專利名稱：熱介面材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電子元件散熱用的熱介面材料。
背景技術(shù)：
隨著電子信息業(yè)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品朝向更輕薄短小及多功能、更快速運(yùn)行的趨勢發(fā)展，電子元件所釋出的熱量亦隨之愈來愈多，導(dǎo)致其進(jìn)一步發(fā)展必須面臨如何降低電子元件工作溫度的瓶頸，為使高科技電子產(chǎn)品發(fā)揮應(yīng)有的功能，一般于電子元件上設(shè)置散熱器等散熱元件，將電子元件工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)走，以確保電子元件能穩(wěn)定運(yùn)行。
然而，若直接將散熱元件置于電子元件上，由于散熱元件與電子元件所接觸的接觸面并非完全平整面，故兩者貼合時(shí)，兩者的接觸面無法有效地完全接觸而存在空氣間隙，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很低，一般約0.025W/(m·℃)左右，嚴(yán)重影響整體的散熱效果，為此，一般于散熱元件與電子元件之間涂布導(dǎo)熱膏等熱介面材料，以填補(bǔ)散熱元件與電子元件之間的空氣間隙，減小介面熱阻，提升散熱效果，以保證電子元件的正常運(yùn)作。
現(xiàn)有熱介面材料一般以硅油(Silicone oil)作為基油與金屬、金屬氧化物粉末混合而成，從而使該種熱介面材料呈膏狀，可方便地印刷于散熱器等元件上，而通過金屬或金屬氧化物粉末達(dá)到導(dǎo)熱性的要求，然而受限于硅油材料本身的性質(zhì)，該種熱介面材料中金屬或金屬氧化物所占的比例有限，粉末與粉末之間存在間隙，影響導(dǎo)熱性能，而隨著現(xiàn)今電子產(chǎn)品的運(yùn)行速度越來越高，必然要求提供一種性能更加優(yōu)良的熱介面材料，以減小電子元件與散熱元件之間的介面熱阻，保證電子元件的安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種改進(jìn)性能的熱介面材料。
該種熱介面材料，包括基油及填充物粉末，所述基油為季戊四醇油酸酯。
該種熱介面材料通過季戊四醇油酸酯的高潤滑性能，使填充物之間產(chǎn)生滑動(dòng)，提高填充物的含量，從而提升該種熱介面材料的導(dǎo)熱性能，提升散熱效果。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
該熱介面材料包括一種基油(Base Oil)及至少一種填充物粉末(Filler)。其中該填充物粉末由導(dǎo)熱性能較佳的粉末構(gòu)成，基油為季戊四醇油酸酯(Pentaerythritol oleate)，通過季戊四醇油酸酯提升所述粉末的固含量，形成具有良好導(dǎo)熱性能的熱介面材料。
季戊四醇油酸酯為季戊四醇與油酸的反應(yīng)物，呈淺黃色透明液體狀，具有良好的潤滑性能、高溫穩(wěn)定性、低揮發(fā)性、優(yōu)良的粘溫性能以及良好的低溫流動(dòng)性能，適用于作為高溫、高潤滑用油的基礎(chǔ)油。該填充物粉末可為鋁、鋅等金屬或其氧化物，當(dāng)季戊四醇油酸酯與填充物粉末相混合形成所述熱介面材料時(shí)，通過填充物粉末提供熱介面材料良好的導(dǎo)熱性能，而利用季戊四醇油酸酯較高的潤滑性能，使填充物粉末之間產(chǎn)生相對滑動(dòng)，從而使粉末與粉末之間的間隙盡量減小，使粉末之間接觸緊密，提升熱介面材料中填充物粉末的含量，增強(qiáng)熱介面材料的導(dǎo)熱性能。
如表1所示，以下分別以鋁粉(Al)、氧化鋅粉末(ZnO)及兩者的混合物作為填充物粉末為例，說明該熱介面材料的性能。
例一所示為以氧化鋅粉末作為填充物與季戊四醇油酸酯所形成的熱介面材料，其中氧化鋅粉末與基油的質(zhì)量分別為38.3112g、11.6888g，兩者的質(zhì)量比約為330∶100，氧化鋅粉末的平均粒徑約為0.4μm，其占熱介面材料的體積比約為35％，該種熱介面材料的熱阻值約為0.252℃·cm2/W。
例二所示為以鋁粉作為填充物與季戊四醇油酸酯相混合形成的熱介面材料，其中鋁粉與季戊四醇油酸酯的質(zhì)量分別為37.2928g、12.7072g，兩者的質(zhì)量比約為300∶100，鋁粉的平均粒徑約為2.0μm，其占熱介面材料的體積比約為50％，該種熱介面材料的熱阻值約為0.231℃·cm2/W。
