[實用新型]熱界面材料、熱管理組件

有效

• 申請號: 202023144271.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN214646408U
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 譚雪;林正得;江南;代文;呂樂;應俊峰
• 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: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/40;B32B27/42;B32B27/32;B32B15/20;B32B15/095;B32B15/085;B32B37/00;H05K7/20
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 儲照良

本實用新型涉及一種熱界面材料，所述熱界面材料包括聚合物基體層、導熱層以及金屬層，所述聚合物基體層中具有孔隙，所述導熱層貼合于所述聚合物基體層，并且，所述導熱層和所述聚合物基體層同時盤繞而形成芯體，所述金屬層設置于所述芯體的端面并用于封閉所述芯體的端面。本實用新型還涉及一種應用所述熱界面材料的熱管理組件。本實用新型的熱界面材料具有良好的壓縮性和導熱率，同時，本實用新型的熱界面材料能夠有效降低與發熱器件、散熱器件的接觸熱阻，所以，在將熱界面材料用于熱管理組件中時，發熱器件產生的熱量能夠通過熱界面材料有效的傳導至散熱器件。

技術領域

本實用新型涉及散熱技術領域，特別是涉及熱界面材料、熱管理組件。

背景技術

傳統的熱界面材料主要是將氮化硼、氮化鋁、氧化鋁等高導熱的陶瓷填料混入聚合物基體中，熱導率大多為1W/(m·K)-5W/(m·K)，難以解決電子行業高功率高密度封裝所帶來的散熱問題。雖然采用石墨烯材料時可以獲得熱導率高達615W/(m·K)的熱界面材料，但是其楊氏模量亦高達500MPa，難以滿足熱界面材料的使用需求。

另外，在電子設備的實際封裝中，熱界面材料很難與電子元器件、散熱器件實現完美的物理接觸，在熱界面材料與電子元器件、散熱器件之間仍舊存在一些微小的空氣間隙，而空氣的熱導率只有0.024W/(m·K)，是熱的不良導體，將導致沒有與電子元器件、散熱器件直接接觸的熱界面材料不能發揮出傳熱性能，最終導致整個熱界面材料的接觸熱阻特別大，熱量不能有效地從電子元器件通過熱界面材料傳導至散熱器件。

實用新型內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種熱導率高、接觸熱阻低且具有良好壓縮性的熱界面材料及其制備方法，以及應用該熱界面材料構成的熱管理組件。

一種熱界面材料，所述熱界面材料包括聚合物基體層、導熱層以及金屬層，所述聚合物基體層中具有孔隙，所述導熱層貼合于所述聚合物基體層，并且，所述導熱層和所述聚合物基體層同時盤繞而形成芯體，所述金屬層設置于所述芯體的端面并用于封閉所述芯體的端面。

在其中一個實施例中，所述聚合物基體層的厚度為100μm-1000μm。

在其中一個實施例中，所述聚合物基體層的孔隙率大于或等于90％。

在其中一個實施例中，所述聚合物基體層包括聚氨酯泡沫膠帶、三聚氰胺泡沫膠帶或聚乙烯泡沫膠帶中的一種。

在其中一個實施例中，所述導熱層的厚度為20μm-50μm，所述導熱層包括石墨烯層。

在其中一個實施例中，所述金屬層的厚度為20nm-200nm，所述金屬層包括金層、銀層、銅層或鋁層中的一種。

在其中一個實施例中，所述芯體呈圓形或多邊形。

在其中一個實施例中，所述芯體呈螺旋狀或同心圓狀。

一種如上所述的熱界面材料的制備方法，包括：

將導熱層和聚合物基體層貼合后盤繞得到芯體；

采用濕法轉移的方法將金屬層轉移到所述芯體的端面，得到熱界面材料。

一種熱管理組件，包括發熱器件、散熱器件以及如上所述的熱界面材料，所述熱界面材料設置于所述發熱器件與所述散熱器件之間，且所述熱界面材料的芯體垂直于所述發熱器件及所述散熱器件。

本實用新型的熱界面材料中，一方面，由于聚合物基體層中含有孔隙，另一方面，聚合物基體層與導熱層貼合并盤繞成芯體，從而，使得該芯體具有良好的壓縮性，且在壓縮時，材料會將孔隙部分填充，使得芯體最終呈現出零泊松比，防止芯體斷裂以及金屬層與芯體剝離。因此，本實用新型的熱界面材料具有良好的壓縮性和導熱率。