一种石墨烯环氧玻纤复合导热板的制作方法
1.本实用新型属于环氧玻璃纤维复合板材技术领域，更具体地说，涉及一种石墨烯环氧玻纤复合导热板。
背景技术：
2.玻璃纤维板别名：玻璃纤维隔热板，玻纤板(fr-4)，玻璃纤维合成板等，具有较高的机械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性，并且具有良好的加工性，在电子领域有广阔的应用空间。在印刷电路板领域，环氧玻璃纤维板通常pcb板的基材，在环氧玻璃纤维板表面丝印、涂刷油墨、清洗、烘干等步骤后获得pcb板。由于环氧玻璃纤维板主要成分为环氧树脂和玻璃纤维，树脂在微观上是无序性排列的，因此其导热性能很差。目前市面上的环氧玻纤复合板的导热系数一般在0.5 w/(m
·
k)左右，在高功耗的电子产品持续运作的过程中，容易造成热积累，从而影响电子产品的运行工况，使之发生卡顿等现象。因此，如何解决环氧玻璃纤维板的热管理问题，成为本领域技术人员亟待解决的难题。
技术实现要素：
3.由于现有技术中的环氧玻纤板导热性能较差，在高功耗电子产品持续运行的过程中容易产生热积累，导致电子产品运行工况受到影响，针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，大幅度提升环氧玻纤板的导热性能。复合导热板包括石墨烯均热基板和环氧玻纤板，所述石墨烯均热基板设置在两张所述环氧玻纤板之间；所述石墨烯均热基板的表面均布有若干通孔，任意一张所述环氧玻纤板的至少部分渗透至所述通孔内与所述石墨烯均热基板锚定连接，并且透过所述通孔与另一张所述环氧玻纤板连接。
4.进一步的技术方案中，任意一张或两张所述环氧玻纤板与所述石墨烯均热基板接触的一面附有胶黏剂层，所述胶黏剂层透过所述通孔将两所述环氧玻纤板连接；优选地，所述胶黏剂层选用未完全固化的环氧树脂。
5.进一步的技术方案中，所述环氧玻纤板将所述石墨烯均热基板完全覆盖，所述环氧玻纤板的面积大于或等于所述石墨烯均热基板的面积。
6.进一步的技术方案中，所述石墨烯均热基板的导热系数为500-2000w/(m
·
k)；复合导热板的导热系数≥1 w/(m
·
k)；优选地，所述复合导热板的导热系数≥200 w/(m
·
k)。
7.进一步的技术方案中，所述石墨烯均热基板选用石墨烯导热膜、氧化石墨烯膜、石墨烯泡棉、石墨烯相变均温板或人工石墨膜中的任意一种压制而成。
8.进一步的技术方案中，所述通孔设置为圆形孔、方形孔、梯形孔、无规则状孔中的任意一种，优选地，所述通孔为圆孔，孔径设置为0.1-3 mm。
9.进一步的技术方案中，所述石墨烯均热基板的厚度设置0.005-10 mm，所述复合导热板的厚度设置为0.105-30 mm。
10.进一步的技术方案中，所述复合导热板的弯曲强度≥300mpa。
11.进一步的技术方案中，所述复合导热板的表面电阻≥2*10
10 mω。
12.进一步的技术方案中，左右相邻的所述通孔之间的中心间隔设置为0.5-10 mm；上下相邻的所述通孔之间的中心间隔设置为0.5-10 mm。
13.进一步的技术方案中，所述复合导热板的层间剥离强度≥0.0571 n/mm，优选地，所述复合导热板的剥离强度≥0.42 n/mm。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型的复合导热板设置为三明治式夹心结构，将石墨烯均热基板放置在两块环氧玻纤板之间，利用石墨烯均热基板高导热的特性，使得原来导热系数只有0.5 w/(m
·
k)的环氧玻璃纤维板的导热性能提升数倍，缓解电子产品热积累的问题。另外环氧玻纤板与石墨烯均热基板接触的一面附有未完全固化的环氧树脂层，同时石墨烯均热基板接触够石墨烯均热基板采用打孔的方案，环氧玻纤板的环氧树脂透过石墨烯均热基板的通过实现两张环氧玻纤板的粘接，同时与石墨烯均热基板相互锚定连接，增强板与板之间的结合力。环氧玻纤板完全覆盖住石墨烯均热基板，超出石墨烯均热基板的部分也通过未完全固化的树脂初步粘结，后面经过固化处理后完成粘结连接，以实现进一步增强复合导热板的层间结合力。
附图说明
16.图1为本实用新型公开的复合导热板实物结构图；
17.图2为本实用新型公开的复合导热板剖面结构示意图。
18.附图标记说明：环氧玻纤板-1、胶黏剂层-11、石墨烯均热基板-2、通孔-3。
具体实施方式
19.下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例，其中本实用新型的特征由附图标记标识。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本技术和本实用新型的应用领域。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
22.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图
