一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板的制作方法
1.本實用新型屬于環(huán)氧玻璃纖維復合板材技術領域，更具體地說，涉及一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板。
背景技術：
2.玻璃纖維板別名：玻璃纖維隔熱板，玻纖板(fr-4)，玻璃纖維合成板等，具有較高的機械性能和介電性能，較好的耐熱性和耐潮性，并且具有良好的加工性，在電子領域有廣闊的應用空間。在印刷電路板領域，環(huán)氧玻璃纖維板通常pcb板的基材，在環(huán)氧玻璃纖維板表面絲印、涂刷油墨、清洗、烘干等步驟后獲得pcb板。由于環(huán)氧玻璃纖維板主要成分為環(huán)氧樹脂和玻璃纖維，樹脂在微觀上是無序性排列的，因此其導熱性能很差。目前市面上的環(huán)氧玻纖復合板的導熱系數(shù)一般在0.5 w/(m
·
k)左右，在高功耗的電子產(chǎn)品持續(xù)運作的過程中，容易造成熱積累，從而影響電子產(chǎn)品的運行工況，使之發(fā)生卡頓等現(xiàn)象。因此，如何解決環(huán)氧玻璃纖維板的熱管理問題，成為本領域技術人員亟待解決的難題。
技術實現(xiàn)要素：
3.由于現(xiàn)有技術中的環(huán)氧玻纖板導熱性能較差，在高功耗電子產(chǎn)品持續(xù)運行的過程中容易產(chǎn)生熱積累，導致電子產(chǎn)品運行工況受到影響，針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，大幅度提升環(huán)氧玻纖板的導熱性能。復合導熱板包括石墨烯均熱基板和環(huán)氧玻纖板，所述石墨烯均熱基板設置在兩張所述環(huán)氧玻纖板之間；所述石墨烯均熱基板的表面均布有若干通孔，任意一張所述環(huán)氧玻纖板的至少部分滲透至所述通孔內(nèi)與所述石墨烯均熱基板錨定連接，并且透過所述通孔與另一張所述環(huán)氧玻纖板連接。
4.進一步的技術方案中，任意一張或兩張所述環(huán)氧玻纖板與所述石墨烯均熱基板接觸的一面附有膠黏劑層，所述膠黏劑層透過所述通孔將兩所述環(huán)氧玻纖板連接；優(yōu)選地，所述膠黏劑層選用未完全固化的環(huán)氧樹脂。
5.進一步的技術方案中，所述環(huán)氧玻纖板將所述石墨烯均熱基板完全覆蓋，所述環(huán)氧玻纖板的面積大于或等于所述石墨烯均熱基板的面積。
6.進一步的技術方案中，所述石墨烯均熱基板的導熱系數(shù)為500-2000w/(m
·
k)；復合導熱板的導熱系數(shù)≥1 w/(m
·
k)；優(yōu)選地，所述復合導熱板的導熱系數(shù)≥200 w/(m
·
k)。
7.進一步的技術方案中，所述石墨烯均熱基板選用石墨烯導熱膜、氧化石墨烯膜、石墨烯泡棉、石墨烯相變均溫板或人工石墨膜中的任意一種壓制而成。
8.進一步的技術方案中，所述通孔設置為圓形孔、方形孔、梯形孔、無規(guī)則狀孔中的任意一種，優(yōu)選地，所述通孔為圓孔，孔徑設置為0.1-3 mm。
9.進一步的技術方案中，所述石墨烯均熱基板的厚度設置0.005-10 mm，所述復合導熱板的厚度設置為0.105-30 mm。
10.進一步的技術方案中，所述復合導熱板的彎曲強度≥300mpa。
11.進一步的技術方案中，所述復合導熱板的表面電阻≥2*10
10 mω。
12.進一步的技術方案中，左右相鄰的所述通孔之間的中心間隔設置為0.5-10 mm；上下相鄰的所述通孔之間的中心間隔設置為0.5-10 mm。
13.進一步的技術方案中，所述復合導熱板的層間剝離強度≥0.0571 n/mm，優(yōu)選地，所述復合導熱板的剝離強度≥0.42 n/mm。
14.本實用新型的有益效果：
15.本實用新型的復合導熱板設置為三明治式夾心結構，將石墨烯均熱基板放置在兩塊環(huán)氧玻纖板之間，利用石墨烯均熱基板高導熱的特性，使得原來導熱系數(shù)只有0.5 w/(m
·
k)的環(huán)氧玻璃纖維板的導熱性能提升數(shù)倍，緩解電子產(chǎn)品熱積累的問題。另外環(huán)氧玻纖板與石墨烯均熱基板接觸的一面附有未完全固化的環(huán)氧樹脂層，同時石墨烯均熱基板接觸夠石墨烯均熱基板采用打孔的方案，環(huán)氧玻纖板的環(huán)氧樹脂透過石墨烯均熱基板的通過實現(xiàn)兩張環(huán)氧玻纖板的粘接，同時與石墨烯均熱基板相互錨定連接，增強板與板之間的結合力。環(huán)氧玻纖板完全覆蓋住石墨烯均熱基板，超出石墨烯均熱基板的部分也通過未完全固化的樹脂初步粘結，后面經(jīng)過固化處理后完成粘結連接，以實現(xiàn)進一步增強復合導熱板的層間結合力。
