專利名稱：一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)熱界面材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料。
背景技術(shù)：
填補(bǔ)大功率發(fā)熱電子元件(如LED、CPU)與散熱裝置接觸界面的微小空隙的主要 方法是使用導(dǎo)熱界面材料。導(dǎo)熱界面材料可由有機(jī)物基質(zhì)和導(dǎo)熱填料等組成，有機(jī)物呈流體狀態(tài)時(shí)稱之為導(dǎo) 熱膠，如公開號(hào)為CN 101319775A,CN 1517426A, CN101503603A的發(fā)明專利，有機(jī)物呈固體 狀態(tài)時(shí)可稱之為導(dǎo)熱片，如公開號(hào)為CN 1968810A、CN 1798816A、CN 1467833A的發(fā)明專 利。由于這類導(dǎo)熱膠(或?qū)崞?采用有機(jī)物作基質(zhì)，導(dǎo)熱填料難以形成網(wǎng)狀聯(lián)通結(jié)構(gòu)，致 使導(dǎo)熱系數(shù)較低，一般小于25W/m · k。授權(quán)公告號(hào)為CN 2358558Y的實(shí)用新型、公開號(hào)為CN 1622879A的發(fā)明專利采用 石墨片作為導(dǎo)熱界面材料，由于石墨片導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低06W/m · k)且厚度較大(50 μ m 以上)，不具備高導(dǎo)熱低熱阻特征。公開號(hào)為CN 101420835A、CN 101022712A、CN 1625607A的發(fā)明專利采用熔點(diǎn)為 55-85°C的銦合金箔作為導(dǎo)熱界面材料。銦合金箔厚度可達(dá)20 μ m以下，同時(shí)其硬度很低， 可在壓力作用下通過形變填補(bǔ)接觸界面的微小空隙，因此，銦合金箔作為導(dǎo)熱界面材料具 有高導(dǎo)熱低熱阻特征。然而，銦合金箔熔點(diǎn)較低，使用過程中面臨自熱界面熔融溢出以及蒸 發(fā)干涸從而失效的問題。公開號(hào)為CN 1684251A的發(fā)明專利采用形狀記憶合金箔及緊貼于該箔的導(dǎo)熱膠 作為導(dǎo)熱界面材料。盡管形狀記憶合金箔的厚度較低(0. Ιμπι 2μπι)且導(dǎo)入系數(shù)較高，但 復(fù)合了接觸界面微小空隙形狀匹配的導(dǎo)熱膠后，形狀記憶合金箔與導(dǎo)熱膠形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)， 如上所述，由于導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱系數(shù)較低，形狀記憶合金箔對(duì)導(dǎo)熱無明顯貢獻(xiàn)，故該導(dǎo)熱界面材 料的導(dǎo)熱系數(shù)較低。公開號(hào)為CN 1606901Α的發(fā)明專利采用兩金屬箔層之間設(shè)置一相變化 箔層的多層金屬箔作為導(dǎo)熱界面材料。其采用低熔點(diǎn)銦鉍合金作為相變化箔層以提供形狀 匹配，如上所述，由于低熔點(diǎn)銦鉍合金使用過程中面臨自熱界面熔融溢出以及蒸發(fā)干涸問 題，該導(dǎo)熱界面材料使用過程中面臨失效問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高導(dǎo)熱、低 熱阻以及使用過程中不存在自熱界面熔融溢出或蒸發(fā)干涸的界面材料。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其 特征在于，該界面材料包括第一導(dǎo)熱金屬箔，設(shè)置于所述第一導(dǎo)熱金屬箔的一個(gè)或兩個(gè)表 面上的第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔；所述高導(dǎo)熱低熱阻界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為30W/m · k 335W/ m · k，在 25psi 50psi 壓力下的熱阻為 8. 9 X IO-10oC · m2/W 9. 3 X IO-7oC · m2/W。上述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，所述第一導(dǎo)熱金屬箔為質(zhì)量純度大于97%的3金、銀、銅、鋁、鋅或錫。上述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，所述第一導(dǎo)熱金屬箔的厚度為0. ιμπι 10 μ m。上述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，所述第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔為質(zhì)量純度大于 97%的金、銀、銅、鋁、鋅或錫。上述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，所述第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔的厚度為 0. Ιμ 10 μ m，孔隙率為 40%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料為純金 屬，不含有機(jī)物，導(dǎo)熱系數(shù)高(30W/m · k 335W/m · k)；金屬箔厚度低且可通過第二導(dǎo)熱泡 沫金屬箔的形變實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸界面微小空隙的填補(bǔ)，熱阻低(在25psi 50psi壓力下的熱 阻為8. 9X10-10oC -m2/W 9. 3 X 10_7°C · m2/W)；金屬箔材料的熔點(diǎn)高于200°C，使用過程中 不存在自熱界面熔融溢出或蒸發(fā)干涸等問題。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1界面材料的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2界面材料的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3界面材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為1.5μπκ質(zhì)量純度為 99. 5%的銀箔1，和設(shè)置于所述銀箔1的一個(gè)表面上的孔隙率為5%、厚度為1. 5 μ m、質(zhì)量純 度為99. 5%的泡沫銀箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為332W/m · k，在25psi壓力下的熱阻為 7. 5 X IO-9oC · m2/W。實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為5μπκ質(zhì)量純度為 99%的鋁箔1，和設(shè)置于所述鋁箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為20%、厚度為6μπκ質(zhì)量純度 為99. 