[發明專利]一種褶皺結構金屬基熱界面材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011584920.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN114683632A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 高靖堯;江南;林正得;代文;譚雪;呂樂
• 申請（專利權）人: 寧波材料所杭州灣研究院;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B15/06;C09K5/14;C22F1/02
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張琦

本申請公開了一種褶皺結構金屬基熱界面材料，所述褶皺結構金屬基熱界面材料的基體是由金屬箔壓延而成；所述褶皺結構金屬基熱界面材料的縱向熱導率為10～100W/mK，壓縮率10～70％。以及一種金屬基熱界面材料的制備方法，具體地，將金屬通過壓延等方法，形成厚度為10μm以下的大面積金屬箔，再對上述金屬箔施以機械力作用，使金屬箔形成褶皺結構，以構筑具有縱向可壓縮性的熱界面材料。

技術領域

本申請涉及一種熱界面材料領域。具體地，本申請涉及褶皺結構金屬基熱界面材料及其制備方法。

背景技術

市面上有許多不同的熱界面材料，包括一系列粘合劑、潤滑脂、橡膠墊、相變、碳和納米結構材料。然而，許多商用熱界面材料的主要缺點仍然是其相對較差的熱性能。這些材料通常由低導電性有機相組成，如硅脂，穿插高導電性金屬(如銀、銅)或陶瓷顆粒(如氧化鋁、氧化鋅或氮化硼)，以提高材料的整體導熱性。

金屬擁有較高的熱導率，然而金屬的壓縮模量很高，無法作為熱界面材料直接使用

為解決金屬基熱界面材料的可壓縮性問題，本申請提供了一種新的熱界面材料。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種褶皺結構金屬基熱界面材料，其特征在于，所述褶皺結構金屬基熱界面材料的基體是由金屬箔壓延而成；所述褶皺結構金屬基熱界面材料的縱向熱導率為10～100W/mK，壓縮率10～70％。

所述縱向熱導率為垂直于熱界面材料水平面方向的熱導率。

可選地，所述金屬箔包括金、銀、銅、鋁及其合金。

可選地，所述金屬箔厚度為100nm–10μm。

可選地，所述金屬箔厚度為10μm–1mm。

可選地，所述褶皺結構金屬基熱界面材料的密度為0.5～5g/cm³。

可選地，所述褶皺結構金屬基熱界面材料還包括涂覆在所述金屬基體表面的熱界面材料。

具體地，所述的褶皺結構金屬基熱界面材料指熱界面材料中包含褶皺結構金屬的材料，包括但不限于褶皺結構金屬基熱界面材料基體本體，在褶皺結構金屬基熱界面材料基體進行表面涂覆的熱界面材料，將褶皺結構金屬基熱界面材料基體與高分子復合的熱界面材料。

根據本申請的另一個方面，提供了一種褶皺結構金屬基熱界面材料的制備方法，將金屬通過壓延等方法，形成厚度為10μm以下的大面積金屬箔，再對上述金屬箔施以機械力作用，使金屬箔形成褶皺結構，以構筑具有縱向可壓縮性的熱界面材料。

所述褶皺結構金屬基熱界面材料的制備方法，包括以下步驟：

(a)金屬通過壓延的方式形成厚度小于10μm的金屬箔；

(b)將步驟(a)得到的金屬箔粘在進行預拉伸的膠上；

(c)將步驟(b)得到的粘有金屬箔的預拉伸的膠進行收縮處理，收縮到膠拉伸前的狀態；

(d)將步驟(c)得到的粘有金屬箔的膠進行脫膠處理；

(e)將步驟(d)中得到金屬箔進行在保護氣氛下進行退火處理得到所述的褶皺結構金屬基熱界面材料。

可選地，所述金屬箔的厚度為100nm、300nm、500nm、700nm、900nm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm中的任意值及其任意兩者之間的范圍值。

可選地，所述步驟(b)中預拉伸的膠包括具有粘性的高分子膠。

可選地，所述預拉伸的膠為聚甲基丙烯酸類的膠。

可選地，所述步驟(c)中收縮前的面積是收縮后的2～25倍。