附圖說明
16.圖1為本實用新型公開的復合導熱板實物結構圖；
17.圖2為本實用新型公開的復合導熱板剖面結構示意圖。
18.附圖標記說明：環(huán)氧玻纖板-1、膠黏劑層-11、石墨烯均熱基板-2、通孔-3。
具體實施方式
19.下文對本實用新型的示例性實施例的詳細描述參考了附圖，該附圖形成描述的一部分，在該附圖中作為示例示出了本實用新型可實施的示例性實施例，其中本實用新型的特征由附圖標記標識。下文對本實用新型的實施例的更詳細的描述并不用于限制所要求的本實用新型的范圍，而僅僅為了進行舉例說明且不限制對本實用新型的特點和特征的描述，以提出執(zhí)行本實用新型的最佳方式，并足以使得本領域技術人員能夠?qū)嵤┍緦嵱眯滦汀５牵瑧斃斫猓稍诓幻撾x由所附權利要求限定的本實用新型的范圍的情況下進行各種修改和變型。詳細的描述和附圖應僅被認為是說明性的，而不是限制性的，如果存在任何這樣的修改和變型，那么它們都將落入在此描述的本實用新型的范圍內(nèi)。此外，背景技術旨在為了說明本技術的研發(fā)現(xiàn)狀和意義，并不旨在限制本實用新型或本技術和本實用新型的應用領域。
20.除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同；本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型；本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
21.實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
22.為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖
及具體實施例進行詳細描述。
23.實施例1
24.取長*寬尺寸為20cm*20cm、厚度尺寸為1mm的環(huán)氧玻纖板1，環(huán)氧玻纖板1其中一面附有膠黏劑層11，在本實施例中，膠黏劑層選用未完全固化的環(huán)氧樹脂。取長*寬尺寸為18cm*18cm、厚度為100μm的石墨烯均熱基板2，經(jīng)過模切打孔或機械打孔處理，表面均布有直徑為0.5mm的圓孔，左右相鄰通孔3之間的中心間距設置為1mm，上下相鄰通孔3之間的中心間距設置為1mm。
25.將上述環(huán)氧玻纖板1放置在熱壓模具中，附有膠黏劑層11一面朝上，將打孔處理后的石墨烯均熱基板2放置在膠黏劑層11上，將另外一張環(huán)氧玻纖板1放置在石墨烯均熱基板2上方，附有膠黏劑層11一面朝下貼附于石墨烯均熱基板2上。用熱壓機將環(huán)氧玻璃纖維板和石墨烯均熱基本結合，膠黏劑層11滲透至石墨烯均熱基板2的通孔3內(nèi)，同時加速未完全固化的環(huán)氧樹脂固化，將三塊板結合在一起，制得石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板。熱壓過程中。在本實施例中，石墨烯均熱基板2選用石墨烯導熱膜。
26.最終獲得如圖1和圖2所示的復合導熱膜，具體結構包括石墨烯均熱基板2和環(huán)氧玻纖板1，所述石墨烯均熱基板2設置在兩張所述環(huán)氧玻纖板1之間；所述石墨烯均熱基板2的表面均布有若干通孔3，任意一張或兩張所述環(huán)氧玻纖板1的至少部分滲透至所述通孔3內(nèi)與所述石墨烯均熱基板2錨定連接，并且透過所述通孔3與另一張所述環(huán)氧玻纖板1連接。所述環(huán)氧玻纖板1將所述石墨烯均熱基板2完全覆蓋，超出所述石墨烯均熱基板2的部分通過所述膠黏劑層11粘結固定；將環(huán)氧玻纖板超出石墨烯均熱基板的部分裁切后，獲得復合導熱板。超出石墨烯均熱基板部分的環(huán)氧玻纖板不裁切也可使用，但是未覆蓋有石墨烯均熱基板的部分導熱性能較差。
27.實施例2
28.石墨烯均熱基板2選用石墨烯相變均溫板，其他結構以及制備方法均和實施例1相同，此處不贅述。
29.實施例3
30.石墨烯均熱基板2選用人工石墨膜，其他結構以及制備方法均和實施例1相同，此處不贅述。
31.實施例4
