一种石墨片及其制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨片，其结构包括：绝缘层；复合在所述绝缘层上的石墨层；复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；复合在金属屏蔽层上的导热胶层。本发明通过上述绝缘层、石墨层、金属屏蔽层和导热胶层的特定结构和组成设定，制备得到的石墨片可以将连续高效的生产出10到100um厚度，在10MHZ到40GHZ之间均能实现超过70db以上屏蔽效果的超低热阻的石墨散热材料，极大提高石墨材料的的应用范围及附加值。同时通过对导热胶层的配方设计，在保证电磁波有效屏蔽及导通的前提下，大大降低了材料的垂直热，提高了产品的竞争力。

权利要求

1.一种石墨片，包括：

绝缘层；

复合在所述绝缘层上的石墨层；

复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；

复合在金属屏蔽层上的导热胶层；

所述导热胶层为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；所述导热胶层的厚度为2～20微米；所述导热粒子选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的石墨片，其特征在于，所述绝缘层为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；所述绝缘层的厚度为2～10μm；所述导热粒子选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的石墨片，其特征在于，所述绝缘层包括：环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种        20～50重量份；

固化剂                                 0～--20重量份导热粒子                               50～80重量份。

4.根据权利要求1所述的石墨片，其特征在于，所述石墨层的厚度为10～100μm。

5.根据权利要求1所述的石墨片，其特征在于，所述金属屏蔽层由铝，银，铜，金中的一种或几种组成；所述金属屏蔽层的厚度为1～3μm。

6.根据权利要求1所述的石墨片，其特征在于，所述导热胶层中：环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种        20～50重量份；

固化剂                                 0～--20重量份导热粒子                               50～80重量份。

7.根据权利要求1所述的石墨片，其特征在于，所述石墨片还包括复合于所述绝缘层远离石墨层一侧的离型膜；还包括复合于所述导热胶层上的保护膜；所述保护膜选自PE、PP和PET中的一种或几种。

8.一种权利要求1～7任意一项所述的石墨片的制备方法，包括：将绝缘层涂覆在离型膜上；

将石墨膜贴合在所述绝缘层上；

将金属屏蔽层真空蒸镀在所述石墨膜上；

将导热胶层涂布在所述金属屏蔽层上，烘干，得到石墨膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述真空蒸镀的真空度为10-3；所述真空蒸镀的速度为5～10m/min。

说明书

一种石墨片及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及散热片技术领域，尤其是涉及一种石墨片及其制备方法。

背景技术

[0002] 导热石墨片也称石墨散热片，是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

[0003] 现有技术公开的石墨片背胶铜箔，中间的胶层是隔热层，即为石墨片-胶层和铜箔的结构。在实际应用中热量不能及时散走，热阻较高。只能应用于功率小的芯片散热，随着中国5G项目的推进，大功率芯片在手机项目上的应用成为大概率事件，相应的散热构件配套显得尤为迫切。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨片，本发明提供的石墨片屏蔽效果好，热阻低。

[0005] 本发明提供了一种石墨片，包括：

[0006] 绝缘层；

[0007] 复合在所述绝缘层上的石墨层；

[0008] 复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；

[0009] 复合在金属屏蔽层上的导热胶层。

[0010] 优选的，所述绝缘层为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；所述绝缘层的厚度为2～10μm；所述导热粒子选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种。

[0011] 优选的，所述绝缘层包括：

[0012] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种      20～50重量份；

[0013] 固化剂                               0～--20重量份

[0014] 导热粒子                             50～80重量份。

[0015] 优选的，所述石墨层的厚度为10～100μm。

[0016] 优选的，所述金属屏蔽层由铝，银，铜，金中的一种或几种组成；所述金属屏蔽层的厚度为1～3μm。

[0017] 优选的，所述导热胶层为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；所述导热胶层的厚度为2～20微米；所述导热粒子选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种。

[0018] 优选的，所述导热胶层中：

[0019] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种     20～50重量份；

[0020] 固化剂                              0～--20重量份

[0021] 导热粒子                            50～80重量份。

[0022] 优选的，所述石墨片还包括复合于所述绝缘层远离石墨层一侧的离型膜；还包括复合于所述导热胶层上的保护膜；所述保护膜选自PE、PP和PET中的一种或几种。