及具体实施例进行详细描述。
23.实施例1
24.取长*宽尺寸为20cm*20cm、厚度尺寸为1mm的环氧玻纤板1，环氧玻纤板1其中一面附有胶黏剂层11，在本实施例中，胶黏剂层选用未完全固化的环氧树脂。取长*宽尺寸为18cm*18cm、厚度为100μm的石墨烯均热基板2，经过模切打孔或机械打孔处理，表面均布有直径为0.5mm的圆孔，左右相邻通孔3之间的中心间距设置为1mm，上下相邻通孔3之间的中心间距设置为1mm。
25.将上述环氧玻纤板1放置在热压模具中，附有胶黏剂层11一面朝上，将打孔处理后的石墨烯均热基板2放置在胶黏剂层11上，将另外一张环氧玻纤板1放置在石墨烯均热基板2上方，附有胶黏剂层11一面朝下贴附于石墨烯均热基板2上。用热压机将环氧玻璃纤维板和石墨烯均热基本结合，胶黏剂层11渗透至石墨烯均热基板2的通孔3内，同时加速未完全固化的环氧树脂固化，将三块板结合在一起，制得石墨烯环氧玻纤复合导热板。热压过程中。在本实施例中，石墨烯均热基板2选用石墨烯导热膜。
26.最终获得如图1和图2所示的复合导热膜，具体结构包括石墨烯均热基板2和环氧玻纤板1，所述石墨烯均热基板2设置在两张所述环氧玻纤板1之间；所述石墨烯均热基板2的表面均布有若干通孔3，任意一张或两张所述环氧玻纤板1的至少部分渗透至所述通孔3内与所述石墨烯均热基板2锚定连接，并且透过所述通孔3与另一张所述环氧玻纤板1连接。所述环氧玻纤板1将所述石墨烯均热基板2完全覆盖，超出所述石墨烯均热基板2的部分通过所述胶黏剂层11粘结固定；将环氧玻纤板超出石墨烯均热基板的部分裁切后，获得复合导热板。超出石墨烯均热基板部分的环氧玻纤板不裁切也可使用，但是未覆盖有石墨烯均热基板的部分导热性能较差。
27.实施例2
28.石墨烯均热基板2选用石墨烯相变均温板，其他结构以及制备方法均和实施例1相同，此处不赘述。
29.实施例3
30.石墨烯均热基板2选用人工石墨膜，其他结构以及制备方法均和实施例1相同，此处不赘述。
31.实施例4
32.石墨烯均热基板2选用氧化石墨烯膜，其他结构以及制备方法均和实施例1相同，此处不赘述。
33.实施例5
34.石墨烯均热基板2上的通孔3，左右相邻的所述通孔3之间的中心间隔设置为3 mm；上下相邻的所述通孔3之间的中心间隔设置为3 mm，其他结构以及制备方法均和实施例1相同，此处不赘述。
35.对比例1
36.准备一块长*宽尺寸以及厚度与实施例1相同的环氧玻纤板1。
37.对比例2
38.石墨烯均热基板2未打孔处理，其他结构以及制备方法均和实施例1相同，此处不赘述。
39.按上述实施例1-4的结构和方法制备获得的复合导热膜，同时准备厚度与实施例1相同的环氧玻纤板，测量其导热系数、弯曲强度、表面电阻、剥离强度等参数，导热系数按照astm d5470-17方法进行测量，弯曲强度按照ipc-tm-650方法进行测量，表面电阻按照ipc-tm-650方法进行测量，剥离强度按gb/t 4722-2017方法进行测量。测试结果如下表所示。
40.组别整体厚度导热系数弯曲强度表面电阻平均剥离强度实施例11.0
±
0.075mm213.32w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.78n/mm实施例21.0
±
0.075mm13.66w/(m
·
k)313mpa2.29*10
10
mω0.72n/mm实施例31.0
±
0.075mm179.56w/(m
·
k)315mpa2.29*10
10
mω0.80n/mm实施例41.0
±
0.075mm6.37w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.72n/mm实施例51.0
±
0.075mm209.32w/(m
·
k)315mpa2.29*10
10
mω0.70n/mm对比例11.0
±
0.075mm0.64w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.80n/mm对比例21.0
±
0.075mm214.66w/(m
·
k)316mpa2.29*10
10
mω0.43n/mm
41.分析获得的测试结果，实施例1至4分别采用了不同的材质作为石墨烯均热基板2，实施例1选用石墨烯导热膜，均热效果最好，达到213.32 w/(m
·
k)，同样大小同样厚度的环氧玻纤板导热效果提升数百倍；实施例2的石墨烯均热基板2的材质选用石墨烯相变均温板，由于石墨烯相变均温板中间填充了相变材料，虽然潜热值有所增加，但是导热性能相比实施例1有所下降；实施例3选用了传统的人工石墨膜，导热均热效果最高只能达到179.56w/(m
·
k)，但整体制造成本降低；实施例4选用了未经过碳化石墨化的氧化石墨烯膜，由于微观上其导热网络为构建完成，含有大量杂志官能团，因此导热系数最多只能达到6.37w/(m
