(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210584845.4 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 东莞市光钛科技有限公司 地址 523000 广东省东莞 市寮步镇寮步松 柏路310号1栋10 05室 (72)发明人 楚盛　 (51)Int.Cl. B32B 9/00(2006.01) B32B 9/04(2006.01) B32B 3/08(2006.01) B32B 7/12(2006.01) B32B 37/12(2006.01) B32B 37/00(2006.01) B32B 38/00(2006.01) H01L 23/373(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种石墨烯三维导热材料及其制备方法和 应用 (57)摘要 本发明公开了一种石墨烯三维导热材料及 其制备方法和应用， 其中的石墨烯 三维导热材料 包括多层石墨烯片所述多层石墨烯片中部设有 沿厚度方向取向的石墨烯导热垫片； 所述多层石 墨烯片间通过合金层连接 。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 114919251 A 2022.08.19 CN 114919251 A 1.一种石墨烯三维导热材料， 包括多层石墨烯片， 其特征在于， 所述多层石墨烯片中部 设有沿厚度方向取向的石墨烯导热垫片； 所述多层石墨烯片间通过合金层连接 。 2.如权利要求1所述的一种 石墨烯三维导热材料， 其特征在于， 所述多层石墨烯片是由 两层及两层以上的石墨烯片组成。 3.如权利要求1所述的一种 石墨烯三维导热材料， 其特征在于， 所述金属合金包含的金 属为镓、 铟、 锡、 铋、 铝、 铜中的至少两种。 4.如权利要求2所述的一种石墨烯三维导热材料， 其特征在于， 按质量百分比计， 所述 金属合金包 含的金属为6 5～75％镓、 18～ 26％铟、 6～15％锡。 5.如权利要求4所述的一种石墨烯三维导热材料， 其特征在于， 所述合金层的制备方 法， 包括以下步骤： 将金属 合金加热熔融成液态金属， 使用无尘布 蘸取液态金属， 在石墨烯 片表面反复擦涂， 即得。 6.如权利要求2所述的一种 石墨烯三维导热材料， 其特征在于， 所述合金层和单层石墨 烯片的厚度比为(0.8～1.1)： 1。 7.一种如权利要求1～6任一项所述的石墨烯三维导热材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 将多层石墨烯片中部挖空， 填充放入石墨烯导热垫片后即得。 8.一种如权利要求1～6任一项所述的石墨烯三维导热材料的应用， 其特征在于， 应用 于对半导体元件的散热。 9.如权利要求8所述的一种 石墨烯三维导热材料的应用， 其特征在于， 所述石墨烯三维 导热材料设于半导体元件上 方。 10.如权利要求9所述的一种石墨烯三维导热材料的应用， 其特征在于， 所述石墨烯导 热垫片的底面积为半导体元件上表面积的85～ 95％。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114919251 A 2一种石墨烯三维导热材料及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明涉及 导热材料技术领域， 尤其涉及 一种石墨烯三维导热材料及 其制备方法 和应用。 背景技术 [0002]在电子产品领域， 随着电子元器件组装集成度的日益增加， 散热问题成了制约电 子产品性能的瓶颈之一， 如果电子设备 的温度过高， 将导致运行稳定性和使用寿命的明显 下降。 电子元器件发热量往往集中在非常有限的面积上， 容易形成局部热点， 散热技术中的 关键难点在于如何将这部分热量从有限空间内导出， 对高性能导热 材料具有迫切的需求。 [0003]手机和其他电子设备常用的石墨片， 是一种纸状或膜状材料， 在面内导热率很高， 可达1800W/mK， 但在垂直面内的方 向， 导热相对较低为10W/mK左右。 近几年来， 石墨片也逐 渐无法满足日益增 长的导热需求。 尽管单层石墨片导热率很高， 但其厚度太薄为12 ‑17μm， 导热通路不够大， 真实散热效果仍然有限。 近年来各厂商将许多张石墨片 /石墨烯片用胶水 贴合起来， 形成多层结构去增强横向散热通路。 然而当石墨烯片数量达到5层以上时， 纵向 的热阻已经高达1cm2K/W， 难以将芯片的热量传导到机壳或其他散热面， 多层石墨/石墨烯 膜结构带来了纵向导热率不 足的问题， 限制了其应用。 如何提高多层石墨/石墨烯膜结构在 纵向导热率， 对高导热产品的性能至关重要。 发明内容 [0004]为了解决上述问题， 本发明提供了一种石墨烯三维导热材料， 包括多层石墨烯片； 所述多层石墨烯片中部 设有沿厚度方向取向的石墨烯导热垫片； 所述多层石墨烯片间通过 合金层连接 。 [0005]作为一种优选的技术方案， 所述多层石墨烯片是由两层及两层以上的石墨烯片组 成。 [0006]作为一种优选的技术方案， 所述金属合金包含的金属为镓、 铟、 锡、 铋、 铝、 铜中的 至少两种。 [0007]作为一种优选的技术方案， 按质量百分比计， 所述金属合金包含的金属为65～ 75％镓、 18～ 26％铟、 6～15％锡。 [0008]作为一种优选的技术方案， 所述合金层的制备方法， 包括以下步骤： 将金属合金加 热熔融成液态金属， 使用无尘布蘸取 液态金属， 在石墨烯片表面反复擦涂， 即得。 [0009]作为一种优选的技术方案， 所述合金层和单层石墨烯片的厚度比为(0.8～1.1)： 1。 [0010]本发明的第二方面提供一种所述的石墨烯三维导热材料的制备方法， 包括以下步 骤： 将多层石墨烯片中部挖空， 填充放入石墨烯导热垫片后即得。 [0011]本发明的第三方面提供一种所述的石墨烯三维导热材料的应用， 应用于对半导体 元件的散热。说　明　书 1/7 页 3 CN 114919251 A 3