fù)合壓輥將熱熔后的熱熔膜震動均勻；

24、對上述方案的進一步改進為，所述表面熱壓機構(gòu)包括表層放料組件、表層導(dǎo)向組件、連接涂布組件以及表層輥壓組件；所述表層放料組件用于表面層放料，所述表層導(dǎo)向組件用于將表面層朝向表層輥壓組件引導(dǎo)；所述連接涂布組件用于在石墨層的上表面涂布上粘合物料，所述表層輥壓組件用于將表面層與石墨層輥壓連接。

25、對上述方案的進一步改進為，所述印刷機構(gòu)包括印刷轉(zhuǎn)盤、環(huán)繞在印刷轉(zhuǎn)盤外周的多個印刷工位以及印刷干燥組件，所述印刷轉(zhuǎn)盤用于帶動完成多層復(fù)合的物料傳輸，所述印刷工位用于在物料上印刷上圖案或標記，所述印刷干燥組件用于將圖案或標記進行干燥。

26、對上述方案的進一步改進為，所述模切機構(gòu)包括模切固定輥、模切圓刀以及成品收卷組件，所述模切固定輥與模切圓刀外徑相切，所述印刷干燥組件用于將干燥后的物料朝向模切圓刀傳輸，所述模切固定輥用于配合模切圓刀將物料裁切形成石墨結(jié)構(gòu)件，所述廢料機構(gòu)用于將裁切后的廢料收卷。

27、本發(fā)明有益效果是：

28、相比現(xiàn)有的石墨結(jié)構(gòu)件，本發(fā)明用于電子元器件和數(shù)碼產(chǎn)品上，石墨層作為核心散熱層，利用其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，能迅速將熱量分散至整個石墨結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)，并通過表面層上精心布局的散熱微孔，實現(xiàn)與外部環(huán)境的熱交換，有效降低了石墨結(jié)構(gòu)件及附著物體表面的溫度，延長了設(shè)備的使用壽命。石墨層表面的粗糙面設(shè)計及其上的粉末層填充，不僅增強了層間結(jié)合力，確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，還通過高密度的導(dǎo)電粉末層（8.5~9.2g/cm3）進一步優(yōu)化了熱傳導(dǎo)路徑，提高了散熱效率。同時，微型凹槽的設(shè)置，增加了熱傳導(dǎo)的表面積，為熱量提供了更多傳輸通道，進一步提升了散熱性能?；膶硬捎媒^緣材料制成，有效隔離了電氣信號，防止了可能的短路風(fēng)險，確保了石墨結(jié)構(gòu)件在電子產(chǎn)品、電氣設(shè)備等場合使用的安全性。連接層則采用熱復(fù)合技術(shù)，將基材層與粉末層緊密結(jié)合，既保證了結(jié)構(gòu)的整體性，又簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。表面層上的圖案層可根據(jù)需求定制，實現(xiàn)美觀與實用的完美結(jié)合，而散熱微孔的設(shè)計則兼顧了散熱與美觀。

29、印刷設(shè)備通過石墨上料、粉末成型與定型機構(gòu)的連續(xù)作業(yè)，實現(xiàn)了石墨層與粉末層之間緊密且均勻的結(jié)合，不僅增強了石墨結(jié)構(gòu)件的絕緣散熱性能，還保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。粉末定型過程中，粉末壓平輥組與轉(zhuǎn)印技術(shù)的結(jié)合，有效避免了粉末層的不均勻和脫落問題，提高了產(chǎn)品的耐用性和可靠性?；呐c表面層的雙面熱壓復(fù)合技術(shù)，確保了石墨結(jié)構(gòu)件與基材及表面層的牢固結(jié)合，增強了石墨結(jié)構(gòu)件的整體強度和耐候性。這一步驟不僅簡化了傳統(tǒng)多層結(jié)構(gòu)材料的加工復(fù)雜度，還提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。印刷機構(gòu)的高精度作業(yè)，使得圖案的印刷質(zhì)量達到行業(yè)領(lǐng)先水平，圖案清晰、色彩鮮艷，滿足了市場對高品質(zhì)印刷石墨結(jié)構(gòu)件的需求。模切機構(gòu)的精準模切，進一步提升了產(chǎn)品的成品率和美觀度，降低了廢品率。廢料機構(gòu)的自動收卷設(shè)計，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的廢料自動化處理，減少了人工干預(yù)，提高了生產(chǎn)線的自動化程度和環(huán)保性能。

30、印刷工藝通過精細的粉末層成型步驟，利用石墨上料與粉末成型機構(gòu)的協(xié)同作業(yè)，確保了粉末層均勻且精準地附著于石墨層上，為后續(xù)加工奠定了堅實基礎(chǔ)。粉末層定型環(huán)節(jié)中的輥壓技術(shù)與保護膜轉(zhuǎn)印工藝，不僅有效控制了粉末層的厚度，還實現(xiàn)了保護膜的高效貼合，增強了產(chǎn)品的防護性能與耐用性。

31、在基材層熱復(fù)合過程中，創(chuàng)新的熱輥壓技術(shù)促使連接層快速熔化，實現(xiàn)了基材層、石墨層、保護膜及粉末層之間的牢固結(jié)合，顯著提高了產(chǎn)品的整體強度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。緊接著的表面層復(fù)合連接步驟，進一步通過熱輥壓工藝，將表面層無縫復(fù)合于石墨層之上，賦予產(chǎn)品優(yōu)良的外觀質(zhì)感與功能特性。圖案印刷環(huán)節(jié)的引入，則為產(chǎn)品提供了豐富的個性化與辨識度，通過高精度印刷機構(gòu)，確保了圖案或編號標記的清晰、準確與美觀。模切成型與廢料回收系統(tǒng)的有效集成，不僅實現(xiàn)了石墨結(jié)構(gòu)件的快速精準成型，還大幅度減少了生產(chǎn)過程中的物料浪費，提升了資源利用率，符合現(xiàn)代綠色制造理念。本發(fā)明通過高度的自動化、精密化與環(huán)保性，為印刷制品的規(guī)?；?、高質(zhì)量生產(chǎn)提供了強有力的技術(shù)支持。