32.石墨烯均熱基板2選用氧化石墨烯膜，其他結構以及制備方法均和實施例1相同，此處不贅述。
33.實施例5
34.石墨烯均熱基板2上的通孔3，左右相鄰的所述通孔3之間的中心間隔設置為3 mm；上下相鄰的所述通孔3之間的中心間隔設置為3 mm，其他結構以及制備方法均和實施例1相同，此處不贅述。
35.對比例1
36.準備一塊長*寬尺寸以及厚度與實施例1相同的環(huán)氧玻纖板1。
37.對比例2
38.石墨烯均熱基板2未打孔處理，其他結構以及制備方法均和實施例1相同，此處不贅述。
39.按上述實施例1-4的結構和方法制備獲得的復合導熱膜，同時準備厚度與實施例1相同的環(huán)氧玻纖板，測量其導熱系數(shù)、彎曲強度、表面電阻、剝離強度等參數(shù)，導熱系數(shù)按照astm d5470-17方法進行測量，彎曲強度按照ipc-tm-650方法進行測量，表面電阻按照ipc-tm-650方法進行測量，剝離強度按gb/t 4722-2017方法進行測量。測試結果如下表所示。
40.組別整體厚度導熱系數(shù)彎曲強度表面電阻平均剝離強度實施例11.0
±
0.075mm213.32w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.78n/mm實施例21.0
±
0.075mm13.66w/(m
·
k)313mpa2.29*10
10
mω0.72n/mm實施例31.0
±
0.075mm179.56w/(m
·
k)315mpa2.29*10
10
mω0.80n/mm實施例41.0
±
0.075mm6.37w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.72n/mm實施例51.0
±
0.075mm209.32w/(m
·
k)315mpa2.29*10
10
mω0.70n/mm對比例11.0
±
0.075mm0.64w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.80n/mm對比例21.0
±
0.075mm214.66w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.43n/mm
41.分析獲得的測試結果，實施例1至4分別采用了不同的材質(zhì)作為石墨烯均熱基板2，實施例1選用石墨烯導熱膜，均熱效果最好，達到213.32 w/(m
·
k)，同樣大小同樣厚度的環(huán)氧玻纖板導熱效果提升數(shù)百倍；實施例2的石墨烯均熱基板2的材質(zhì)選用石墨烯相變均溫板，由于石墨烯相變均溫板中間填充了相變材料，雖然潛熱值有所增加，但是導熱性能相比實施例1有所下降；實施例3選用了傳統(tǒng)的人工石墨膜，導熱均熱效果最高只能達到179.56w/(m
·
k)，但整體制造成本降低；實施例4選用了未經(jīng)過碳化石墨化的氧化石墨烯膜，由于微觀上其導熱網(wǎng)絡為構建完成，含有大量雜志官能團，因此導熱系數(shù)最多只能達到6.37w/(m
·
k)。實施例5改變了通孔3間的間距，從最終測試結果上看，剝離強度的明顯變差，由此可見通孔3之間的間距對于復合導熱膜層間結合力有較大的影響。對比例1作為空白對照組，其彎曲強度、表面電阻和平均剝離強度與各實施例均無太大差異，但是在導熱性能上顯示出明顯的區(qū)別，只能達到0.64 w/(m
·
k)，由此可知環(huán)氧玻纖板的導熱性能處于一個很低的水平。對比例2為了進一步驗證打孔對復合導熱膜層間結合力的影響，采用一塊未經(jīng)打孔的石墨烯導熱膜作為石墨烯導熱基板，用同樣的方法制備獲得復合導熱膜后，發(fā)現(xiàn)其導熱系數(shù)、彎曲強度、表面電阻與實施例1無太大區(qū)別，但是平均剝離強度變差了將近一般，在實際使用時并不能滿足客戶對于層間結合力的要求。
42.更具體地，盡管在此已經(jīng)描述了本實用新型的示例性實施例，但是本實用新型并不局限于這些實施例，而是包括本領域技術人員根據(jù)前面的詳細描述可認識到的經(jīng)過修改、省略、例如各個實施例之間的組合、適應性改變和/或替換的任何和全部實施例。權利要求中的限定可根據(jù)權利要求中使用的語言而進行廣泛的解釋，且不限于在前述詳細描述中或在實施該申請期間描述的示例，這些示例應被認為是非排他性的。在任何方法或過程權利要求中列舉的任何步驟可以以任何順序執(zhí)行并且不限于權利要求中提出的順序。因此，本實用新型的范圍應當僅由所附權利要求及其合法等同物來確定，而不是由上文給出的說明和示例來確定。