5%的泡沫錫箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為30W/m · k，在35psi壓力下的熱阻為 9. 3 X IO-7oC · m2/W。實(shí)施例3如圖3所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為9 μ m、質(zhì)量純度為 99. 5%的的金箔1，和設(shè)置于所述金箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為35%、厚度為8 μ m、質(zhì)量純 度為99. 5%的泡沫鋅箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為58W/m · k，在50psi壓力下的熱阻為 4. 1Χ1(Γ7 °C · m2/W。實(shí)施例4如圖1所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為0. 2μπκ質(zhì)量純度為 98%的銅箔1，和設(shè)置于所述銅箔1的一個(gè)表面上的孔隙率為1%、厚度為0. 2μπκ質(zhì)量純 度為98%的泡沫銅箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為335W/m · k，在25psi壓力下的熱阻為1.2 X IO-9oC · m2/W。實(shí)施例5如圖2所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為10 μ m、質(zhì)量純度為 99%的鋅箔1，和設(shè)置于所述鋅箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為40%、厚度為ΙΟμπκ質(zhì)量純度 為99. 5%的泡沫鋁箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為110W/m · k，在35psi壓力下的熱阻為2.4 X IO-7oC · m2/W。實(shí)施例6如圖3所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為9 μ m、質(zhì)量純度為 99. 9%的的錫箔1，和設(shè)置于所述錫箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為35%、厚度為5 μ m、質(zhì)量純 度為99. 9%的泡沫金箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為56W/m · k，在50psi壓力下的熱阻為3.1Χ1(Γ7°C · m2/W。實(shí)施例7如圖1所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為5μπκ質(zhì)量純度為 99%的銅箔1，和設(shè)置于所述銅箔1的一個(gè)表面上的孔隙率為1%、厚度為5μπκ質(zhì)量純 度為99%的泡沫銅箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為335W/m · k，在25psi壓力下的熱阻為8.9 X IO-10oC · m2/W。實(shí)施例8如圖2所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為0. 1 μ m、質(zhì)量純度為98.5%的鋅箔1，和設(shè)置于所述鋅箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為1%、厚度為5μπκ質(zhì)量純度 為98. 5%的泡沫鋁箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為102W/m · k，在35psi壓力下的熱阻為9.8 X IO-8oC · m2/W。實(shí)施例9如圖3所示，本實(shí)施例的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料包括厚度為6 μ m、質(zhì)量純度為99.9%的的錫箔1，和設(shè)置于所述錫箔1兩個(gè)表面上的孔隙率為35%、厚度為0. Ιμπκ質(zhì)量 純度為99. 9%的泡沫金箔2，該界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為52W/m *k，在50psi壓力下的熱阻為 9. 6 X IO-8oC · m2/W。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其特征在于，該界面材料包括第一導(dǎo)熱金屬箔(1)，設(shè) 置于所述第一導(dǎo)熱金屬箔(1)的一個(gè)或兩個(gè)表面上的第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔O)；所述高導(dǎo) 熱低熱阻界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)為30W/m · k 335W/m · k，在25psi 50psi壓力下的熱阻 為 8. 9 X IO-10oC · m2/W 9. 3 X IO-7oC · m2/W。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其特征在于，所述第一導(dǎo)熱金 屬箔(1)為質(zhì)量純度大于97%的金、銀、銅、鋁、鋅或錫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其特征在于，所述第一導(dǎo)熱金 屬箔(1)的厚度為0. 1 μ m 10 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其特征在于，所述第二導(dǎo)熱泡 沫金屬箔( 為質(zhì)量純度大于97%的金、銀、銅、鋁、鋅或錫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，其特征在于，所述第二導(dǎo)熱泡 沫金屬箔⑵的厚度為0. Iym 10 μπι，孔隙率為 40%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱低熱阻界面材料，該界面材料包括第一導(dǎo)熱金屬箔，設(shè)置于所述第一導(dǎo)熱金屬箔的一個(gè)或兩個(gè)表面上的第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔。本發(fā)明的高導(dǎo)熱低熱阻界面材料為純金屬，不含有機(jī)物，導(dǎo)熱系數(shù)高，金屬箔厚度低且可通過第二導(dǎo)熱泡沫金屬箔的形變實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸界面微小空隙的填補(bǔ)，熱阻低，金屬箔材料的熔點(diǎn)高于200℃，使用過程中不存在自熱界面熔融溢出或蒸發(fā)干涸等問題。
文檔編號(hào)C09K5/14GK102051157SQ20101058365
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月12日
發(fā)明者華云峰, 李爭(zhēng)顯, 李宏戰(zhàn), 杜明煥, 杜繼紅, 王彥峰 申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院