[發(fā)明專利]導(dǎo)熱墊片及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210850630.2
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115011126A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖志盛;周建坪
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市兆科電子材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/05;C08K3/04;C08K9/04;C08K3/38;C08K7/00;C09K5/14
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 鄒敏敏

本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱墊片及其制備方法。該導(dǎo)熱墊片包括第一導(dǎo)熱填料和第二導(dǎo)熱填料。第一導(dǎo)熱填料和第二導(dǎo)熱填料沿厚度方向呈定向排列且第一導(dǎo)熱填料排布于靠近發(fā)熱部件的一側(cè)。第一導(dǎo)熱填料為碳納米管，第二導(dǎo)熱填料為D50小于等于50nm的無機(jī)填料。制備原料包括A組份和B組份，以重量份數(shù)計，A組份包括5～10份反應(yīng)性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管，B組份包括5～10份反應(yīng)性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和55～80份無機(jī)填料。本發(fā)明的導(dǎo)熱墊片實則為一種采用碳納米管和無機(jī)填料雙重導(dǎo)熱的硅膠類導(dǎo)熱墊片，其具有較佳的導(dǎo)熱性能和機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其一種導(dǎo)熱墊片，更加涉及一種碳納米管體系導(dǎo)熱墊片及其制備方法。

背景技術(shù)

由于電子行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)對芯片等元器件的散熱要求有了更高的追求。因此，對作為界面散熱材料之一的導(dǎo)熱墊片的導(dǎo)熱系數(shù)要求也更高，所以高于8w/mk導(dǎo)熱系數(shù)的墊片的應(yīng)用更多。而實際上，要獲得高導(dǎo)熱的墊片，導(dǎo)熱填料的份數(shù)增加是不可避免的，然而導(dǎo)熱填料的填充量越高，墊片的力學(xué)強(qiáng)度相應(yīng)的隨之下降。目前能做到導(dǎo)熱系數(shù)高于8w/mk的墊片，其普遍力學(xué)強(qiáng)度差，具體表現(xiàn)在不易成型，墊片柔軟性和韌性差，材料結(jié)合松散，彎曲易斷裂，不便于如模切等二次加工，同時導(dǎo)熱墊片固有的反復(fù)撕揭的易操作性也受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型導(dǎo)熱墊片，其不僅能滿足8w/mk的導(dǎo)熱系數(shù)，同時還具有較佳的力學(xué)性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種導(dǎo)熱墊片，貼附于發(fā)熱部件上用于發(fā)熱部件的散熱，包括第一導(dǎo)熱填料和第二導(dǎo)熱填料，所述第一導(dǎo)熱填料和所述第二導(dǎo)熱填料沿厚度方向呈定向排列且所述第一導(dǎo)熱填料排布于靠近所述發(fā)熱部件的一側(cè)，所述第一導(dǎo)熱填料為碳納米管，所述第二導(dǎo)熱填料為D50小于等于50nm的無機(jī)填料，制備原料包括A組份和B組份，以重量份數(shù)計，A組份包括5～10份反應(yīng)性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管，B組份包括5～10份反應(yīng)性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和55～80份無機(jī)填料，所述反應(yīng)性硅油包括乙烯基硅油和含氫硅油，且重量比為5～15:1。

本發(fā)明的導(dǎo)熱墊片實則為一種采用碳納米管和無機(jī)填料雙重導(dǎo)熱的硅膠類導(dǎo)熱墊片。采用乙烯基硅油和含氫硅油反應(yīng)而得的硅膠類導(dǎo)熱墊片，具有較佳的柔韌性、壓縮性和表面天然的粘性，能夠填充縫隙，故能緊密貼附于發(fā)熱部件的表面，還可起到減震作用，尤其適用于設(shè)備小型化及超薄化的導(dǎo)熱設(shè)計要求。導(dǎo)熱填料集成了碳納米管和無機(jī)填料，碳納米管本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)且作為填料可提高墊片的力學(xué)性能，再經(jīng)沿導(dǎo)熱墊片的厚度方向呈定向排列之后，碳納米管有序排列可進(jìn)一步提高導(dǎo)熱系數(shù)及和硅膠材料的結(jié)合力。同理，無機(jī)填料沿厚度方向也呈定向排列，故無機(jī)填料之間形成的間隙沿厚度方向也為有序排列，其更有利于導(dǎo)熱墊片的導(dǎo)熱。再者，導(dǎo)熱系數(shù)高的碳納米管排布于靠近發(fā)熱部件的一側(cè)，故從發(fā)熱部件散發(fā)出來的熱量先被碳納米管集中吸收，再經(jīng)導(dǎo)熱系數(shù)低點(diǎn)的無機(jī)填料慢慢排出，通過導(dǎo)熱系數(shù)的梯度變化，可實現(xiàn)熱量的快速傳遞，此種散熱方式更利于發(fā)熱部件的短期散熱，且還可降低無機(jī)填料的使用量，避免其對導(dǎo)熱墊片力學(xué)性能的影響。

作為一實施例，所述第一導(dǎo)熱填料和所述第二導(dǎo)熱填料于制備過程中經(jīng)不同強(qiáng)度的電場誘導(dǎo)沿厚度方向呈定向排列。不同強(qiáng)度的電場可誘導(dǎo)第一導(dǎo)熱填料和第二導(dǎo)熱填料發(fā)生定向排列的順序。

作為一實施例，所述無機(jī)填料為片狀氧化鋁、片狀氮化鋁和片狀氮化硼中的至少一種。片狀無機(jī)填料在電場的極化作用下可發(fā)生定向排列。

作為一實施例，所述乙烯基硅油中乙烯基含量為0.7～2.0％，粘度為30～800mPa·s，所述含氫硅油中氫含量為0.5～1.2％，粘度為50～300mPa·s。乙烯基硅油和含氫硅油的粘度不宜太高，以免增加對碳納米管和無機(jī)填料定向排列的阻力。