一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术

技术领域

本发明属于电子器件散热技术领域，具体涉及一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术。

背景技术

散热器与电子器件，包括芯片、大功率LED灯珠、功率器件、IGBT、二极管、三极管、MOS管等的导热连接一般采用导热硅脂或其它柔性垫片，连接热阻较大，还有导热硅脂或柔性垫片本身热导率不高，达到4W/M.K已经算良好，导热硅脂连接，在使用过程中，硅脂老化速度相对较快，直接影响功率器件寿命，导热硅脂连接，连接施工过程中，连接部位有可能混入空气形成气泡，直接影响连接导热，显著增加热阻，为此我们提出一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术，包括将石墨烯、碳纳米管、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、磁电离子复合剂、离子调节剂、离子交联剂、离子固化剂、PH调节剂、纳米分散剂、离子溶液稳定剂以及去离子水在常温常压混合熟化24小时—48小时，形成稳定的熟化液，然后将熟化液低温纳米分散，分散3—28小时，分散液固相平均粒径5纳米—12微米，形成稳定的纳米分散液，然后将稳定的纳米分散液常温常压熟化24—96小时，形成稳定的石墨烯纳米沉积液备用，并将散热器上产线工装，还包括如下步骤：

A、磁化预处理散热器进入制备好的石墨烯纳米沉积液，通过外磁场匹配设备系统控制石墨烯纳米沉积液磁场与磁化预处理后散热器磁场匹配，并通过控制磁场极性实现石墨烯纳米液相沉积，散热器表面形成稳定均匀定向的以石墨烯为主的石墨烯纳米涂层；

B、纳米沉积石墨烯散热器表面匹配磁场控制的常温常压循环液相下去除非受控沉积离子和沉积物，形成磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器；

C、涂层再排列致密化涂层功能化，把做好表面清洁后的电子器件粘贴连接在再排列致密化涂层表面；

D、粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，同时实现完全致密化；

E、气相沉积完连接了电子器件的散热器冷却到常温下工装质检合格，成品包装。

进一步地，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温即5℃—40℃，常压水性循环除油除脂去毛刺。

进一步地，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温即5℃—40℃，常压磁化处理。

进一步地，步骤C中的加温区间为45℃—280℃。

进一步地，涂层含水率低于5％。

进一步地，步骤D中提及的表面清洁包括除尘除油除脂步骤。

进一步地，步骤D中的加温区间为50℃—85℃。

进一步地，上述常温的温度区间为5℃—40℃。

进一步地，石墨烯为0.5—8.6份，碳纳米管为0.1—5.2份，纳米二氧化硅为0.8—18.5份，纳米氧化铝为0.6—7.8份，磁电离子复合剂为0.2—7.7份，离子调节剂为0.1—2.8份，离子交联剂为0.1—4.2份，离子固化剂为0.2—6.8份，PH调节剂为0.1—2.2份，纳米分散剂为0.01—2.2份，离子溶液稳定剂为0.1—3.2份，去离子水为15—55份。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、通过在散热器表面纳米沉积石墨烯涂层半固态连接电子器件，取代导热硅脂导热连接。通过纳米沉积石墨烯涂层高热导率，最高可达80W/M.K以上，稳定紧固连接，有效提升连接效率，提升导热，提升电子器件的稳定运行，同时再同等功率器件的情况下，减少散热器散热面积,且通过对粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，同时对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，且实现完全致密化。

2、散热器表面纳米沉积石墨烯涂层半固态连接电子器件，因为是半固态连接，可最大限度降低混入气泡产生的热阻。

3、散热器表面纳米沉积石墨烯涂层，可以通过调整配方，实现绝缘导热。

4、散热器表面纳米沉积石墨烯涂层，因为是离子级连接，连接跟致密，可最大限度降低热阻。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

