專利名稱：導(dǎo)熱膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種熱界面材料，特別涉及一種具有導(dǎo)熱性填充物的導(dǎo)熱膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的密集化及微型化程度越來越高，電子元件變得更小并且以更高速度運行，使其對散熱的要求越來越高。因此，為盡快將熱量從熱源散發(fā)出去，在電子元件表面安裝一散熱裝置成為業(yè)內(nèi)普遍的做法，其利用散熱裝置材料的高熱傳導(dǎo)性能，將熱量迅速向外部散發(fā)，但是，散熱裝置和熱源表面的接觸界面經(jīng)常存在一定間隙，使散熱裝置和熱源表面未能緊密接觸，成為散熱裝置散熱的一大缺陷。針對散熱裝置和熱源表面的接觸問題，業(yè)內(nèi)應(yīng)對辦法一般是在電子元件和散熱裝置的間添加一導(dǎo)熱材料，以提高電子元件和散熱裝置之間的熱傳導(dǎo)效率。
通常，用在發(fā)熱電子元件上幫助散熱的導(dǎo)熱材料可分為以下幾種類型第一類是陶瓷導(dǎo)熱膠材，是以陶瓷墊片作為導(dǎo)熱墊片，以云母及石墨等片狀為主，使用時導(dǎo)熱片兩面需涂抹導(dǎo)熱膏，以降低界面阻抗，缺點是容易破碎，不利裁切。
第二類是導(dǎo)熱墊片，是將導(dǎo)熱高分子材料涂刮在玻纖布上所制成的導(dǎo)熱墊片，玻纖布具有高抗張強度及柔軟性等優(yōu)點，容易裁切不易破碎，缺點是玻纖布厚度大于0.05mm，加上涂刮的高分子材料總厚度無法小于0.1mm，所以熱阻抗值較高，目前應(yīng)用在低發(fā)熱元件上。
第三類是導(dǎo)熱膠，是以液態(tài)高分子中添加陶瓷粉末、石墨或金屬粉，做成液態(tài)或半固態(tài)的導(dǎo)熱膠，這類材料的優(yōu)點為熱阻抗值低，傳熱效果好，其缺點是使用時容易污染電子元件和電路板，且在高溫下有干化及揮發(fā)小分子物質(zhì)的可能。
第四類是低熔點金屬導(dǎo)熱片，是利用熔點低于100℃的低熔點合金涂布在金屬箔的兩面所制成的導(dǎo)熱材料，因為低熔點合金的強度及延展性遠小于一般金屬材料，附著在金屬箔上方能成型。這種材料的缺點是合金熔化后附著力變小，受壓后容易外滲，會導(dǎo)致散熱性能降低，穩(wěn)定性差以及無法重復(fù)利用等缺陷。
現(xiàn)有技術(shù)提供一種導(dǎo)熱膠，其是通過在較高熔點導(dǎo)熱膠材中直接添加鋁、銀、銅、鎂等導(dǎo)熱劑，以增加導(dǎo)熱效果。由于該導(dǎo)熱膠材熔點較高，在使用時不會熔化，因此該導(dǎo)熱膠在使用時不會污染電子元件。但其內(nèi)部導(dǎo)熱填充劑所占比例較少，導(dǎo)致該導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱性能較低。然而，當(dāng)導(dǎo)熱填充物所占比率變高時，導(dǎo)熱膠的粘度急劇上升，最后導(dǎo)致導(dǎo)熱膠喪失流動性，如此，在導(dǎo)熱膠制造過程中將使導(dǎo)熱填充物和基體無法均勻混合，導(dǎo)致導(dǎo)熱填充物彼此間產(chǎn)生間隙，造成導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱性能下降，增加界面熱阻。
有鑒在此，提供一種界面熱阻小，導(dǎo)熱效率高的導(dǎo)熱膠的制備方法及由該方法制得的導(dǎo)熱膠實為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實施例說明一種界面熱阻小，導(dǎo)熱效率高的導(dǎo)熱膠的制備方法。
以及通過實施例說明一種采用上述方法制得的導(dǎo)熱膠。
為實現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種導(dǎo)熱膠的制備方法，其可包括以下步驟提供重量比為1∶1～1∶19的基體和導(dǎo)熱填充物以及適量溶劑；將所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合形成一混合液；將所述混合液過濾、干燥，得到一導(dǎo)熱膠。
所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在混合器中混合時，先將基體和溶劑混合。
所述基體和溶劑重量比為2∶1～1∶20。
優(yōu)選地，所述基體和溶劑重量比為1∶10。
所述基體和導(dǎo)熱填充物重量比為1∶3～1∶10。
所述混合液的干燥溫度為40℃～110℃。
所述混合器為三滾筒混合器、行星式混合器或研磨機。
所述基體為聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂中的一種或幾種的混合物。
所述導(dǎo)熱填充物為銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物。
所述溶劑為乙醚、甲苯、丙酮、丁酮、乙酸丁脂中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地，所述溶劑為乙醚、甲苯。
以及，一種導(dǎo)熱膠，其包括一基體以及均勻分散在基體中的導(dǎo)熱填充物，所述導(dǎo)熱填充物占整個導(dǎo)熱膠的重量分?jǐn)?shù)為50～95％。
