[發(fā)明專利]一種高導熱低熱阻界面材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010583655.8
• 申請日: 2010-12-12
• 公開（公告）號: CN102051157A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 華云峰;李爭顯;杜明煥;杜繼紅;李宏戰(zhàn);王彥峰
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;B32B15/01
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發(fā)明屬于導熱界面材料技術領域，具體涉及一種高導熱低熱阻界面材料。

背景技術

填補大功率發(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熱界面材料。

導熱界面材料可由有機物基質和導熱填料等組成，有機物呈流體狀態(tài)時稱之為導熱膠，如公開號為CN?101319775A、CN?1517426A、CN101503603A的發(fā)明專利，有機物呈固體狀態(tài)時可稱之為導熱片，如公開號為CN?1968810A、CN?1798816A、CN?1467833A的發(fā)明專利。由于這類導熱膠(或導熱片)采用有機物作基質，導熱填料難以形成網(wǎng)狀聯(lián)通結構，致使導熱系數(shù)較低，一般小于25W/m·k。

授權公告號為CN?2358558Y的實用新型、公開號為CN?1622879A的發(fā)明專利采用石墨片作為導熱界面材料，由于石墨片導熱系數(shù)相對較低(26W/m·k)且厚度較大(50μm以上)，不具備高導熱低熱阻特征。

公開號為CN?101420835A、CN?101022712A、CN?1625607A的發(fā)明專利采用熔點為55-85℃的銦合金箔作為導熱界面材料。銦合金箔厚度可達20μm以下，同時其硬度很低，可在壓力作用下通過形變填補接觸界面的微小空隙，因此，銦合金箔作為導熱界面材料具有高導熱低熱阻特征。然而，銦合金箔熔點較低，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熱膠作為導熱界面材料。盡管形狀記憶合金箔的厚度較低(0.1μm～2μm)且導入系數(shù)較高，但復合了接觸界面微小空隙形狀匹配的導熱膠后，形狀記憶合金箔與導熱膠形成串聯(lián)結構，如上所述，由于導熱膠導熱系數(shù)較低，形狀記憶合金箔對導熱無明顯貢獻，故該導熱界面材料的導熱系數(shù)較低。公開號為CN?1606901A的發(fā)明專利采用兩金屬箔層之間設置一相變化箔層的多層金屬箔作為導熱界面材料。其采用低熔點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)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種高導熱、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。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種高導熱低熱阻界面材料，其特征在于，該界面材料包括第一導熱金屬箔，設置于所述第一導熱金屬箔的一個或兩個表面上的第二導熱泡沫金屬箔；所述高導熱低熱阻界面材料的導熱系數(shù)為30W/m·k～335W/m·k，在25psi～50psi壓力下的熱阻為8.9×10^-10℃·m²/W～9.3×10^-7℃·m²/W。

上述的一種高導熱低熱阻界面材料，所述第一導熱金屬箔為質量純度大于97％的金、銀、銅、鋁、鋅或錫。

上述的一種高導熱低熱阻界面材料，所述第一導熱金屬箔的厚度為0.1μm～10μm。

上述的一種高導熱低熱阻界面材料，所述第二導熱泡沫金屬箔為質量純度大于97％的金、銀、銅、鋁、鋅或錫。

上述的一種高導熱低熱阻界面材料，所述第二導熱泡沫金屬箔的厚度為0.1μm～10μm，孔隙率為1％～40％。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明的高導熱低熱阻界面材料為純金屬，不含有機物，導熱系數(shù)高(30W/m·k～335W/m·k)；金屬箔厚度低且可通過第二導熱泡沫金屬箔的形變實現(xiàn)對接觸界面微小空隙的填補，熱阻低(在25psi～50psi壓力下的熱阻為8.9×10^-10℃·m²/W～9.3×10^-7℃·m²/W)；金屬箔材料的熔點高于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。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1界面材料的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例2界面材料的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例3界面材料的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1