本發(fā)明專利技術(shù)創(chuàng)造提供一種散熱材料，包括如下原料經(jīng)混合制備得到：石墨烯：70-99份；石墨纖維：5-25份；粘合劑：2-3份；上述份數(shù)為重量份數(shù)，以上各原料重量份數(shù)之和是100份。一種由本發(fā)明專利技術(shù)中的散熱材料制作的散熱器，在石墨烯纖維磚的表面設(shè)有多個凹槽形成散熱器通風(fēng)道，與凹槽對應(yīng)的立柱是鰭片。克服了金屬材料表面粗糙與散熱表面接觸不良的缺點(diǎn)，充分利用了石墨烯的平面導(dǎo)熱率高的特點(diǎn)，而且重量輕、熱阻小、表面進(jìn)行平整加工較容易，硬度強(qiáng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)創(chuàng)造提供一種散熱材料，包括如下原料經(jīng)混合制備得到：石墨烯：70-99份；石墨纖維：5-25份；粘合劑：2-3份；上述份數(shù)為重量份數(shù)，以上各原料重量份數(shù)之和是100份。一種由本專利技術(shù)中的散熱材料制作的散熱器，在石墨烯纖維磚的表面設(shè)有多個凹槽形成散熱器通風(fēng)道，與凹槽對應(yīng)的立柱是鰭片。克服了金屬材料表面粗糙與散熱表面接觸不良的缺點(diǎn)，充分利用了石墨烯的平面導(dǎo)熱率高的特點(diǎn)，而且重量輕、熱阻小、表面進(jìn)行平整加工較容易，硬度強(qiáng)。【專利說明】一種散熱材料及其制作的散熱器
本專利技術(shù)創(chuàng)造涉及一種電子散熱器，特別涉及一種石墨烯散熱材料及其制作的散熱器。
技術(shù)介紹
隨著高科技的蓬勃發(fā)展，電子元件的體積趨于微小化，而且單位面積上的密集度也愈來愈高，其效能不能增強(qiáng)，在這些因素之下，電子元件的總發(fā)熱量則幾乎逐年升高，倘若沒有良好的散熱方式來排除電子所產(chǎn)生的熱，這些過高的溫度將導(dǎo)致電子元件產(chǎn)生電子游離與熱應(yīng)力等現(xiàn)象，造成整體的穩(wěn)定性降低，以及縮短電子元件本身的壽命，因此如何排除這些熱量以避免電子元件的過熱，一直都是不容忽視的問題。然而，隨著半導(dǎo)體及電子封裝向更高功率及更高密度的趨勢發(fā)展，熱的排散是開發(fā)者需要持續(xù)面對的問題。目前電子元件在工作中所發(fā)出的高密度能量帶來大量熱量，當(dāng)前常用的散熱方式是以銅作為熱擴(kuò)散的基礎(chǔ)材料，進(jìn)一步將熱管埋入基礎(chǔ)材料內(nèi)，以加快熱擴(kuò)散的速度，但此種方式也增加了成本，隨著電子元件的進(jìn)步與改良，單位面積上的密集度也愈來愈高，使得必須讓熱擴(kuò)散的速度也隨之加快，而因銅、鋁的導(dǎo)熱系數(shù)約為400W/mk以及200W/mk，在發(fā)熱量不斷升高的電子元件上，已漸漸的不能滿足要求，而且銅與鋁的密度相當(dāng)高，所以當(dāng)電子元件與銅、鋁所制成的散熱裝置組合后，散熱裝置的重量往往會破壞電子元件的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而造成電子元件的壽命尖端或損壞。因此，采用熱傳導(dǎo)效率更高且易于加工的材料作為散熱材料是現(xiàn)階段亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)創(chuàng)造要解決的問題是提供一種散熱材料及其制作的散熱器，克服了金屬材料表面粗糙與散熱表面接觸不良的缺點(diǎn)，充分利用了石墨烯的平面導(dǎo)熱率高的特點(diǎn)，而且重量輕、熱阻小、表面進(jìn)行平整加工較容易，硬度強(qiáng)。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:該組合物由包括如下原料經(jīng)混合制備得到:石墨烯:70-99份；石墨纖維:5-25份；粘合劑:2-3份；上述份數(shù)為重量份數(shù)，以上各原料重量份數(shù)之和是100份。進(jìn)一步，包括如下原料經(jīng)混合制備得到:石墨烯:73-90份，優(yōu)選是80份；石墨纖維:7-17.5份；粘合劑:2.5份；上述份數(shù)為重量份數(shù)，以上各原料重量份數(shù)之和是100份。進(jìn)一步,所述石墨烯的粒徑在I μ m-15 μ m之間。進(jìn)一步，所述粘合劑是環(huán)氧基粘合劑或丙烯酸基粘合劑。優(yōu)選是環(huán)氧基樹脂或丙稀酸基樹脂。本專利技術(shù)利用散熱材料制作散熱器的方法，包括如下步驟:I)熱壓燒結(jié):混合的石墨烯、石墨纖維和粘合劑在溫度是800-2000°C、壓力是300-700 kg/cm 2的條件下熱壓燒結(jié)形成石墨烯纖維磚，所述石墨烯纖維磚的密度是1.65-2.25g/cm3 ；2)車削:在石墨烯纖維磚表面車削出多道凹槽；3)封裝:使用氣象懸浮法在溫度是500-1200°C的條件下，使用封裝材料封裝帶有凹槽的石墨烯纖維磚，其中封裝材料使用不影響石墨烯纖維磚熱傳導(dǎo)、熱擴(kuò)散的材料，優(yōu)選是石墨烯、碳纖維、碳化硅、銅粉、銀粉中的一種或幾種；并且封裝膜的厚度是I μ m-10 μ m。進(jìn)一步，步驟3)中的封裝材料是石墨烯、碳纖維和碳化硅中的一種或幾種。本專利技術(shù)采用散熱材料維制作的散熱器，在石墨烯纖維磚的表面設(shè)有多個凹槽形成散熱器通風(fēng)道，與凹槽對應(yīng)的立柱是鰭片。