【摘要】
導熱石墨片的切割工藝與其實際應用有關。目前常用的有兩種:膠膜和背膜。膠膜切割是指在切割石墨片時,對其表面進行多背膠處理,使石墨片具有一定的附著力。這種粘接激光模切可以使導熱石墨片更好地粘接在電路板上,更好地散熱電子產(chǎn)品。
雖然導熱石墨片在各個行業(yè)的應用越來越廣泛,但它面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。由于電子產(chǎn)品越來越小,芯片尺寸越來越小,導熱困難。石墨片用什么切割呢?
導熱石墨片不僅需要提高導熱系數(shù),滿足更高的導熱需求,還需要不斷提高尺寸,加工現(xiàn)場越來越小。尺寸是否符合標準要求與導熱石墨片的切割工藝有關。
導熱石墨片的切割工藝與其實際應用有關。目前常用的有兩種:膠膜和背膜。膠膜切割是指在切割石墨片時,對其表面進行多背膠處理,使石墨片具有一定的附著力。這種粘接激光模切可以使導熱石墨片更好地粘接在電路板上,更好地散熱電子產(chǎn)品。有時,電路板所需的絕緣和散熱材料的尺寸與導熱石墨片的尺寸不一致,因此需要對石墨片組背膜進行處理,使其更符合電子產(chǎn)品。
目前,石墨片激光切割機激光模切機或者精密激光切割機。石墨片激光切割機采用激光切割的原理,可以快速有效地切割導熱石墨片。由于激光技術的應用比較成熟,這種石墨片激光切割機可以穩(wěn)定長期的加工作業(yè)。但由于導熱石墨片自身結構的影響,產(chǎn)品比較脆,其厚度不能切割得太薄。因此,雖然激光切割機能實現(xiàn)薄切割技術,也不能立即實現(xiàn)更精細的石墨片尺寸。專家需要首先提高石墨片的性能。
影響石墨片導熱性能的因素
導熱石墨片是一種由天然石墨烯制成的產(chǎn)品,具有良好的導熱性。聲音是石墨烯的主要導熱形式。當這種導熱形式發(fā)生變化時,其導熱性會發(fā)生變化。根據(jù)人們對導熱石墨片的研究,石墨烯的導熱性、尺寸、溫度、厚度和分散性都會受到影響,下面詳細說明。
導熱石墨片可提供沿石墨烯片層方向的聲子傳播途徑。填料與聚合物界面接觸少,界面接觸電阻小,降低石墨烯片邊緣的聲子散射函數(shù),有利于有效的導熱網(wǎng)絡。因此,平行于石墨烯片層方向的導熱系數(shù)優(yōu)于垂直于石墨烯片層的導熱系數(shù)。由于制備工藝不同,會得到不同尺寸和厚度的導熱石墨片。大石墨比表面積大,可以減少邊緣聲子散射,有利于導熱。石墨片厚度越小,比表面積越大,導熱性越強。但由于制備工藝的限制,目前只能0.1mm不管厚度有多薄,都不能做。
當導熱石墨片傳導熱量時,溫度的變化也會影響導熱性。經(jīng)過多次測試,發(fā)現(xiàn)655℃石墨的導熱效率會隨著溫度的增加而增加,這是一個極限值,當溫度低于溫度時;當溫度超過655時℃隨著溫度的升高,石墨的導熱率會下降。但當導熱石墨片中的石墨烯含量增加時,導熱效率的降低會減慢。人們可以根據(jù)散熱的需要選擇不同含有石墨烯的石墨片。
石墨片的導熱特性
導熱石墨片是廣泛應用于電子產(chǎn)品中的一種非常受歡迎的散熱材料。石墨化學成為碳元素,分子結構穩(wěn)定,導熱性強,導熱石墨片也具有很強的導熱性和導電性。市場上石墨片的導熱性是150-15萬,根據(jù)人們的測試W/(m?K)他們之間的導電性遠高于其他導熱材料。石墨的高導電性也用于電池的生產(chǎn),但在導熱產(chǎn)品中并不強調(diào)其導電性。
導熱石墨片還具有熱阻低、重量輕、耐腐蝕、抗輻射等優(yōu)點。石墨片的熱阻比金屬鋁低40%,比金屬銅低20%,銅低20%;石墨片的重量比金屬輕25%,比金屬銅輕75%。雖然金屬鋁和銅片的導熱性超過2萬W/(m?K),遠高于石墨,但以上兩點性能較差,不如石墨適合導熱材料。在電子產(chǎn)品中使用導熱石墨片時,不必擔心電子產(chǎn)品的重量,也不必擔心電子元件的腐蝕性物質(zhì)會影響其導熱性。
導熱石墨片也具有良好的壓縮性、回彈性和低應力蠕變率,非常適合密封材料。根據(jù)電子產(chǎn)品的散熱需求,將石墨制成不同厚度和尺寸的導熱片,可在電路板上發(fā)揮一定的電子元件防震作用,保護電子元件不受導熱損壞。由于導熱石墨片的特點,它已成為主流的導熱產(chǎn)品,為提高電子產(chǎn)品的性能做出了貢獻。
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