一种激光诱导石墨烯的散热片及其加工方法

本发明涉及散热片，尤其涉及一种激光诱导石墨烯的散热片及其加工方法。

背景技术：

1、随着电子元器件的飞速发展，一些发热电子元件的运行速度越来越快，其性能越来越强悍，这也导致其自身产生的热量相应增加。若电子元器件在高的发热量下工作，但没有及时有效的散热，则有可能影响电子元器件的工作效率，甚至会导致器件使用期间发生故障或者使电子器件发生破坏。所以需要对电子元器件进行散热，其散热的好坏直接关系到电子元器件的工作效率以及寿命。

2、目前，现有的电子元器件及电子产品主要有两种散热方式，一种是采用主动散热，通过设置散热装置，如电风扇，虽然主动散热效率较好，但其占用空间较大使得电子产品体积无法小型化，同时主动散热也会增加电子产品的功耗。第二种是采用被动散热，仅依靠散热片本身的设计进行热量散发，不使用风扇或其他外部设备，这样虽然可以减小产品体积，但由于被动散热效率较低。又由于考虑到导热性能散热片一般选用导热性较好的金属材料，如铜和铝制作而成，但是使用金属材料制作而成的散热片的体积较大，无法运用到小型的电子产品中。金属材料在温度较高时，这会导致人们在使用过程中体验感较差，严重的会导致烫伤现象。由于金属材料其自身的重量，使用金属材料制作而成的散热片会增加电子元件其自身的重量，对于一些便携的电子产品来说，重量是影响使用者的使用体验的一大因素。因此研发一款高散热、重量轻且可以小型化的散热片势在必行。

3、而激光诱导石墨烯(laser induced graphene,简称lig)是一种在普通大气环境中，通过使用激光器在碳前体材料上直接激光写入制备的三维多孔石墨烯材料。激光加工允许精确控制散热片的几何形状和尺寸，这对于小型或特殊形状的电子设备尤其重要。与传统的二维石墨烯相比，lig具有优异的导电性、导热性、化学稳定性、超高的比表面积以及高孔隙率。由于lig的多孔结构和优异的导热性，所以使用lig制作出来的散热片具有较好的散热性能。

4、因此，亟需制造出一种激光诱导石墨烯的散热片及其加工方法解决现有技术的不足之处。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种激光诱导石墨烯的散热片及其加工方法。

2、为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

3、提供一种激光诱导石墨烯的散热片，包括由致密化的激光诱导石墨烯材料制作而成的基底和设置在所述基底上的多个呈阵列分布的圆锥形鳍片，且所述圆锥形鳍片是由具有多孔结构的激光诱导石墨烯材料制作而成的。

4、优选的，多个所述圆锥形鳍片等距离阵列分布且互不接触，且相邻的两个所述圆锥形鳍片的距离为2mm。

5、本发明还提供一种激光诱导石墨烯的散热片的加工方法，包括：

6、s1，提供一特定形状的模具，将聚酰亚胺溶液倒入所述模具中；

7、s2，对所述模具中的聚酰亚胺溶液进行高温固化形成聚酰亚胺固体；其中，所述聚酰亚胺固体包括基底和由所述基底的顶面向远离所述基底方向延伸的多个呈阵列分布的圆锥形鳍片；

8、s3，从所述模具中取出所述聚酰亚胺固体，并使用三维扫描仪对所聚酰亚胺固体进行扫描，获得所述聚酰亚胺固体的三维点云数据，并将所述聚酰亚胺固体的三维点云数据导入至激光加工设备；其中，所述激光加工设备包括激光器、ccd摄像头、三维振镜、固定夹具以及可移动加工平台；所述聚酰亚胺固体的三维点云数据导入至所述三维振镜；

9、s4，将所述聚酰亚胺固体固定于所述固定夹具，将所述激光器的加工参数设置为预设参数，使用设置为预设参数的所述激光器对所述基底的底面进行多次扫描直至所述基底的底面完全转化为激光诱导石墨烯，形成激光诱导石墨烯基底；其中，所述激光器每次扫描所述基底的底面完成后，均需调节所述ccd摄像头向下移动1mm，用以增加1mm的离焦量；