·
k)。实施例5改变了通孔3间的间距，从最终测试结果上看，剥离强度的明显变差，由此可见通孔3之间的间距对于复合导热膜层间结合力有较大的影响。对比例1作为空白对照组，其弯曲强度、表面电阻和平均剥离强度与各实施例均无太大差异，但是在导热性能上显示出明显的区别，只能达到0.64 w/(m
·
k)，由此可知环氧玻纤板的导热性能处于一个很低的水平。对比例2为了进一步验证打孔对复合导热膜层间结合力的影响，采用一块未经打孔的石墨烯导热膜作为石墨烯导热基板，用同样的方法制备获得复合导热膜后，发现其导热系数、弯曲强度、表面电阻与实施例1无太大区别，但是平均剥离强度变差了将近一般，在实际使用时并不能满足客户对于层间结合力的要求。
42.更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
技术特征：
1.一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：复合导热板包括石墨烯均热基板和环氧玻纤板，所述石墨烯均热基板设置在两张所述环氧玻纤板之间；所述石墨烯均热基板的表面均布有若干通孔，任意一张或两张所述环氧玻纤板的至少部分渗透至所述通孔内与所述石墨烯均热基板锚定连接，并且透过所述通孔与另一张所述环氧玻纤板连接。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：任意一张或两张所述环氧玻纤板与所述石墨烯均热基板接触的一面附有胶黏剂层，所述胶黏剂层透过所述通孔将两所述环氧玻纤板连接，所述胶黏剂层选用未完全固化的环氧树脂。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述环氧玻纤板将所述石墨烯均热基板完全覆盖，所述环氧玻纤板的面积大于或等于所述石墨烯均热基板的面积。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述石墨烯均热基板选用石墨烯导热膜、氧化石墨烯膜、石墨烯泡棉、石墨烯相变均温板或人工石墨膜中的任意一种压制而成。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述石墨烯均热基板的导热系数为500-2000w/(m
·
k)；复合导热板的导热系数≥1 w/(m
·
k)。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述复合导热板的导热系数≥200 w/(m
·
k)。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述通孔设置为圆形孔、方形孔、梯形孔、无规则状孔中的任意一种。8.根据权利要求7所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述通孔为圆孔，孔径设置为0.1-3 mm。9.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述石墨烯均热基板的厚度设置0.005-10 mm，所述复合导热板的厚度设置为0.105-30 mm。10.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述复合导热板的弯曲强度≥300mpa。11.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述复合导热板的表面电阻≥2*10
10 mω。12.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：左右相邻的所述通孔之间的中心间隔设置为0.5-10 mm；上下相邻的所述通孔之间的中心间隔设置为0.5-10 mm。13.根据权利要求1所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述复合导热板的层间剥离强度≥0.0571 n/mm。14.根据权利要求13所述的一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，其特征在于：所述复合导热板的剥离强度≥0.42 n/mm。
技术总结
本实用新型公开了一种石墨烯环氧玻纤复合导热板，复合导热板包括石墨烯均热基板和环氧玻纤板，所述石墨烯均热基板设置在两张所述环氧玻纤板之间；所述石墨烯均热基板的表面均布有若干通孔，任意一张所述环氧玻纤板的至少部分渗透至所述通孔内与所述石墨烯均热基板锚定连接，并且透过所述通孔与另一张所述环氧玻纤板连接；本实用新型的复合导热板设置为三明治式夹心结构，将石墨烯均热基板放置在两块环氧玻纤板之间，利用石墨烯均热基板高导热的特性，使得原来导热系数只有0.5 W/(m
