具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】一種具導(dǎo)電功能且可在線涂覆的液態(tài)金屬組合物，該液態(tài)金屬組合物由重量百分含量分別為50％～99.5％的液態(tài)金屬及0.5％～50％的導(dǎo)熱陶瓷粉體混合而成，制得的液體金屬組合物的粘度為20000～300000cps。本發(fā)明還公開(kāi)了具導(dǎo)電功能且可在線涂覆的液態(tài)金屬組合物的制備方法及涂覆方法。本發(fā)明還公開(kāi)了具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物在電子設(shè)備中散熱裝置的應(yīng)用。本發(fā)明僅需將液態(tài)金屬及導(dǎo)熱陶瓷粉體在50～100℃下攪拌混合而成，制備工藝簡(jiǎn)單，制得液體金屬組合物不僅可實(shí)現(xiàn)在線涂覆于散熱裝置上，實(shí)現(xiàn)涂覆工藝的自動(dòng)化，不僅涂覆效率高且涂層均勻。此外，該液體金屬組合物的導(dǎo)熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱性能。
【專利說(shuō)明】具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物及其制備方法和應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備導(dǎo)熱材料，特別是涉及一種導(dǎo)熱效果好，可在線噴涂或刷涂 的具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物及其制備方法和應(yīng)用。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 電子設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的某些電子元器件通常會(huì)持續(xù)發(fā)熱，如計(jì)算機(jī)、IGBT模塊， 手機(jī)CPU等，這對(duì)電子元器件的性能造成嚴(yán)重的影響。為了避免電子元器件在運(yùn)行過(guò)程中持 續(xù)發(fā)熱，通常在電子設(shè)備中設(shè)置散熱裝置，且在散熱裝置與電子元器件之間一般通過(guò)導(dǎo)熱 硅脂進(jìn)行導(dǎo)熱。然而，由于導(dǎo)熱硅脂通常為片狀或膏狀，導(dǎo)熱硅脂往往通過(guò)手工絲網(wǎng)印刷技 術(shù)涂覆在散熱裝置與電子元器件的界面之間，且其導(dǎo)熱系數(shù)往往不超過(guò)6W/m · k。因而，現(xiàn) 有的導(dǎo)熱硅脂在電子設(shè)備的應(yīng)用存在自動(dòng)化程度不高、效率低等缺陷，且隨著電子元器件 的功率增大，現(xiàn)有的導(dǎo)熱硅脂已無(wú)法滿足其較高的導(dǎo)熱需求。而液態(tài)金屬作為一種新型的 導(dǎo)熱材料，其具有高強(qiáng)度、高硬度、耐蝕性、耐磨性、高電阻率及優(yōu)異的磁性等特性。然而，現(xiàn) 有的液態(tài)金屬的應(yīng)用主要利用它的高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性等特性，如用于軸承、鉸鏈、鐘表 結(jié)構(gòu)件及3C產(chǎn)品裝飾中，其應(yīng)用范圍比較單一。因此，如何利用液態(tài)金屬的高電阻率的特性 將液態(tài)金屬用于電子設(shè)備的導(dǎo)熱材料中，以提供一種導(dǎo)熱效果好且可自動(dòng)化涂覆的導(dǎo)熱材 料成為一種客觀需求。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，而提供一種導(dǎo)熱效果好且可在線噴涂或刷涂的具導(dǎo)熱 功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物。
[0004] 本發(fā)明還提供了一種制備具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物的方法。
[0005] 本發(fā)明還提供了一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物的涂覆方法。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物的用途。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合 物，其特征在于，該液態(tài)金屬組合物由重量百分含量分別為50%~99.5%的液態(tài)金屬及 0.5 %~50 %的導(dǎo)熱陶瓷粉體混合而成，所述導(dǎo)熱陶瓷粉體為球狀結(jié)構(gòu)，其粒徑為50納米~ 40微米，制得的液態(tài)金屬組合物的粘度為20000~300000cps。
[0008] 所述液態(tài)金屬選自銫、鎵、銣、銦、錫、鉍、鍶金屬單質(zhì)中的一種或者多種的合金。
[0009] 所述導(dǎo)熱陶瓷粉體選自氧化鋁、氧化硼、氧化鋅中的一種。
[0010]所述導(dǎo)熱陶瓷粉體的粒徑為50納米~5微米。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物的制備方法，該方法 包括如下步驟:將重量百分含量分別為50 %~99.5 %的液態(tài)金屬及0.5%~50 %的導(dǎo)熱陶 瓷粉體置于攪拌裝置中，在50~100°C下攪拌混合均勻后，得到粘度為20000~300000cps的 液態(tài)金屬組合物。
[0012] 本發(fā)明還通過(guò)了一種具導(dǎo)熱功能且可在線涂覆的液體金屬組合物的涂覆方法，該 方法包括如下步驟:將所述液態(tài)金屬組合物置于自動(dòng)刷涂機(jī)或噴涂機(jī)中，經(jīng)加熱使所述液 態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)后，再在散熱裝置上涂覆一層所述液態(tài)金屬組合物，涂層的厚度 為0.05毫米~0.2毫米。
[0013]所述散熱裝置在涂覆前通過(guò)等離子或射線進(jìn)行表面處理。
[0014] 對(duì)散熱裝置進(jìn)行表面處理的時(shí)間為10秒~2分鐘。
