CN203504880U - 石墨烯导热电路基板 - Google Patents
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Abstract
一种石墨烯导热电路基板，导热电路基板有三层，依次为石墨烯层、导热绝缘层、导电层，石墨烯层材料为石墨烯粘合体，石墨烯粘合体由石墨烯薄片或石墨烯聚合物组成，导热绝缘层为类石墨烯氮化硼纳米片的环氧基质导热胶膜，导电层为铜箔或金、银箔，导电层可制作电路以及焊接供电子组件的电性连接，由于石墨烯具有较高导热性能以及良好的机械性能，石墨烯层和导热绝缘层能将电子元器件工作时产生的热能迅速传导出来并散发出去，不需要增加导热基板体积就可以明显降低电子元器件或电子产品的工作温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及供光电组件电气连接且具有导热功能的电路基板，尤其是石墨烯导热的电路基板。
背景技术
导热电路基板被广泛应用于电脑、LED照明、通信、医疗、工业设备及航天等领域，导热电路基板分三层，底层是散热层，中间是介电绝缘层，上层是导电层，传统导热电路基板的散热层一般采用铝板、铝合金板、铜板等金属材料制成，金属散热层由于材料和工艺的限制，存在很多缺陷，金属材料密度过大，对于高功率的设备，需要解决重量和散热性能的矛盾，因为金属材料自身导热散热性能的局限，需要占用较大的空间，不利于电子产品小型化的要求，另外，金属材料的耐腐蚀性不好，限制了它在化工和环保等领域的应用，现在电子产品和元器件发展很快，尤其是微型电子元器件中的导热控制和导热设计日益严格，对导热电路基板的要求越来越高，甚至到了苛刻的程度，因此，为了提高电子元器件及其系统的性能和稳定性，延长使用寿命，开发新型高效的导热电路基板迫在眉睫；
石墨烯是一种由碳原子按照六边形进行排布并相互连接而成的碳分子，其结构非常稳定,目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5000 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，比纳米碳管或硅晶体高， 电阻率约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，因为石墨烯具有高导电性、高导热性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点，可以在电子、航天军工、新能源、新材料等领域得到广泛应用。
发明内容
本实用新型目的是克服现有导热电路基板的不足，提供一种新型高效的石墨烯导热电路基板。
本实用新型的技术方案：导热电路基板有三层，依次为石墨烯层、导热绝缘层、导电层，石墨烯层材料为石墨烯粘合体，石墨烯粘合体由石墨烯薄片或石墨烯聚合物组成，导热绝缘层为类石墨烯氮化硼纳米片的环氧基质导热胶膜，导电层为铜箔或金、银箔，导电层可制作电路以及焊接供电子组件的电性连接。
石墨烯薄片由石墨烯微片压缩而成，石墨烯微片由碳层数10～18层、厚度5-100 nm的石墨烯层状堆积体组成，保持了石墨原有的平面型碳六元环共轭晶体结构。
石墨烯层的厚度为1～3 μm，导热绝缘层的厚度为70～200 μm，导电层厚度为35～200 μm。
本实用新型的有益效果是：由于石墨烯具有较高导热性能以及良好的机械性能，石墨烯层和导热绝缘层能将电子元器件工作时产生的热能迅速传导出来并散发出去，不需要增加导热基板体积就可以明显降低电子元器件或电子产品的工作温度。
附图说明
附图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图中：1---石墨烯层；2---导热绝缘层；3---导电层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
在图中，导热电路基板包括石墨烯层1、导热绝缘层2、导电层3，石墨烯层1、导热绝缘层2和导电层3从上往下依次压合在一起，石墨烯层1由石墨烯粘合体构成，石墨烯粘合体是石墨烯薄片，石墨烯薄片采用石墨烯微片压缩得到，保持了石墨原有的平面型碳六元环共轭晶体结构，导热绝缘层2为类石墨烯氮化硼纳米片的环氧基质导热胶膜，导电层3在导热绝缘层2的上面，可制作电路及焊接点供电子组件的电性连接，石墨烯导热电路基板具有以下优点：
一、耐高温，石墨烯的熔点和石墨的熔点近似，高达3850 ℃，而且强度会随温度升高提升；
二、高导热，石墨烯的导热系数高达5000 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，超过钢铁铅等金属近十倍；
三、化学性质稳定，能耐酸碱与有机溶剂的腐蚀，因此可在化工和环保等领域得到应用；
四、抗热震性，石墨烯在使用时，能经得起温度剧烈变化不致破坏；
本实用新型利用了石墨烯材料的超导热性能、低热阻、重量轻等特点，可满足电子元器件微型化、电子产品小型化的要求。
Claims (3)
1.石墨烯导热电路基板,其特征是：导热电路基板有三层，依次为石墨烯层、导热绝缘层、导电层，石墨烯层材料为石墨烯粘合体，石墨烯粘合体由石墨烯薄片或石墨烯聚合物组成，导热绝缘层为类石墨烯氮化硼纳米片的环氧基质导热胶膜，导电层为铜箔或金、银箔。
2.根据权利要求1所述的石墨烯导热电路基板，其特征是：石墨烯薄片由石墨烯微片压缩而成，石墨烯微片由碳层数10～18层、厚度5～100 nm的石墨烯层状堆积体组成。
3.根据权利要求1所述的石墨烯导热电路基板，其特征是：石墨烯层的厚度为1～3 μm，导热绝缘层的厚度为70～200 μm，导电层厚度为35～200 μm。
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