参照图1，本发明提出的一种技术方案：一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术，包括将石墨烯6份，碳纳米管4份，纳米二氧化硅13份，纳米氧化铝5份，磁电离子复合剂5.2份，离子调节剂1.5份，离子交联剂2.6份，离子固化剂4份，PH调节剂1.1份，纳米分散剂1.2份，离子溶液稳定剂1.1份，去离子水55份在常温常压混合熟化40个小时，形成稳定的熟化液在常温常压混合熟化24小时—48小时，形成稳定的熟化液，然后将熟化液低温纳米分散，分散3—28小时，分散液固相平均粒径5纳米—12微米，形成稳定的纳米分散液，然后将稳定的纳米分散液常温常压熟化24—96小时，形成稳定的石墨烯纳米沉积液备用，并将散热器上产线工装，还包括如下步骤：

A、磁化预处理散热器进入制备好的石墨烯纳米沉积液，通过外磁场匹配设备系统控制石墨烯纳米沉积液磁场与磁化预处理后散热器磁场匹配，并通过控制磁场极性实现石墨烯纳米液相沉积，散热器表面形成稳定均匀定向的以石墨烯为主的石墨烯纳米涂层；

B、纳米沉积石墨烯散热器表面匹配磁场控制的常温常压循环液相下去除非受控沉积离子和沉积物，形成磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器；

C、涂层再排列致密化涂层功能化，把做好表面清洁后的电子器件粘贴连接在再排列致密化涂层表面；

D、粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，同时实现完全致密化；

E、气相沉积完连接了电子器件的散热器冷却到常温下工装质检合格，成品包装。

本实施例中，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温常压水性循环除油除脂去毛刺。

本实施例中，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温即5℃—40℃，常压磁化处理。

本实施例中，步骤C中的加温区间为200℃。

本实施例中，涂层含水率低于5％。

本实施例中，步骤D中提及的表面清洁包括除尘除油除脂步骤。

本实施例中，步骤D中的加温区间为60℃。

本实施例中，上述常温的温度为30℃。

本发明的工作原理及使用流程：将石墨烯6份，碳纳米管4份，纳米二氧化硅13份，纳米氧化铝5份，磁电离子复合剂5.2份，离子调节剂1.5份，离子交联剂2.6份，离子固化剂4份，PH调节剂1.1份，纳米分散剂1.2份，离子溶液稳定剂1.1份，去离子水55份在常温常压混合熟化40个小时，形成稳定的熟化液在常温常压混合熟化24小时—48小时，形成稳定的熟化液，然后将熟化液低温纳米分散，分散3—28小时，分散液固相平均粒径5纳米—12微米，形成稳定的纳米分散液，然后将稳定的纳米分散液常温常压熟化24—96小时，形成稳定的石墨烯纳米沉积液备用，并将散热器上产线工装，且散热器需要经过预处理，常温常压水性循环除油除脂去毛刺以及常压磁化处理，磁化预处理散热器进入制备好的石墨烯纳米沉积液，通过外磁场匹配设备系统控制石墨烯纳米沉积液磁场与磁化预处理后散热器磁场匹配，并通过控制磁场极性实现石墨烯纳米液相沉积，散热器表面形成稳定均匀定向的以石墨烯为主的石墨烯纳米涂层，然后纳米沉积石墨烯散热器表面匹配磁场控制的常温常压循环液相下去除非受控沉积离子和沉积物，形成磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器，把做好表面清洁后的电子器件粘贴连接在再排列致密化涂层表面，然后粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，同时实现完全致密化；随后气相沉积完连接了电子器件的散热器冷却到常温下工装质检合格，成品包装，实施例一的连接涂层导热系数为82W/M.K。

实施例二

参照图1，本发明提出的一种技术方案：一种通过石墨烯涂层连接散热器与电子器件的技术，包括将石墨烯5份，碳纳米管4份，纳米二氧化硅15份，纳米氧化铝4份，磁电离子复合剂5.2份，离子调节剂1.5份，离子交联剂2.6份，离子固化剂4份，PH调节剂1.1份，纳米分散剂1.2份，离子溶液稳定剂1.1份，去离子水55份在常温常压混合熟化40个小时，形成稳定的熟化液在常温常压混合熟化熟化24小时—48小时，形成稳定的熟化液，然后将熟化液低温纳米分散，分散3—28小时，分散液固相平均粒径5纳米—12微米，形成稳定的纳米分散液，然后将稳定的纳米分散液常温常压熟化24—96小时，形成稳定的石墨烯纳米沉积液备用，并将散热器上产线工装，还包括如下步骤：