[0023] 本发明提供了一种石墨片的制备方法，包括：

[0024] 将绝缘层涂覆在离型膜上；

[0025] 将石墨膜贴合在所述绝缘层上；

[0026] 将金属屏蔽层真空蒸镀在所述石墨膜上；

[0027] 将导热胶层涂布在所述金属屏蔽层上，烘干，得到石墨膜。

[0028] 优选的，所述真空蒸镀的真空度为10-3；所述真空蒸镀的速度为5～10m/min。

[0029] 与现有技术相比，本发明提供了一种石墨片，包括：绝缘层；复合在所述绝缘层上的石墨层；复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；复合在金属屏蔽层上的导热胶层。本发明通过上述绝缘层、石墨层、金属屏蔽层和导热胶层的特定结构和组成设定，制备得到的石墨片可以将连续高效的生产出10到100um厚度，在10MHZ到40GHZ之间均能实现超过70db以上屏蔽效果的超低热阻的石墨散热材料，极大提高石墨材料的的应用范围及附加值。同时通过对导热胶层的配方设计，在保证电磁波有效屏蔽及导通的前提下，大大降低了材料的垂直热，提高了产品的竞争力。

附图说明

[0030] 图1为本发明优选实施方案的石墨片的结构。

具体实施方式

[0031] 本发明提供了一种石墨片及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

[0032] 本发明提供了一种石墨片，包括：

[0033] 绝缘层；

[0034] 复合在所述绝缘层上的石墨层；

[0035] 复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；

[0036] 复合在金属屏蔽层上的导热胶层。

[0037] 本发明提供的石墨片包括绝缘层。

[0038] 按照本发明，所述绝缘层优选为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；更优选为环氧、聚氨酯中的一种或几种与导热粒子的复合。

[0039] 按照本发明，所述绝缘层优选包括：

[0040] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种      20～50重量份；

[0041] 固化剂                               0～--20重量份

[0042] 导热粒子                             50～80重量份。

[0043] 所述绝缘层更优选包括：

[0044] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种      25～45重量份；

[0045] 固化剂                               0～--20重量份

[0046] 导热粒子                             55～75重量份。

[0047] 其中，所述固化剂优选按照上述比例掺杂在所述环氧、聚氨酯或硅胶中，其掺杂比例为本领域技术人员熟知，本发明对此不进行限定。

[0048] 其中，所述导热粒子优选选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种；更优选为氮化硼。

[0049] 本发明所述绝缘层的厚度优选为2～10μm。

[0050] 本发明提供的石墨片包括复合在所述绝缘层上的石墨层。

[0051] 本发明对于所述石墨层不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

[0052] 所述石墨层的厚度优选为10～100μm；更优选为15～40μm。

[0053] 本发明提供的石墨片包括复合在所述石墨层上的金属屏蔽层。

[0054] 按照本发明，所述金属屏蔽层优选由铝，银，铜，金中的一种或几种组成；可以为单独一种金属，也可以由不同金属镀不同的层的叠加。

[0055] 所述金属屏蔽层的厚度优选为1～3μm。

[0056] 本发明提供的石墨片包括复合在金属屏蔽层上的导热胶层。

[0057] 按照本发明，所述导热胶层为环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子的复合；更优选为硅胶、聚氨酯中的一种或几种与导热粒子的复合；最优选为硅胶与导热粒子的复合。

[0058] 其中，所述导热粒子优选选自氮化硼、氧化铝、铝粉、氮化硅和氮化铝中的一种或几种；更优选为氮化硼。

[0059] 按照本发明，所述导热胶层的厚度优选为2～20微米；更优选为5～15微米。

[0060] 按照本发明，所述导热胶层优选包括：

[0061] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种      20～50重量份；

[0062] 固化剂                               0～--20重量份

[0063] 导热粒子                             50～80重量份。

[0064] 所述导热胶层更优选包括：

[0065] 环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种      25～45重量份；

[0066] 固化剂                               0～--20重量份

[0067] 导热粒子                             55～75重量份。

[0068] 其中，所述固化剂掺杂在所述环氧、聚氨酯或硅胶中，其掺杂比例为本领域技术人员熟知，本发明对此不进行限定。

[0069] 在本发明中，所述石墨片还包括复合于所述绝缘层远离石墨层一侧的离型膜。

[0070] 本发明对于所述离型膜不进行限定，本领域技术人员熟知即可。

[0071] 本发明所述离型膜的厚度优选为10～50um；幅宽为200mm到1800mm之间。要求表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0072] 在本发明中，所述石墨片还包括复合于所述导热胶层上的保护膜。