所述基體為聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂中的一種或幾種的混合物。
所述導(dǎo)熱填充物為銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物。
所述導(dǎo)熱膠厚度范圍為1微米～100微米。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例提供的導(dǎo)熱膠的制備方法，在基體和導(dǎo)熱填充物混合過程中利用溶劑稀釋基體，減少基體在混合過程中局部濃度過大的現(xiàn)象，避免導(dǎo)熱填充物含量增大導(dǎo)致導(dǎo)熱膠粘度急劇上升現(xiàn)象，使得基體和導(dǎo)熱填充物更加充分均勻地混合，以獲得導(dǎo)熱填充物均勻分布的導(dǎo)熱膠。本實施例提供的導(dǎo)熱膠中導(dǎo)熱填充物所占重量比很高，且導(dǎo)熱填充物均勻分布在基體內(nèi)，可在導(dǎo)熱界面間形成大面積物理接觸，避免過多熱阻產(chǎn)生，極大地減小導(dǎo)熱界面間熱阻，提高導(dǎo)熱效率。

圖1是本技術(shù)方案實施例所提供的導(dǎo)熱膠的制備方法流程圖。
圖2是本技術(shù)方案實施例所提供的導(dǎo)熱膠的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本技術(shù)方案作進一步詳細說明。
請參閱圖1，為本技術(shù)方案提供的導(dǎo)熱膠的制備方法，其包括以下步驟提供預(yù)定比例的基體、導(dǎo)熱填充物和適量溶劑，使得基體和導(dǎo)熱填充物比例達1∶1～1∶19；將所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合，形成一混合液；將所述混合液過濾、干燥，即得到一導(dǎo)熱膠。下面再結(jié)合實施例對技術(shù)方案提供的導(dǎo)熱膠制備方法作詳細說明。
步驟100提供重量比為1∶1～1∶19的基體和導(dǎo)熱填充物以及適量溶劑。所述基體可選自一高分子材料或幾種高分子材料的混合物，如聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂等材料中的一種或幾種的混合物。所述導(dǎo)熱填充物可選自一具有良好導(dǎo)熱性能的材料或多種導(dǎo)熱材料的混合物，如銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物。所述溶劑可為乙醚、甲苯、丙酮、丁酮、乙酸丁脂等有機溶劑，也可以是這些有機溶劑的混合溶液，優(yōu)選地，所述溶劑為乙醚、甲苯。本實施例中使用硅油作為基體，氧化鋁作為導(dǎo)熱填充物，甲苯作為溶劑。
在本步驟中，所述基體和溶劑的重量比可為2∶1～1∶20，本實施例采用基體和溶劑重量比為1∶10，即硅油和甲苯的重量比為1∶10，例如將100份重量的硅油混在1000份重量的甲苯中。所述基體和導(dǎo)熱填充物重量比為1∶1～1∶19，優(yōu)選地，所述基體和導(dǎo)熱填充物重量比為1∶3～1∶10，本實施例采用基體和導(dǎo)熱填充物重量比為1∶9，即硅油和氧化鋁重量比為1∶9，例如用100份重量的硅油和900份重量的氧化鋁。
步驟200將所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合形成一混合液。本實施例將100份重量的硅油和1000份重量的甲苯先混合，組成硅油和甲苯混合溶液，由于硅油和甲苯能互溶，因此它們先混合后再將氧化鋁添加到上述混合溶液時，有利在硅油均勻分布，再將混有氧化鋁、硅油和甲苯的混合液一起放入一混合器中混合，其中該混合器可為三滾筒混合器、行星式混合器以及研磨機等，優(yōu)選地，使用研磨機，如球磨機等。本實施例使用球磨機作為混合器，對混有氧化鋁、硅油和甲苯的混合液進行研磨混合。使硅油和氧化鋁充分混合。
步驟300將步驟200形成的混合液過濾、干燥，得到導(dǎo)熱膏。本實施例中，先用一濾網(wǎng)從球磨機研磨后的混合液中分離出球磨機中的滾珠，然后對分離后的混合液進行干燥處理，以除去溶劑，即除去甲苯。上述干燥過程中的溫度可根據(jù)基體材料的沸點不同，使用40℃～110℃范圍的溫度干燥，本實施例中采用干燥溫度為60℃。
請參閱圖2，為依本發(fā)明制備方法所制得的導(dǎo)熱膠的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例提供的導(dǎo)熱膠1包括一基體2以及均勻分散在基體中的導(dǎo)熱填充物3，所述導(dǎo)熱填充物3占整個導(dǎo)熱膠1的重量分?jǐn)?shù)為50～95％。
所述基體2可選自一高分子材料或幾種高分子材料的混合物，如聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂等材料中的一種或幾種的混合物。
所述導(dǎo)熱填充物3可選自一具有良好導(dǎo)熱性能的材料或多種導(dǎo)熱材料的混合物，如銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選地，為所述各種材料的粉末。
所述導(dǎo)熱膠1厚度范圍為1微米～100微米。
