專利名稱：熱介面材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱介面材料制備方法，尤其涉及一種具有相變功能的熱介面材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體器件集成工藝快速發(fā)展，半導(dǎo)體器件的集成化程度愈來愈高，而器件體積卻變得愈來愈小，其散熱成為一個愈來愈重要的問題，其對散熱的要求也愈來愈高。為了滿足這些需要，各種散熱方式被大量運(yùn)用，如利用風(fēng)扇散熱、水冷輔助散熱和熱管散熱等方式，并取得一定散熱效果，但由于散熱器與半導(dǎo)體集成器件的接觸介面并不平整，一般相互接觸只有不到2％面積，沒有理想的接觸介面，從根本上極大地影響了半導(dǎo)體器件向散熱器進(jìn)行熱傳遞的效果，因此在散熱器與半導(dǎo)體器件的接觸介面間增加一導(dǎo)熱系數(shù)較高的熱介面材料來增加介面的接觸程度就顯得十分必要。
傳統(tǒng)的熱介面材料將一些導(dǎo)熱系數(shù)較高的顆粒分散到聚合物材料中形成復(fù)合材料，如石墨、氮化硼、氧化硅、氧化鋁、銀或其它金屬等。此種材料的導(dǎo)熱性能在很大程度上取決于聚合物基體的性質(zhì)。以相變材料為基體的復(fù)合熱介面材料，因其使用時發(fā)生相變，具有良好的吸熱性能，且使用狀態(tài)為液態(tài)，能與熱源表面充分接觸故接觸熱阻較小，應(yīng)用十分廣泛。
然而，對于不同工作溫度的散熱需求，需要具有各種不同相變溫度的熱介面材料。若無法提供具有與工作溫度相適宜的相變溫度的熱介面材料，而采用相變溫度與工作溫度相差較大的熱介面材料，則無法完全發(fā)揮相變熱介面材料的優(yōu)勢，從而無法獲得較佳的散熱效果。
有鑒于此，提供一種具有可預(yù)定相變溫度的熱介面材料及其制備方法實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實(shí)施例說明一種熱介面材料。
以及通過實(shí)施例說明一種熱介面材料制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種熱介面材料，其包括按預(yù)定比例混合的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG，分子式為HO(CH2CH2O)nH)的混合物。
所述混合物的相變溫度范圍為4～63℃。
優(yōu)選，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000。
優(yōu)選，所述聚乙二醇包括PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。
優(yōu)選，所述熱介面材料還進(jìn)一步包括散布于所述聚乙二醇的混合物中的高導(dǎo)熱微粒。
所述高導(dǎo)熱微粒包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。
優(yōu)選，所述高導(dǎo)熱微粒的粒徑范圍為1納米～100納米。
以及，提供一種熱介面材料制備方法，其包括下述步驟提供預(yù)定比例的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇；混合所述聚乙二醇，形成熱介面材料。
優(yōu)選，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000。
優(yōu)選，所述聚乙二醇包括PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。
所述熱介面材料的相變溫度范圍為4～63℃。
優(yōu)選，混合所述聚乙二醇時可進(jìn)一步將所述聚乙二醇加熱至相變溫度以上。
優(yōu)選，所述熱介面材料制備方法還進(jìn)一步包括在所述熱介面材料中添加高導(dǎo)熱微粒。
所述高導(dǎo)熱微粒包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。
優(yōu)選，所述高導(dǎo)熱微粒的粒徑范圍為1納米～100納米。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例中熱介面材料的相變溫度可根據(jù)具有不同相變溫度的聚乙二醇的預(yù)定比例決定，可根據(jù)需要提供具有所需相變溫度的熱介面材料，從而避免因無法提供具有與工作溫度相適宜的相變溫度的熱介面材料，而無法獲得較佳散熱效果的情形。另，本實(shí)施例中還添加納米級高導(dǎo)熱微粒，可利用高導(dǎo)熱材料的性質(zhì)進(jìn)一步提升導(dǎo)熱性能。

圖1為本技術(shù)方案實(shí)施例中的熱介面材料示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參閱圖1，本技術(shù)方案結(jié)合實(shí)施例提供一種熱介面材料10，其包括按預(yù)定比例混合的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇(未標(biāo)示)的混合物11；以及散布于所述聚乙二醇的混合物11中的高導(dǎo)熱微粒12。
所述混合物11的相變溫度范圍為4～63℃。
優(yōu)選，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000。
優(yōu)選，所述聚乙二醇包括PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。
所述PEG-400為平均分子量380～420的聚乙二醇，其相變溫度為4～8℃；所述PEG-600為平均分子量570～630的聚乙二醇，其相變溫度為20～25℃；所述PEG-1500為平均分子量1350～1650的聚乙二醇，其相變溫度為41～46℃；所述PEG-4000為平均分子量3400～4200的聚乙二醇，其相變溫度為54～58℃；所述PEG-6000為平均分子量5400～7800的聚乙二醇，其相變溫度為56～63℃。
所述高導(dǎo)熱微粒12包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。
優(yōu)選，所述高導(dǎo)熱微粒12的粒徑范圍為1納米～100納米。
本實(shí)施例提供的熱介面材料10中，所述聚乙二醇的混合物的質(zhì)量百分比為80％的PEG-1500及20％的PEG-4000，所述混合物的相變溫度為42～43℃。在另一實(shí)施例中，所述聚乙二醇的混合物的質(zhì)量百分比為60％的PEG-1500以及40％的PEG-4000，所述混合物的相變溫度為47℃。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，還可根據(jù)所需調(diào)整所述混合物的組份及各組份的含量，以獲取具有所需相變溫度的熱介面材料。