[0015] 所述涂層厚度為〇.〇5毫米~0.15毫米。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物在電子設(shè)備中散熱 裝置的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有電子設(shè)備導(dǎo)熱材料施工不便、自動(dòng)化程度 不高且導(dǎo)熱效果較差的問(wèn)題。本發(fā)明將以液態(tài)金屬及導(dǎo)熱陶瓷粉體為原料制備的液態(tài)金屬 組合物作為電子設(shè)備散熱裝置的導(dǎo)熱材料，使用時(shí)，可直接通過(guò)刷涂機(jī)或噴涂機(jī)將液態(tài)金 屬組合物在線刷涂或噴涂于電子設(shè)備的散熱裝置上，且得到的液態(tài)金屬組合物的導(dǎo)電性能 可達(dá)10W/m · k以上。本發(fā)明僅需將液態(tài)金屬及導(dǎo)熱陶瓷粉體在50~100°C下攪拌混合而成， 制備工藝簡(jiǎn)單，制得液體金屬組合物不僅可實(shí)現(xiàn)在線涂覆于散熱裝置上，實(shí)現(xiàn)涂覆工藝的 自動(dòng)化，不僅涂覆效率高且涂層均勻。此外，該液體金屬組合物的導(dǎo)熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅 脂的導(dǎo)熱性能。 【【具體實(shí)施方式】】
[0018] 下列實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0019] 實(shí)施例1
[0020]將重量百分含量為50 %的單質(zhì)鎖及重量百分含量為50 %的球狀氧化錯(cuò)粉體加入 攪拌裝置中，其中，氧化鋁粉體的粒徑分布為50納米~500納米，然后在溫度為50°C下攪拌 混合均勻，得到粘度為300000cps的液態(tài)金屬組合物。
[0021]使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)等離子表面處理30秒，以增強(qiáng)散熱裝置表面 的粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物置于帶有專用硅膠刷涂頭的自動(dòng)刷涂機(jī)中，升溫 加熱至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品刷涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的 散熱裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，表1示出了其導(dǎo)熱性能的 測(cè)試結(jié)果。
[0022]表1導(dǎo)熱性能測(cè)試結(jié)果
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 將重量百分含量為90 %的鎵銦合金及重量百分含量為10 %的球狀氧化鋁粉體加 入攪拌裝置中，其中，氧化鋁粉體的粒徑分布為50納米~5微米，然后在溫度為KKTC下攪拌 混合均勻，得到粘度為20000cps的液態(tài)金屬組合物。
[0026] 使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)射線表面處理1.5分鐘，以增強(qiáng)散熱裝置表面 的粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物放入帶有專用硅膠噴頭的自動(dòng)噴涂機(jī)中，升溫加 熱至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品噴涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的散 熱裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱性能的測(cè)試結(jié)果如表 1所示。
[0027] 實(shí)施例3
[0028]將重量百分含量為99.5 %的單質(zhì)銫及重量百分含量為0.5 %的球狀氧化硼粉體加 入攪拌裝置中，其中，氧化硼粉體的粒徑分布為100納米~10微米，然后在80°C下攪拌混合 均勻后，得到粘度為50000cps的液態(tài)金屬組合物。
[0029] 使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)射線表面處理1分鐘，以增強(qiáng)散熱裝置表面的 粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物放入帶有專用硅膠刷涂頭的自動(dòng)刷涂機(jī)中，升溫加 熱至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品刷涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的散 熱裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱性能的測(cè)試結(jié)果如表 1所示。
[0030] 實(shí)施例4
[0031] 將重量百分含量為95 %的鎵銦錫合金及重量百分含量為5 %的球狀氧化鋅粉體加 入攪拌裝置中，其中，氧化鋅粉體的粒徑分布為100納米~5微米，然后在60°C下攪拌混合均 勻后，得到粘度為250000cp S的液態(tài)金屬組合物。
[0032] 使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)射線表面處理10秒，以增強(qiáng)散熱裝置表面的 粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物放入帶有專用硅膠噴頭的自動(dòng)噴涂機(jī)中，升溫加熱 至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品噴涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的散熱 裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱性能的測(cè)試結(jié)果如表1 所示。
[0033] 實(shí)施例5
[0034]將重量百分含量為80 %的鉍銦錫合金及重量百分含量為20 %的球狀氧化鋁粉體 加入攪拌裝置中，其中，氧化鋁粉體的粒徑分布為5微米~40微米，然后在溫度為70°C下攪 拌混合均勻，得到粘度為lOOOOOcps的液態(tài)金屬組合物。