本實施例提供的導(dǎo)熱膠的制備方法，在基體和導(dǎo)熱填充物混合過程中利用溶劑稀釋基體，減少基體在混合過程中局部濃度過大的現(xiàn)象，同時降低導(dǎo)熱膠的粘度，避免導(dǎo)熱填充物含量增大導(dǎo)致導(dǎo)熱膠粘度急劇上升現(xiàn)象，使得基體和導(dǎo)熱填充物更加均勻混合，從而使得導(dǎo)熱填充物在導(dǎo)熱膠中均勻分布，極大地減小導(dǎo)熱界面間熱阻。本實施例提供的導(dǎo)熱膠包括重量比很高的導(dǎo)熱填充物，且導(dǎo)熱填充物均勻分布在基體內(nèi)，可在導(dǎo)熱界面間形成大面積物理接觸，避免過多熱阻產(chǎn)生，極大地減小導(dǎo)熱界面間熱阻，因而，實現(xiàn)具有均勻分布的導(dǎo)熱填充物，界面熱阻小，導(dǎo)熱效率高的導(dǎo)熱膠。
可以理解的是，對在本領(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)思做出其它各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱膠的制備方法，其包括以下步驟提供重量比為1∶1～1∶19的基體和導(dǎo)熱填充物以及適量溶劑；將所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合，形成一混合液；將所述混合液過濾、干燥，即得到一導(dǎo)熱膠。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述基體和溶劑重量比為2∶1～1∶20。
3.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述基體和溶劑重量比為1∶10。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述基體和導(dǎo)熱填充物重量比為1∶3～1∶10。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述干燥溫度為40℃～110℃。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述混合器為三滾筒混合器、行星式混合器或研磨機。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合時，先將基體和溶劑混合。
8.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述基體為聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂中的一種或幾種的混合物。
9.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述導(dǎo)熱填充物為銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物。
10.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述溶劑為乙醚、甲苯、丙酮、丁酮、乙酸丁脂中的一種或幾種的混合物。
11.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)熱膠的制備方法，其特征在于所述溶劑為乙醚或甲苯。
12.一種導(dǎo)熱膠，其包括一基體以及均勻分散在基體中的導(dǎo)熱填充物，其特征在于所述導(dǎo)熱填充物占整個導(dǎo)熱膠的重量份數(shù)為50～95％。
13.如權(quán)利要求12所述的導(dǎo)熱膠，其特征在于所述基體為聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、硅氧烷、聚氯乙烯、氨基環(huán)氧、聚酯、丙烯酸脂、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂中的一種或幾種的混合物。
14.如權(quán)利要求12所述的導(dǎo)熱膠，其特征在于所述導(dǎo)熱填充物為銀、金、銅、鎳、鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、鋁礬土、氮化鋁、石墨、碳黑中的一種或幾種的混合物。
15.如權(quán)利要求12所述的導(dǎo)熱膠，其特征在于所述導(dǎo)熱膠厚度范圍為1微米～100微米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱膠及其制備方法，該導(dǎo)熱膠包括一基體以及均勻分散在基體中的導(dǎo)熱填充物，其中所述導(dǎo)熱填充物占整個導(dǎo)熱膠的50～95wt％。該導(dǎo)熱膠的制備方法包括以下步驟提供重量比為1∶1～1∶19的基體和導(dǎo)熱填充物，以及適量溶劑；將所述基體、導(dǎo)熱填充物和溶劑在一混合器中混合形成一混合液；將所述混合液過濾、干燥，得到一導(dǎo)熱膠。本發(fā)明提供的導(dǎo)熱膠中導(dǎo)熱填充物所占重量比高，且導(dǎo)熱填充物均勻分布在基體內(nèi)，可在導(dǎo)熱界面間形成大面積物理接觸，避免過多熱阻產(chǎn)生，極大地減小導(dǎo)熱界面間熱阻。
文檔編號C09J163/00GK1880399SQ200510035368
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者蕭博元, 何紀(jì)壯 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