專利名稱：熱界面材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱界面材料及其制備方法，尤其是一種加入納米纖維形成網(wǎng)狀結構的熱界面材料及其制備方法。
背景技術：
近年來電子技術迅速發(fā)展，電子組件的高頻、高速以及集成電路的密集化及微型化，使得單位面積電子組件發(fā)熱量劇增，為將電子組件工作時所產(chǎn)生的熱量盡快導走而采用各種散熱方式，如利用風扇散熱、水冷輔助散熱和熱管散熱等方式，并取得一定散熱效果，然而，由于散熱裝置與電子組件的接觸界面并不平整，一般相互接觸只有不到總面積的10％，沒有理想的接觸界面，從根本上極大地影響了電子組件向散熱裝置進行熱傳遞的效果，因此需要在電子組件與散熱裝置之間添加一熱界面材料，以確保界面充分接觸，利用熱界面材料的可壓縮性及高導熱性能使電子組件產(chǎn)生的熱量迅速傳到散熱裝置，然后再通過散熱裝置把熱量散發(fā)出去，確保電子組件能穩(wěn)定運行。
傳統(tǒng)的熱界面材料是將一些導熱系數(shù)較高的顆粒填充物(Particle filler)分散到基體材料(Matrix Material)中而形成的復合材料。例如，以硅酮樹脂為基體材料的高熱界面材料中可添加氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、銀、銅等具有較高導熱系數(shù)的顆粒填充物。然而，基體材料如硅酮樹脂本身熱傳導性不佳，欲合成高導熱界面材料須在硅酮樹脂中添加高比例的導熱顆粒填充物，但是，如此將使基體材料的黏度急劇上升，最后導致無法流動，從而喪失作為熱界面材料的功能。
有鑒于此，有必要提供一種熱界面材料及其制備方法，其可具有高熱傳導率及可抑制添加高比例導熱材料而造成的基體材料流動性下將黏度上升的特點。

發(fā)明內(nèi)容下面將以具體實施例說明一種熱界面材料及其制作方法，其可具有導熱率較高、流動性較佳等特點。
為實現(xiàn)以上內(nèi)容，提供一熱界面材料，其包括基體及添加在該基體中的納米纖維及導熱顆粒填充物，該納米纖維與該導熱顆粒填充物共同形成一網(wǎng)狀結構。
所述納米纖維與導熱顆粒填充物的重量比為1∶1～1∶10。
所述納米纖維與導熱顆粒填充物之和與基體的重量比為1∶1～20∶1。
以及，提供一種熱界面材料的制備方法，其包括以下步驟首先，將納米纖維與導熱顆粒填充物按預定比例均勻混合，形成具有網(wǎng)狀結構的第一復合材料；其次，將基體與該第一復合材料按預定比例均勻混合，形成第二復合材料；最后，研磨該第二復合材料，經(jīng)冷卻形成具有網(wǎng)狀結構的熱界面材料。
與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明實施例所提供的熱界面材料，其采用具備高熱傳導特性的納米纖維及導熱顆粒填充物，該納米纖維與導熱顆粒填充物可在基體中相接觸共同產(chǎn)生網(wǎng)狀結構，使熱能可以在基體中沿該網(wǎng)狀結構流動，提高熱傳效率。
另一方面，本發(fā)明實施例添加具有高傳熱系數(shù)的納米纖維，可通過該納米纖維在顆粒與顆粒之間起到熱傳導作用，減少基體中導熱顆粒填充物的添加比例，從而可以添加少量導熱顆粒填充物即可使整體熱界面材料具有高熱傳導特性，如此不僅可以降低成本，還可以確保熱界面材料具有較佳流動性，能更好地提高熱界面材料的熱傳效能。由此可以解決習知技術中為使顆粒與顆粒相互接觸實現(xiàn)熱傳導效果而在基體中添加高比例的導熱顆粒填充物，從而導致基體黏度上升流動性下降的問題。
另外，本發(fā)明實施例所提供的熱界面材料的制備方法，其制備工藝簡單便于大規(guī)模生產(chǎn)。

圖1是本發(fā)明實施例的熱界面材料結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖將對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。
參見圖1，本發(fā)明第一實施例所提供的熱界面材料10，其包括基體20；納米纖維30；以及導熱顆粒填充物40。該納米纖維30與該導熱顆粒填充物40在基體20內(nèi)共同形成一網(wǎng)狀結構。
所述基體20可選用硅樹脂、環(huán)氧樹脂、多元醇樹脂，或其組合物。
所述納米纖維30可選用碳納米管、金屬纖維及其氧化物，或其組合。
所述導熱顆粒填充物40材質可選用氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、銀、銅、鋁，或其組合。
所述導熱顆粒填充物40粒徑小于1微米。
所述納米纖維30與導熱顆粒填充物40的重量比為1∶1～1∶10。
所述納米纖維30與導熱顆粒填充物40之和與基體20的重量比為1∶1～20∶1。
下面將詳細說明本實施例所提供的熱界面材料10的制備方法，其包括以下步驟步驟(a)，將納米纖維30與導熱顆粒填充物40按預定比例均勻混合，形成一第一復合材料。其中，該納米纖維30材料可選用碳納米管、金屬纖維及其氧化物，或其組合；該導熱顆粒填充物40可選用氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、銀、銅、鋁等顆粒，或其組合。該步驟中其混合處理可采用行星式混合機進行，最終混合形成一第一復合材料，該第一復合材料中納米纖維30與該導熱顆粒填充物40的重量比為1∶1～1∶10且由納米纖維30與導熱顆粒填充物40共同形成網(wǎng)狀結構，有利在提高熱傳系數(shù)。并且，由于該導熱顆粒填充物40具有納米級粒徑，可增加導熱面積進一步提高熱傳導效率。本實施例將選用碳納米管為納米纖維30，選用納米銀金屬顆粒為導熱顆粒填充物40，其中，該碳納米管可通過電弧放電法、氣相熱解法、固相熱解法、離子濺射法或激光濺射法等制備。