技術特征：
1.一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：復合導熱板包括石墨烯均熱基板和環(huán)氧玻纖板，所述石墨烯均熱基板設置在兩張所述環(huán)氧玻纖板之間；所述石墨烯均熱基板的表面均布有若干通孔，任意一張或兩張所述環(huán)氧玻纖板的至少部分滲透至所述通孔內(nèi)與所述石墨烯均熱基板錨定連接，并且透過所述通孔與另一張所述環(huán)氧玻纖板連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：任意一張或兩張所述環(huán)氧玻纖板與所述石墨烯均熱基板接觸的一面附有膠黏劑層，所述膠黏劑層透過所述通孔將兩所述環(huán)氧玻纖板連接，所述膠黏劑層選用未完全固化的環(huán)氧樹脂。3.根據(jù)權利要求2所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述環(huán)氧玻纖板將所述石墨烯均熱基板完全覆蓋，所述環(huán)氧玻纖板的面積大于或等于所述石墨烯均熱基板的面積。4.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述石墨烯均熱基板選用石墨烯導熱膜、氧化石墨烯膜、石墨烯泡棉、石墨烯相變均溫板或人工石墨膜中的任意一種壓制而成。5.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述石墨烯均熱基板的導熱系數(shù)為500-2000w/(m
·
k)；復合導熱板的導熱系數(shù)≥1 w/(m
·
k)。6.根據(jù)權利要求5所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述復合導熱板的導熱系數(shù)≥200 w/(m
·
k)。7.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述通孔設置為圓形孔、方形孔、梯形孔、無規(guī)則狀孔中的任意一種。8.根據(jù)權利要求7所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述通孔為圓孔，孔徑設置為0.1-3 mm。9.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述石墨烯均熱基板的厚度設置0.005-10 mm，所述復合導熱板的厚度設置為0.105-30 mm。10.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述復合導熱板的彎曲強度≥300mpa。11.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述復合導熱板的表面電阻≥2*10
10 mω。12.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：左右相鄰的所述通孔之間的中心間隔設置為0.5-10 mm；上下相鄰的所述通孔之間的中心間隔設置為0.5-10 mm。13.根據(jù)權利要求1所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述復合導熱板的層間剝離強度≥0.0571 n/mm。14.根據(jù)權利要求13所述的一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，其特征在于：所述復合導熱板的剝離強度≥0.42 n/mm。
技術總結
本實用新型公開了一種石墨烯環(huán)氧玻纖復合導熱板，復合導熱板包括石墨烯均熱基板和環(huán)氧玻纖板，所述石墨烯均熱基板設置在兩張所述環(huán)氧玻纖板之間；所述石墨烯均熱基板的表面均布有若干通孔，任意一張所述環(huán)氧玻纖板的至少部分滲透至所述通孔內(nèi)與所述石墨烯均熱基板錨定連接，并且透過所述通孔與另一張所述環(huán)氧玻纖板連接；本實用新型的復合導熱板設置為三明治式夾心結構，將石墨烯均熱基板放置在兩塊環(huán)氧玻纖板之間，利用石墨烯均熱基板高導熱的特性，使得原來導熱系數(shù)只有0.5 W/(m