A、磁化预处理散热器进入制备好的石墨烯纳米沉积液，通过外磁场匹配设备系统控制石墨烯纳米沉积液磁场与磁化预处理后散热器磁场匹配，并通过控制磁场极性实现石墨烯纳米液相沉积，散热器表面形成稳定均匀定向的以石墨烯为主的石墨烯纳米涂层；

B、纳米沉积石墨烯散热器表面匹配磁场控制的常温常压循环液相下去除非受控沉积离子和沉积物，形成磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器；

C、涂层再排列致密化涂层功能化，把做好表面清洁后的电子器件粘贴连接在再排列致密化涂层表面；

D、粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，同时实现完全致密化；

E、气相沉积完连接了电子器件的散热器冷却到常温下工装质检合格，成品包装。

本实施例中，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温常压水性循环除油除脂去毛刺。

本实施例中，在步骤A之前，散热器需要经过预处理，常温即5℃—40℃，常压磁化处理。

本实施例中，步骤C中的加温区间为200℃。

本实施例中，涂层含水率低于5％。

本实施例中，步骤D中提及的表面清洁包括除尘除油除脂步骤。

本实施例中，步骤D中的加温区间为60℃。

本实施例中，上述常温的温度为30℃。

本发明的工作原理及使用流程：将石墨烯6份，碳纳米管4份，纳米二氧化硅13份，纳米氧化铝5份，磁电离子复合剂5.2份，离子调节剂1.5份，离子交联剂2.6份，离子固化剂4份，PH调节剂1.1份，纳米分散剂1.2份，离子溶液稳定剂1.1份，去离子水为55份在常温常压混合熟化40个小时，形成稳定的熟化液在常温常压混合熟化24小时—48小时，形成稳定的熟化液，然后将熟化液低温纳米分散，分散3—28小时，分散液固相平均粒径5纳米—12微米，形成稳定的纳米分散液，然后将稳定的纳米分散液常温常压熟化24—96小时，形成稳定的石墨烯纳米沉积液备用，并将散热器上产线工装，且散热器需要经过预处理，常温常压水性循环除油除脂去毛刺以及常压磁化处理，磁化预处理散热器进入制备好的石墨烯纳米沉积液，通过外磁场匹配设备系统控制石墨烯纳米沉积液磁场与磁化预处理后散热器磁场匹配，并通过控制磁场极性实现石墨烯纳米液相沉积，散热器表面形成稳定均匀定向的以石墨烯为主的石墨烯纳米涂层，然后纳米沉积石墨烯散热器表面匹配磁场控制的常温常压循环液相下去除非受控沉积离子和沉积物，形成磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器，且磁场受控的纳米沉积石墨烯涂层散热器常压加温对涂层再排列致密化，涂层再排列致密化涂层功能化，把做好表面清洁后的电子器件粘贴连接在再排列致密化涂层表面，然后粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，同时实现完全致密化；随后气相沉积完连接了电子器件的散热器冷却到常温下工装质检合格，成品包装；

实施例一与实施例二的区别在于纳米二氧化硅含量的不同，并对应调整了石墨烯和纳米氧化铝的含量，实施例一的连接涂层导热系数为82W/M.K，实施例二的连接涂层导热系数为86W/M.K，连接热阻低，二者性能差距不大,通过对粘贴连接了电子器件的功能化后散热器常压加温气相沉积，同时对液相沉积后的再排列致密化石墨烯涂层在匹配磁场作用下再次强排列完全交联致密化，气相沉积修复液相沉积缺陷涂层均匀化，同时再次定向排列液相沉积石墨烯单元，且实现完全致密化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。