請參閱圖1，本技術(shù)方案還提供一種熱介面材料10的制備方法，其包括下述步驟步驟(a)，提供預(yù)定比例的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇；步驟(b)，混合所述聚乙二醇，形成熱介面材料10。
本技術(shù)方案結(jié)合實(shí)施例對各步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
步驟(a)，提供預(yù)定比例的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇。所述聚乙二醇因分子量大小不同，具有不同的相變溫度；根據(jù)最終所需的熱介面材料的相變溫度，選擇所需聚乙二醇組份并確定各組份的質(zhì)量百分比。優(yōu)選，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000，如PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。本實(shí)施例中，需形成相變溫度為42～43℃的熱介面材料，可提供質(zhì)量比為4∶1的PEG-1500及PEG-4000。在另一實(shí)施例中，欲形成相變溫度為47℃的熱介面材料，可提供質(zhì)量比為3∶2的PEG-1500及PEG-4000。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，還可采用PEG-1500及PEG-6000或采用PEG-400、PEG-1500及PEG-4000等等，各組份的質(zhì)量比也可隨之調(diào)整。
步驟(b)，混合所述聚乙二醇，形成熱介面材料10。將步驟(a)提供的各聚乙二醇組份混合，從而形成以聚乙二醇混合物11為材料的熱介面材料10。為確保各組份混合均勻，可在混合所述聚乙二醇時對其進(jìn)行加熱，加熱溫度高于各組份的相變溫度，以使各組份均處于液態(tài)，具有良好的流動性。當(dāng)各組份混合均勻后，冷卻所述混合物11形成熱介面材料10。本實(shí)施例中，將質(zhì)量比為4∶1的PEG-1500及PEG-4000加熱至70℃下，進(jìn)行攪拌混合，以形成混合物11；然后使所述混合物11自然冷卻至室溫(25℃)，以形成熱介面材料10。在其它實(shí)施例中，也可對所述加熱混合形成的混合物11采用主動冷卻方式冷卻，如風(fēng)冷。當(dāng)然，當(dāng)所混合的各組份的相變溫度均小于室溫(25℃)時，如混合PEG-400及PEG-600時，則無須額外進(jìn)行加熱，混合均勻后，即形成熱介面材料。
本技術(shù)方案還可進(jìn)一步在所述熱介面材料10中混入高導(dǎo)熱材料微粒13，以進(jìn)一步增加所述熱介面材料10的導(dǎo)熱性能。本實(shí)施例中將所述熱介面材料10在星式混合器中混入粒徑范圍為1納米～100納米的高導(dǎo)熱微粒13，然后進(jìn)行均勻混合。所述高導(dǎo)熱材料包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可在所述各聚乙二醇組份混合時加入所述高導(dǎo)熱微粒13。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例中熱介面材料的相變溫度可根據(jù)具有不同相變溫度的聚乙二醇的預(yù)定比例決定，可根據(jù)需要提供具有所需相變溫度的熱介面材料，從而避免因無法提供具有與工作溫度相適宜的相變溫度的熱介面材料，而無法獲得較佳散熱效果的情形。另，本實(shí)施例中還添加納米級高導(dǎo)熱微粒，可利用高導(dǎo)熱材料的性質(zhì)進(jìn)一步提升導(dǎo)熱性能。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱介面材料，其包括按預(yù)定比例混合的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的熱介面材料，其中，所述混合物的相變溫度范圍為4～63℃。
3.如權(quán)利要求1所述的熱介面材料，其中，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000。
4.如權(quán)利要求3所述的熱介面材料，其中，所述聚乙二醇包括PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的熱介面材料，其中，所述熱介面材料還進(jìn)一步包括散布于所述混合物中的高導(dǎo)熱微粒。
6.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其中，所述高導(dǎo)熱金屬微粒包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。
7.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其中，所述高導(dǎo)熱金屬微粒的粒徑范圍為1納米～100納米。
8.一種熱介面材料制備方法，其包括下述步驟提供預(yù)定比例的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇；混合所述聚乙二醇，形成熱介面材料。
9.如權(quán)利要求8所述的熱介面材料制備方法，其中，所述熱介面材料的相變溫度范圍為4～63℃。
10.如權(quán)利要求8所述的熱介面材料制備方法，其中，所述聚乙二醇分子量范圍為400至6000。
11.如權(quán)利要求8所述的熱介面材料制備方法，其中，所述聚乙二醇包括PEG-400、PEG-600、PEG-1500、PEG-4000、PEG-6000。
12.如權(quán)利要求8所述的熱介面材料制備方法，其中，所述熱介面材料制備方法進(jìn)一步包括在混合所述聚乙二醇時將所述聚乙二醇加熱至相變溫度以上。
13.如權(quán)利要求8至11中任意一項(xiàng)所述的熱介面材料制備方法，其中，所述熱介面材料制備方法還進(jìn)一步包括在所述熱介面材料中添加高導(dǎo)熱微粒。
14.如權(quán)利要求13所述的熱介面材料制備方法，其中，所述高導(dǎo)熱金屬微粒包括銀、氮化硼、氧化鋅、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅或碳化鋁。
15.如權(quán)利要求13所述的熱介面材料制備方法，其中，所述高導(dǎo)熱金屬微粒的粒徑范圍為1納米～100納米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱介面材料，其包括按預(yù)定比例混合的至少兩種具有不同相變溫度的聚乙二醇的混合物。本發(fā)明還提供所述熱介面材料的制備方法。
文檔編號C09K5/00GK1872942SQ20051003510
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者蕭博元 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司