[發明專利]散熱涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201610686255.7
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN108299933A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 賴中平;張國興;陳家慶;柯文傑
• 申請（專利權）人: BGT材料有限公司
• 主分類號: C09D7/62
• 分類號: C09D7/62
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供一種散熱涂層及其制備方法，其中散熱涂層的組成物包括：黏結劑和散熱填料，所述散熱填料是一種具有金屬內核而且具有高表面面積的多孔性氧化物或氫氧化物外殼的金屬粒子，本發明散熱涂層可應用于例如但不限于燈絲、散熱鰭片、外殼和握把這些裝置的表面，所述裝置的材質可以是塑料、陶瓷、金屬及其復合材料；本發明散熱涂層能夠通過熱對流和熱傳導的方式，提高所述裝置的散熱率。

技術領域

本發明涉及一種散熱材料，特別是使用一種具有金屬內核而且具有高表面面積的多孔性氧化物或氫氧化物外殼的金屬粒子作為散熱填料的散熱涂層及其制備方法。

背景技術

電子裝置在運作時會產生熱，這是因為電流通過電路的阻抗而產生的熱，例如電流通過電阻而發熱；隨著電子裝置的功率不斷提高，以及電子裝置的體積愈來愈小，所產生的熱也愈來愈大，眾所周知熱會對電子裝置造成不良的影響并且產生許多問題，例如嚴重損害電子裝置的安全性、效能和可靠度。

目前已知的散熱方式可以依據熱的傳播方式區分為三種，分別是熱傳導(Conduction)、熱對流(Convention)和熱輻射(Radiation)。其中熱傳導是通過物質的分子中的晶格的振動，或通過自由電子的運輸，使熱量從物體的高溫部位向低溫部位傳遞的過程，其中又以固體物質和固體物質之間的熱傳導現象最為明顯，金屬具有所有固體物質中最好的熱傳導效果。

由于熱量會改變流體的密度，吸收熱量的流體會因為密度變低而上升，使得附近密度較高的流體移動過來填補，這種通過流體的流動而傳播熱量的現象即為熱對流，因此，熱對流主要是通過流體(包括液體和氣體)的分子的移動實現熱量的傳播。

熱輻射是以電磁波的形式傳播熱量，而且不需要通過任何的物質就可以進行熱量的傳播，因此在真空環境也能通過熱輻射進行熱量的傳播。

為了避免過多的熱量對電子裝置的零件造成損害，以及不影響電子裝置的效能，散熱涂層成為提高散熱率的有效的方法，已公開的專利例如美國專利US20070249755A1“Thermally Conductive Composition”以及中國專利CN102181212A“一種散熱材料及其制備方法”提出了用于涂布在散熱鰭片的高效能熱傳導材料或是高效的紅外線輻射粉末，上述二件已公開的專利技術主要是通過熱傳導和熱輻射的方式進行散熱，并且通過所述的材料提高冷卻或散熱的能力。例如其中的中國專利CN102181212A公開的一種散熱材料，其中含有遠紅外發射率大于0.80或導熱系數大于5W/m.K的混合材料。

關于熱對流的散熱方式，增加熱源和流體接觸的散熱面積可以有效提高熱對流的散熱效果，已知通過熱對流方式進行散熱的方式主要是使用金屬制的鰭片或是框架結構，增加熱源和流體接觸的散熱面積，例如已公開的歐盟專利EP0559092 A1“Metal foam heatdissipator”，公開了一種可以和散熱器組成作為散熱鰭片的金屬框架，其中金屬框架被直接貼附在金屬制的散熱器的表面，但是這種設計因為接觸面存在微小的空間和使用了低導熱系數的黏膠，而會有較大的接觸熱阻介于金屬散熱器和金屬框架的接觸面；已公開的中國專利CN102368482A“多孔金屬結構的高效散熱器”，同樣公開了一種將金屬框架和散熱器整合在一起的技術，但在實務上如何整合并且確保其完整性，在實務上仍是一項挑戰。

在較早由本發明申請人提出的發明專利申請案(AMP07668&AMP07583)之中，提出了使用一種含有石墨烯(graphene)和六方氮化硼(hBN，hexagon BoronNitride)的墨水涂布于熱源的表面，用以提高散熱率的技術。在上述的二件發明專利中，薄片狀的石墨烯和六方氮化硼可視為一種圍繞在熱源之外的微小鰭片，用以增加熱源的表面積，而這種涂布于熱源的表面含有石墨烯和六方氮化硼的墨水，可以顯著地提高熱對流的散熱率。