步驟(b)，將一基體20與該第一復合材料按預定比例均勻混合。首先將硅酮樹脂低溫加熱融化至凝膠態(tài)或液態(tài)，再將其與第一復合材料均勻混合，形成第二復合材料，其中該第一復合材料與基體20的重量比為1∶1～20∶1。該基體20可選用硅樹脂、環(huán)氧樹脂、多元醇樹脂，或其組合物，本實施例將選用硅酮樹脂為基體材料，則可形成由碳納米管與銀金屬顆粒以及硅酮樹脂所形成的復合材料。此時可繼續(xù)采用行星式混合機進行混合處理。
步驟(c)，研磨上述第二復合材料，再把該第二復合材料在室溫下放置一段時間或對其進行冷卻將其固化，則可形成具有網(wǎng)狀結構的熱界面材料10。該熱界面材料10具有添加在基體20中的納米纖維30與導熱顆粒填充物40相互接觸共同形成的網(wǎng)狀結構。根據(jù)本實施例則可獲得包含碳納米管與納米銀金屬顆粒形成一網(wǎng)狀結構的熱界面材料10。另外，此工序的研磨操作可采用三滾筒式研磨機進行。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例所提供的熱界面材料在實際使用時，利用其內(nèi)部的網(wǎng)狀結構可提高熱傳系數(shù)，并且因具有較佳流動性，可填補由于散熱裝置與電子組件的接觸表面不平整而產(chǎn)生的空隙，提高散熱效率。另一方面，可以避免添加過多高導熱材料使黏度上升流動性下降的問題，整體上改善熱傳性能。另外，本技術方案所提供的熱界面材料的制備方法，其制造設備工藝簡單便于大規(guī)模生產(chǎn)。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如采用其它材質纖維或導熱顆粒填充物，以及其它基體材料等設計，只要其不偏離本發(fā)明的技術效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍的內(nèi)。
權利要求
1.一種熱界面材料，其包括一基體及添加在該基體中的導熱顆粒填充物，其特征在于進一步包括添加在該基體中的納米纖維，該納米纖維與該導熱顆粒填充物共同形成一網(wǎng)狀結構。
2.如權利要求1所述的熱界面材料，其特征在于所述基體包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂、多元醇樹脂，或其組合物。
3.如權利要求1所述的熱界面材料，其特征在于所述納米纖維包括碳納米管、金屬纖維及其氧化物，或其組合。
4.如權利要求1所述的熱界面材料，其特征在于所述導熱顆粒填充物材質包括氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、銀、銅、鋁，或其組合。
5.如權利要求1所述的熱界面材料，其特征在于所述導熱顆粒填充物粒徑小于1微米。
6.如權利要求1所述的熱界面材料，其特征在于所述納米纖維與導熱顆粒填充物的重量比為1∶1～1∶10。
7.如權利要求6所述的熱界面材料，其特征在于所述納米纖維與導熱顆粒填充物之和與基體的重量比為1∶1～20∶1。
8.一種熱界面材料的制備方法，其包括以下步驟將納米纖維與導熱顆粒填充物按預定比例均勻混合，形成一具有網(wǎng)狀結構的第一復合材料；將一基體與該第一復合材料按預定比例均勻混合，形成一第二復合材料；研磨該第二復合材料，形成一具有網(wǎng)狀結構的熱界面材料。
9.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述基體包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂、多元醇樹脂，或其組合物。
10.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述納米纖維包括碳納米管、金屬纖維及其氧化物，或其組合。
11.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述導熱顆粒填充物材質包括氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、銀、銅、鋁，或其組合。
12.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述導熱顆粒填充物粒徑小于1微米。
13.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述納米纖維與導熱顆粒填充物的重量比為1∶1～1∶10。
14.如權利要求13所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述納米纖維與導熱顆粒填充物之和與基體的重量比為1∶1～20∶1。
15.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述混合通過行星式混合機進行。
16.如權利要求8所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于所述研磨通過三滾筒式研磨機進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱界面材料，其包括一基體、添加在該基體中的納米纖維及導熱顆粒填充物。該納米纖維與該導熱顆粒填充物共同形成一網(wǎng)狀結構，使熱能可以在基體中沿網(wǎng)狀結構流動，提高熱傳效率。本發(fā)明還提供一熱界面材料的制備方法，其工藝簡單并使用現(xiàn)有設備，可減少成本便于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號C09K5/00GK1927988SQ20051003713
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月5日 優(yōu)先權日2005年9月5日
發(fā)明者蕭博元 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司