[0073] 本发明对于所述保护膜的的厚度不进行限定，本领域技术人员熟知即可。

[0074] 所述保护膜优选选自PE、PP和PET中的一种或几种。

[0075] 本发明提供了一种石墨片，包括：绝缘层；复合在所述绝缘层上的石墨层；复合在所述石墨层上的金属屏蔽层；复合在金属屏蔽层上的导热胶层。本发明通过上述绝缘层、石墨层、金属屏蔽层和导热胶层的特定结构和组成设定，制备得到的石墨片可以将连续高效的生产出10到100um厚度，在10MHZ到40GHZ之间均能实现超过70db以上屏蔽效果的超低热阻的石墨散热材料，极大提高石墨材料的的应用范围及附加值。同时通过对导热胶层的配方设计，在保证电磁波有效屏蔽及导通的前提下，大大降低了材料的垂直热，提高了产品的竞争力。

[0076] 本发明提供了一种石墨片的制备方法，包括：

[0077] 将绝缘层涂覆在离型膜上；

[0078] 将石墨膜贴合在所述绝缘层上；

[0079] 将金属屏蔽层真空蒸镀在所述石墨膜上；

[0080] 将导热胶层涂布在所述金属屏蔽层上，烘干，得到石墨膜。

[0081] 本发明提供的石墨片的制备方法首先将绝缘层涂覆在离型膜上。

[0082] 本发明首先提供离型膜：所述离型膜的厚度优选为10～50um；幅宽为200mm到1800mm之间。要求表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0083] 本发明采用上述技术方案所述的环氧、聚氨酯和硅胶中的一种或几种与导热粒子配成粘度在1000cps到5000cps之间的绝缘胶水待用。

[0084] 将所述准备好的离型膜在涂布线上放卷经过涂布头，均匀涂上一层2～5um厚的上述准备的绝缘胶水，经过能提供100℃到200℃之间的烤箱将溶剂表干，收卷好。

[0085] 本发明对于所述烤箱的具体型号不进行限定，本领域技术人员熟知即可。

[0086] 将石墨膜贴合在所述绝缘层上；

[0087] 本发明对于所述贴合的具体参数不进行限定，优选为热贴合。

[0088] 而后，将金属屏蔽层真空蒸镀在所述石墨膜上；

[0089] 在本发明中，所述真空蒸镀的真空度优选为10-3；所述真空蒸镀的速度优选为5～10m/min。

[0090] 采用上述参数将本发明上述技术方案所述的铝，银，铜，金中的一种或几种蒸镀到本发明所述的金属屏蔽层厚度即可。

[0091] 而后，将导热胶层涂布在所述金属屏蔽层上，烘干。

[0092] 按照本发明所述的配比准备导热胶水，将导热胶层涂布在所述金属屏蔽层上，得到本发明限定的厚度。

[0093] 本发明对于上述所有的厚度已经有清楚的描述，在此不再赘述。

[0094] 本发明对于所述涂布和烘干的具体方式不进行限定，本领域技术人员熟知即可。

[0095] 最后，将导热胶面覆盖上一层pe,pp或pet保护膜；

[0096] 随后对产品进行检验，裁切，得到成品。

[0097] 图1为本发明优选实施方案的石墨片的结构，其中：

[0098] 1为绝缘层，2为金属层，3为导热胶层，4为离型膜，5为保护膜。

[0099] 本发明采用上述真空蒸镀的方式得到金属屏蔽层替代了市面上现有技术贴铜箔的工艺，同时结合特定的绝缘层以及导热胶层的配方设计使得最终制备的石墨片具有较低的阻值以及较好的屏蔽效果。

[0100] 为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的石墨片及其制备方法进行详细描述。

[0101] 实施例1

[0102] 原料准备：

[0103] 离型膜：准备规格宽度的，厚度为35um的离型膜，幅宽为520mm，表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0104] 绝缘层：用以下配方配成的胶水涂4um厚的绝缘层，配方如下(100份计)：

[0105] ZA302聚氨酯胶粘剂(容能)：20--50；

[0106] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0107] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂。