10、s5，使用设置为预设参数的所述激光器扫描所述激光诱导石墨烯基底的底面；在扫描完成后的所述激光诱导石墨烯基底的底面涂上一层pi溶液后进行高温固化；使用设置为预设参数的所述激光器对高温固化后的所述激光诱导石墨烯基底的底面进行多次扫描直至所述激光诱导石墨烯基底的底面转化成致密化的激光诱导石墨烯，形成致密化激光诱导石墨烯基底；

11、s6，使用设置为预设参数的所述激光器依据所述三维振镜中的所述三维点云数据对所述致密化激光诱导石墨烯基底的顶面和圆锥形鳍片进行扫描直至所述致密化激光诱导石墨烯基底的顶面和所述圆锥形鳍片表面转化为具有多孔结构的激光诱导石墨烯。

12、优选的，所述s3中，使用三维扫描仪对所聚酰亚胺固体进行扫描，获得所述聚酰亚胺固体的三维点云数据,具体包括如下步骤：

13、s31，对所述三维扫描仪进行校准工作；

14、s32，在所述聚酰亚胺固体表面涂覆一层显影剂；

15、s33，使用校准后的所述三维扫描仪对准表面涂覆一层显影剂的所述聚酰亚胺固体且按下开始按钮；

16、s34，环绕所述聚酰亚胺固体进行360度移动扫描，获得所述聚酰亚胺固体的初始点云数据；

17、s35，对所述初始点云数据进行除燥处理和平滑处理，获得所述聚酰亚胺固体的所述三维点云数据。

18、优选的，所述三维扫描仪的测量速率为2100000次测量/秒，所述三维扫描仪的分辨率最高为0.02mm，所述三维扫描仪的精度为0.02mm至0.03mm,所述三维扫描仪的体积精度为0.05mm+0.020mm/m和0.015mm+0.035mm/m。

19、优选的，所述预设参数包括激光功率、激光扫描次数和激光扫描速度，且所述激光功率设置为2.9w，所述激光扫描次数设置为1次，所述激光扫描速度设置为250mm/s。

20、优选的，所述模具底部的长和宽为50mm，所述模具底部的高为5mm；所述圆锥形鳍片的底圆直径为6mm，所述圆锥形鳍片的高度为10mm。

21、优选的，所述s2中，对所述模具中的聚酰亚胺溶液进行高温固化形成聚酰亚胺固体，具体包括：

22、s21，将盛有所述聚酰亚胺溶液的所述模具放置于真空干燥箱中进行抽真空处理，用以除去所述聚酰亚胺溶液中的空气；

23、s22，将抽真空处理后的所述聚酰亚胺溶液进行加热固化形成所述聚酰亚胺固体。

24、优选的，所述s5中，在扫描完成后的所述激光诱导石墨烯基底的底面涂上一层pi溶液后进行高温固化，具体包括：

25、s51，使用滴管吸取pi溶液均匀的滴在所述激光诱导石墨烯基底的底面；

26、s52，将滴有pi溶液的所述激光诱导石墨烯基底放置于真空干燥箱中进行抽真空处理；

27、s53，将抽真空处理后的所述激光诱导石墨烯基底进行加热固化，以使所述pi溶液固化在所述激光诱导石墨烯基底的底部。

28、与相关技术相比，本发明提供的一种激光诱导石墨烯的散热片，包括由致密化的激光诱导石墨烯材料制作而成的基底和设置在所述基底上的多个呈阵列分布的圆锥形鳍片，且所述圆锥形鳍片是由具有多孔结构的激光诱导石墨烯材料制作而成的。通过致密化的激光诱导石墨烯材料制成的基底具有高的热导系数，使得所述激光诱导石墨烯的散热片吸收热量、传导热量的性能优异；通过在所述圆锥形鳍片的表面设置多孔结构，当热量通过多孔结构时，热量可以被吸收或者反射出去，从而提高了所述激光诱导石墨烯的散热片的散热效果。