進(jìn)一步，所述鰭片的縱向截面可以是長方形、梯形、三角形。本專利技術(shù)的散熱材料制作的散熱器可以應(yīng)用在任何手提、便攜、電子設(shè)備、云計(jì)算服務(wù)器及高功率發(fā)熱電子設(shè)備中。散熱器功能是將聚集電子器件中的熱量傳導(dǎo)到更大的熱導(dǎo)體并通過巨大的散熱面積與空氣進(jìn)行熱交換。散熱器件一般分為兩個部分，即散熱器的底座和鰭片，散熱器的底座是與電子器件接觸并聚集熱量的地方，而鰭片則是熱量傳導(dǎo)的終點(diǎn)，最終將熱量散失到空氣中。散熱器底座需要在短時間內(nèi)能盡可能多的吸收電子器件釋放的熱量，即瞬間吸熱能力，只有具備高熱傳導(dǎo)系數(shù)的材料才能勝任。其次是散熱器本體應(yīng)當(dāng)具備足夠的儲熱能力，即較大的熱容量，通常承擔(dān)這個任務(wù)的是鰭片。因此，散熱器的性能不僅與散熱器的結(jié)構(gòu)相關(guān)，更決定于散熱器的材質(zhì)選擇，散熱器材質(zhì)是指散熱器本體所使用的具體材料。本專利技術(shù)創(chuàng)造具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本專利技術(shù)采用石墨烯作為散熱器的主要材料，是因?yàn)槭┑膶?dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)5300W/m.K。將原料石墨烯和石墨纖維通過熱壓燒結(jié)形成密度是1.65-2.25g/cm3的石墨烯纖維磚。根據(jù)客戶的要求可以將鰭片車削成柱狀或者單粒狀等各種形狀，鰭片之間的空隙為散熱器通風(fēng)道，實(shí)現(xiàn)散熱器橫向與縱向兩個方向的散熱，散熱效率是現(xiàn)有散熱器的2.5-3倍。采用石墨烯、碳纖維、碳化硅、銅粉、銀粉中的一種或幾種封裝散熱器后不掉粉末。電子元件熱點(diǎn)通過與散熱器底座平面接觸，利用散熱器本身導(dǎo)熱的方向性迅速將熱點(diǎn)傳導(dǎo)到散熱鰭片上進(jìn)行散熱，散熱器最佳導(dǎo)熱方向上的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到1200-1500W/m.Κ。使用本專利技術(shù)中的散熱器與常見的鋁基散熱器分別給3W的芯片散熱，在經(jīng)過相同的時間后測試，利用本專利技術(shù)的散熱器的芯片的溫度是58-60°C，利用鋁基散熱器的芯片的溫度是85-90°C。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)中散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)中散熱器在恒功率3W的發(fā)熱芯片上測試的示意圖。圖中:1.通風(fēng)道2.鰭片3.散熱器溫度4.待測芯片溫度【具體實(shí)施方式】結(jié)合以下實(shí)施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1，步驟如下:將73份的石墨烯、25份的石墨纖維和2份的粘合劑混合均勻，在溫度是1000°C，壓力是400 kg/cm 2的條件下熱壓燒結(jié)形成密度是1.76g/cm3的石墨烯纖維磚。然后在制成的石墨烯纖維磚的表面車削出多道矩形凹槽。最后，使用石墨烯和碳纖維的混合物在600°C的溫度時，采用氣象懸浮法封裝車有凹槽的石墨烯纖維磚制成散熱器，封裝膜的厚度是3μπι。散熱器的底座平整，鰭片呈圓柱狀，鰭片之間的空隙為散熱器通風(fēng)道。實(shí)施例2，步驟如下:將80份的石墨烯、17.5份的石墨纖維和2.5份的粘合劑混合均勻，在溫度是1450°C，壓力是500 kg/cm 2的條件下熱壓燒結(jié)形成密度是1.96g/cm3的石墨烯纖維磚。然后在制成的石墨烯纖維磚的表面車削出多道矩形凹槽。最后，使用石墨烯和碳纖維的混合物在800°C的溫度時，采用氣象懸浮法封裝車有凹槽的石墨烯纖維磚制成散熱器，封裝膜的厚度是6 μ m。散熱器的底座平整，鰭片呈圓柱狀，鰭片之間的空隙為散熱器通風(fēng)道。實(shí)施例3，步驟如下:將90份的石墨烯、7份的石墨纖維和3份的粘合劑混合均勻，在溫度是1900°C，壓力是650 kg/cm 2的條件下熱壓燒結(jié)形成密度是2.18g/cm3的石墨烯纖維磚。然后在制成的石墨烯纖維磚的表面車削出多道矩形凹槽。最后，使用石墨烯和碳纖維的混合物在1000°C的溫度時，采用氣象懸浮法封裝車有凹槽的石墨烯纖維磚制成散熱器，封裝膜的厚度是9μπι本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種散熱材料，其特征在于：包括如下原料經(jīng)混合制備得到：石墨烯：?????70?99份；石墨纖維：???5?25份；粘合劑：?????2?3份；上述份數(shù)為重量份數(shù)，以上各原料重量份數(shù)之和是100份。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何千舟，
申請(專利權(quán))人：天津安品有機(jī)硅材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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