[0108] 离型膜涂绝缘层：将准备好的离型膜在涂布线上放卷经过涂布头，均匀涂上一层4um厚的绝缘导热胶水，经过能提供150°的烤箱将溶剂表干固化，收卷好。

[0109] 往绝缘层上热帖一层20um厚的石墨膜；

[0110] 在石墨膜表面真空蒸镀上一层1um厚的金属屏蔽层；

[0111] 在金属层表面涂上20um厚的导热胶层并烘干，导热胶参考以下配方(100份计)：

[0112] HR-420AB硅胶(东莞汇瑞,AB比例1:1)：20--50；

[0113] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0114] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂。

[0115] 在导热胶面覆盖上一层pp保护膜；对产品进行检验，裁切，得到成品。

[0116] 实施例2

[0117] 原料准备：

[0118] 离型膜：准备规格宽度的，厚度为50um的PET离型膜，幅宽为520mm，表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0119] 绝缘层：用以下配方配成的胶水涂5um厚的绝缘层，配方如下(100份计)：

[0120] 环氧153AB胶水(奥斯邦，AB比例1:1)：20--50；

[0121] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0122] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂

[0123] 离型膜涂绝缘层：将准备好的离型膜在涂布线上放卷经过涂布头，均匀涂上一层5um厚的绝缘导热胶水，经过能提供180°的烤箱将溶剂表干固化，收卷好。

[0124] 往绝缘层上热帖一层25um厚的石墨膜；

[0125] 在石墨膜表面真空蒸镀上一层2um厚的金属屏蔽层；

[0126] 在金属层表面涂上20um厚的导热胶层并烘干，导热胶参考以下配方(100份计)：

[0127] HR-420AB硅胶(东莞汇瑞,AB比例1:1)：20--50；

[0128] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0129] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂

[0130] 在导热胶面覆盖上一层pe保护膜；对产品进行检验，裁切，得到成品。

[0131] 实施例3

[0132] 原料准备：

[0133] 离型膜：准备规格宽度的，厚度为50um的离型膜，幅宽为520mm，表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0134] 绝缘层：用以下配方配成的胶水涂3um厚的绝缘层，配方如下(100份计)：

[0135] ZA302聚氨酯胶粘剂(容能)：20--50；

[0136] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0137] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂

[0138] 离型膜涂绝缘层：将准备好的离型膜在涂布线上放卷经过涂布头，均匀涂上一层3um厚的绝缘导热胶水，经过能提供165°的烤箱将溶剂表干固化，收卷好。

[0139] 往绝缘层上热帖一层30um厚的石墨膜；

[0140] 在石墨膜表面真空蒸镀上一层3um厚的金属屏蔽层；

[0141] 在金属层表面涂上20um厚的导热胶层并烘干，导热胶参考以下配方(100份计)：

[0142] HR-420AB硅胶(东莞汇瑞,AB比例1:1)：20--50；

[0143] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：50--80；

[0144] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂。

[0145] 在导热胶面覆盖上一层pet保护膜；对产品进行检验，裁切，得到成品。

[0146] 实施例4

[0147] 原料准备：

[0148] 离型膜：准备规格宽度的，厚度为35um的离型膜，幅宽为520mm，表面干净，整洁，放卷时张力均匀一致。

[0149] 绝缘层：用以下配方配成的胶水涂4um厚的绝缘层，配方如下(100份计)：

[0150] ZA302聚氨酯胶粘剂(容能)：25--45；

[0151] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：55--75；

[0152] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂。

[0153] 离型膜涂绝缘层：将准备好的离型膜在涂布线上放卷经过涂布头，均匀涂上一层4um厚的绝缘导热胶水，经过能提供150°的烤箱将溶剂表干固化，收卷好。

[0154] 往绝缘层上热帖一层20um厚的石墨膜；

[0155] 在石墨膜表面真空蒸镀上一层1um厚的金属屏蔽层；

[0156] 在金属层表面涂上20um厚的导热胶层并烘干，导热胶参考以下配方(100份计)：

[0157] HR-420AB硅胶(东莞汇瑞,AB比例1:1)：25--45；

[0158] BN-2氮化硼粉(锦州海鑫)：55--75；

[0159] 在此配方的基础上根据使用要求酌情使用添加剂。

[0160] 在导热胶面覆盖上一层pp保护膜；对产品进行检验，裁切，得到成品。

[0161] 实施例5

[0162] 对本发明实施例1～4制备得到的产品进行性能测定，结果如表1所示。表1为本发明实施例制备得到的石墨片的性能测定结果。

[0163] 表1本发明实施例制备得到的石墨片的性能测定结果。

[0164]

[0165] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。