例三揭示了季戊四醇油酸酯與鋁粉及氧化鋅粉末共同形成的熱介面材料，其中鋁粉顆粒較大，其平均粒徑約為2.0μm，氧化鋅粉末顆粒較小，其平均粒徑約為0.4μm，鋁粉的質(zhì)量為23.1476g，氧化鋅粉末的質(zhì)量小于鋁粉的質(zhì)量，僅為13.7171g，季戊四醇油酸酯的質(zhì)量為13.1353g，其與該兩種粉末的質(zhì)量比約為100∶280，該兩種粉末所占熱介面材料的體積比約為45％，該種熱介面材料的熱阻值約為0.247℃·cm2/W。
當(dāng)該填充物粉末中含有兩種或兩種以上的粉末時(shí)，一般各種粉末粒徑的選擇不同，從而小粒徑粉末可填充于大粒徑粉末之間，可更有效的彌補(bǔ)粉末間的間隙，提升填充物粉末的含量，如實(shí)施例3中，氧化鋅粉末的粒徑為0.4μm，小于鋁粉的粒徑(2.0μm)。
表1
當(dāng)填充物粉末的粒徑越小時(shí)，則粉末與粉末之間的接觸面積越大，粉末間的間隙越小，其所構(gòu)成的熱介面材料的導(dǎo)熱性能越好，一般所選用鋁粉的平均粒徑為0.1～10μm，而氧化鋅粉末的平均粒徑一般在0.1～5μm之間，為達(dá)到更好的導(dǎo)熱性能，還可選用納米粒徑的粉末。如表2所示，該填充物中還包括有粒徑為50～70nm的氧化鋅顆粒，其中每組數(shù)據(jù)所示為各種粉末的質(zhì)量比，如第1組中基油∶Al∶ZnO(0.1～1.0μm)∶ZnO(50～70nm)的質(zhì)量比為1∶1∶2∶1，其熱阻值約為0.14～0.17(℃·cm2/W)。從表2中可以看出，在添加納米氧化鋅粉末后熱介面材料的熱阻值明顯降低，而隨著填充物中鋁粉含量的增加，相應(yīng)地?zé)峤槊娌牧系臒嶙柚翟降汀?br> 表2
如上所述，填充物粉末用于提供熱介面材料的導(dǎo)熱性能，因此其含量越高熱介面材料的導(dǎo)熱性能越好，然粉末與粉末之間需緊密結(jié)合以減小粉末間的間隙，從而更利于熱量的傳導(dǎo)，相應(yīng)地則基油的含量受到限制，如果基油的含量過低，則無法使熱介面材料呈膏狀，從而不便于將其印刷于散熱器等元件上，影響熱介面材料的導(dǎo)熱性能，一般基油占該熱介面材料的質(zhì)量比控制在25％以下，其中基油與季戊四醇油酸酯的較佳比例約在1∶5～1∶12之間，其所形成的熱介面材料的導(dǎo)熱性能較佳，其導(dǎo)熱系數(shù)約為0.6～6.0(W/m·K)，其熱阻值一般在0.05～0.26(℃·cm2/W)之間，相對于現(xiàn)有的熱介面材料，其熱阻值大大減小，導(dǎo)熱性能大大提高。
權(quán)利要求
1.一種熱介面材料，包括基油及填充物粉末，其特征在于所述基油為季戊四醇油酸酯。
2.如權(quán)利要求1所述的熱介面材料，其特征在于季戊四醇油酸酯的質(zhì)量占該熱介面材料的質(zhì)量的比例小于25％。
3.如權(quán)利要求1所述的熱介面材料，其特征在于季戊四醇油酸酯與填充物粉末的質(zhì)量比為1∶2.8～1∶12。
4.如權(quán)利要求3所述的熱介面材料，其特征在于季戊四醇油酸酯與填充物粉末的質(zhì)量比為1∶5～1∶12。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的熱介面材料，其特征在于該填充物粉末包括金屬或金屬氧化物粉末。
6.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其特征在于該填充物粉末為鋁粉和氧化鋅粉末至少其中之一。
7.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其特征在于該填充物粉末包括鋁粉，所述鋁粉的平均粒徑為0.1～10μm。
8.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其特征在于該填充物粉末包括氧化鋅粉末，所述氧化鋅粉末的平均粒徑為0.1～5μm。
9.如權(quán)利要求5所述的熱介面材料，其特征在于該填充物粉末包括氧化鋅粉末，所述氧化鋅粉末為納米顆粒。
10.如權(quán)利要求9所述的熱介面材料，其特征在于氧化鋅粉末的粒徑為50nm～70nm。
全文摘要
一種熱介面材料，包括基油及填充物粉末，所述基油為季戊四醇油酸酯，從而通過季戊四醇油酸酯的高潤滑性能，使填充物之間產(chǎn)生滑動(dòng)，提高填充物的固含量，從而提升該種熱介面材料的導(dǎo)熱性能，提升散熱效果。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1978583SQ20051010233
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者鄭景太, 鄭年添 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司