[0035]使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)等離子表面處理50秒，以增強(qiáng)散熱裝置表面 的粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物放入帶有專用硅膠刷涂頭的自動(dòng)刷涂機(jī)中，升溫 加熱至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品刷涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的 散熱裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱性能的測(cè)試結(jié)果如 表1所示。
[0036] 實(shí)施例6
[0037]將重量百分含量為85%的單質(zhì)銣及重量百分含量為15%的球狀氧化鋅粉體加入 攪拌裝置中，其中，氧化鋅粉體的粒徑分布為50納米~1微米，然后在65°C下攪拌混合均勻 后，得到粘度為200000cps的液態(tài)金屬組合物。
[0038] 使用時(shí)，將電子設(shè)備的散熱裝置通過(guò)等離子表面處理2分鐘，以增強(qiáng)散熱裝置表面 的粘結(jié)性，然后將制得的液態(tài)金屬組合物放入帶有專用硅膠噴頭的自動(dòng)噴涂機(jī)中，升溫加 熱至該液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)噴涂機(jī)將產(chǎn)品噴涂在經(jīng)表面處理的電子設(shè)備的散 熱裝置上，待液態(tài)的液態(tài)金屬組合物固化后，測(cè)試其導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱性能的測(cè)試結(jié)果如表 1所示。
[0039] 籍此，本發(fā)明將以液態(tài)金屬及導(dǎo)熱陶瓷粉體為原料制備的液態(tài)金屬組合物作為電 子設(shè)備散熱裝置的導(dǎo)熱材料，使用時(shí)，可直接通過(guò)刷涂機(jī)或噴涂機(jī)將液態(tài)金屬組合物在線 刷涂或噴涂于電子設(shè)備的散熱裝置上，且得到的液態(tài)金屬組合物的導(dǎo)電性能可達(dá)l〇W/m · k 以上。本發(fā)明僅需將液態(tài)金屬及導(dǎo)熱陶瓷粉體在50~HKTC下攪拌混合而成，制備工藝簡(jiǎn) 單，制得液體金屬組合物不僅可實(shí)現(xiàn)在線涂覆于散熱裝置上，實(shí)現(xiàn)涂覆工藝的自動(dòng)化，不僅 涂覆效率高且涂層均勻。此外，該液體金屬組合物的導(dǎo)熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱性 能。
[0040] 盡管通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了揭示，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對(duì)以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利 要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物，其特征在于，該液態(tài)金屬組合物由重 量百分含量分別為50%~99.5%的液態(tài)金屬及0.5 %~50%的導(dǎo)熱陶瓷粉體混合而成，所 述導(dǎo)熱陶瓷粉體為球狀結(jié)構(gòu)，其粒徑為50納米~40微米，制得的液態(tài)金屬組合物的粘度為 20000~300000cps〇2. 如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物，其特征在于，所述液態(tài) 金屬選自銫、鎵、銣、銦、錫、鉍、鍶金屬單質(zhì)中的一種或者多種的合金。3. 如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物，其特征在于，所述導(dǎo)熱 陶瓷粉體選自氧化鋁、氧化硼、氧化鋅中的一種。4. 如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能的可在線涂覆的液態(tài)金屬組合物，其特征在于，所述 導(dǎo)熱陶瓷粉體的粒徑為50納米~5微米。5. -種如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物的制備方法，其特 征在于，該方法包括如下步驟:將重量百分含量分別為50 %~99.5 %的液態(tài)金屬及0.5 %~ 50%的導(dǎo)熱陶瓷粉體置于攪拌裝置中，在50~100°C下攪拌混合均勻后，得到粘度為20000 ~300000cps的液態(tài)金屬組合物。6. -種如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能且可在線涂覆的液體金屬組合物的涂覆方法， 其特征在于，該方法包括如下步驟:將所述液態(tài)金屬組合物置于自動(dòng)刷涂機(jī)或噴涂機(jī)中，經(jīng) 加熱使所述液態(tài)金屬組合物呈流動(dòng)狀態(tài)后，再在散熱裝置上涂覆一層所述液態(tài)金屬組合 物，涂層的厚度為0.05毫米~0.2毫米。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述散熱裝置在涂覆前通過(guò)等離子或射線進(jìn) 行表面處理。8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對(duì)散熱裝置進(jìn)行表面處理的時(shí)間為10秒~2 分鐘。9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂層厚度為0.05毫米~0.15毫米。10. -種如權(quán)利要求1所述的具導(dǎo)熱功能且可涂覆的液態(tài)金屬組合物在電子設(shè)備的散 熱裝置的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B05D3/14GK105860598SQ201610220131
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】唐正陽(yáng)
【申請(qǐng)人】深圳市博恩實(shí)業(yè)有限公司