CN101003725A - 热界面材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热界面材料,其包括硅油以及填充于该硅油内的表面附有金属氧化物层的金属粉,该金属粉由第一金属形成,该金属氧化物层由第二金属形成。另外本发明还提供了该热界面材料的制作方法,其包括以下步骤:(1)提供金属粉与有机金属偶合剂;(2)将该金属粉与有机金属偶合剂混合于溶剂中;(3)烘干并置于加热炉中加热至200~300℃形成表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉;(4)将该表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉填充于硅油中与硅油混合。该热界面材料具有良好的导热性能与电绝缘性能,且其制作方法简单易行。
Description
【技术领域】
本发明是涉及一种热界面材料及其制作方法,特别是涉及一种具有良好导热性能与电绝缘性能的热界面材料及其制作方法。
【背景技术】
随着电子产业的快速发展,电子元件的高速、高频以及集成化使其发热量剧增,为将电子元件所产生的热量及时散发出去,需在电子元件上设置一散热装置,但由于散热装置与电子元件所接触的接触面非完全平整,因此两者在贴合时无法有效接触,导致散热效果不良,直接影响电子元件的正常工作。
为使散热装置与电子元件能有效接触,现有技术中通常在两者的接触面上贴设一种热界面材料,该热界面材料一般是由硅油及填充于硅油内的金属粉末或金属氧化物粉末或表面附有一层有机树脂的金属粉末组成,此类热界面材料虽可填补散热装置与电子元件间的空隙,但其中金属氧化物粉末或表面附有一层有机树脂的金属粉末的导热性不强,且该热界面材料的电绝缘性能都有待改进。
【发明内容】
有鉴于此,有必要提供一种具有良好导热性能与电绝缘性能的热界面材料及其制作方法。
该热界面材料包括硅油以及填充于该硅油内的表面附有金属氧化物层的金属粉,该金属粉由第一金属形成,该金属氧化物层由第二金属形成。
该制作方法包括以下步骤:(1)提供金属粉与有机金属偶合剂;(2)将该金属粉与有机金属偶合剂混合于溶剂中;(3)烘干并置于加热炉中加热至200~300℃形成表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉;(4)将该表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉填充于硅油中与硅油混合。
本发明热界面材料导热性能强,其制作方法简单易行,其中该制作过程中形成的金属氧化物层在金属粉表面分布均匀,使该热界面材料具有良好的电绝缘性能。
【附图说明】
图1是本发明热界面材料的剖视图。
图2是本发明热界面材料的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作详细说明。
请参照图1,本发明热界面材料包括100重量份的硅油10以及800~1200重量份填充于该硅油10内的表面附有薄金属氧化物层12的金属粉11,其中,该金属粉11由第一金属形成,该金属氧化物层12由第二金属形成,该金属氧化物层12为氧化铝层、氧化钛层中至少一种。
该硅油在25℃时的黏度为50~50,000cs,其主要成分为聚有机硅氧烷(organopolysiloxane),该硅油10的功能主要在于使发热元件(图未示)与散热元件(图未示)间能有效接触,换言之,除了作为表面附有薄金属氧化物层12的金属粉11的载体外,硅油10还能填充发热元件与散热元件间的空隙,降低发热元件与散热元件间的接触热阻。该金属粉11导热性能好,且该薄金属氧化物层12附着在金属粉11表面上,因此该热界面材料具有良好的导热性能与电绝缘性能。
再请参照图2,本发明热界面材料的制作方法,包括以下步骤:
先提供一种金属块,该金属块可为铝块、铜块、锌块等,在本实施例中,该金属块为铝块;将该铝块加热至800℃左右,形成熔融态铝;再将该熔融态铝喷入至惰性气体如氩气中,分离出平均径粒为0.1~5μm的球形铝粉。
提供一种有机金属偶合剂,该有机金属偶合剂为钛系偶合剂、铝系偶合剂中至少一种,该钛系偶合剂为三异硬酯酰基钛酸异丙酯(isopropyltriisostearoyl titanate),三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯(isopropyltris(dioctylpyrophosphate)titanate),三(N-氨乙基-氨乙基)钛酸异丙酯(isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanate),二(磷酸双十三酯基)钛酸四辛酯(tetraoctylbis(ditridecylphosphate)titanate),二(磷酸双十三酯基)钛酸四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)酯(tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)-bis(ditridecyl)-phosphite titanate),二(二辛基焦磷酰氧基)氧代醋酸钛(bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetate titanate),二(二辛基焦磷酰氧基)钛酸乙烯酯(bis(dioctylpyrophosphate)ethylene titanate),三辛酰基钛酸异丙酯(isopropyltrioctanoyl titanate),异二异丁烯酰基异硬酯酰基钛酸异丙酯(isopropyldimethacrylisostearoyl titanate),三(十二烷基苯酰氧基)钛酸异丙酯(isopropyltridodecylbenzenesulphonyl titanate),二丙烯酰氧基异硬酯基钛酸异丙酯(isopropylisostearoyldiacryl titanate),三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯(isopropyltri(dioctylphosphate)titanate),三对异丙基苯甲基钛酸异丙酯(isopropyltricumylphenyl titanate),与二(二辛基焦磷酰氧基)钛酸四异丙酯(tetraisopropylbis(dioctylphosphite)titanate)中的至少一种,该铝系偶合剂为烷基乙酰醋酸基二异丙醇铝(alkylacetoacetate aluminum di-isopropylate)。
将该分离出来的平均径粒为0.1~5μm的球形铝粉与有机金属偶合剂均匀混合于溶剂中,使铝粉的表面附着有一层薄的分布均匀的有机金属偶合剂,而后将其烘干并置于加热炉中加热至200~300℃,使有机金属偶合剂产生裂解生成金属离子,金属离子与空气中的氧气发生反应生成金属氧化物,于是在铝粉表面就形成了一层均匀的薄金属氧化物层,该金属氧化物层的厚度可通过X-ray光电质谱仪(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)来检测。
最后将800~1200重量份表面附有均匀的薄金属氧化物层的铝粉填充于100重量份的硅油中,该硅油在25℃时的黏度为50~50,000cs,其主要成分为聚有机硅氧烷(organopolysiloxane),该表面附有均匀的薄金属氧化物层的铝粉与该硅油均匀混合后即形成一种导热性能好以及电绝缘性能强的热界面材料。
本发明热界面材料的制作方法简单易行,其中该制作过程中形成的金属氧化物层在铝粉表面分布均匀,使该热界面材料具有良好的电绝缘性能。
Claims (11)
1.一种热界面材料,包括硅油以及填充于该硅油内的表面附有金属氧化物层的金属粉,该金属粉由第一金属形成,该金属氧化物层由第二金属形成。
2.如权利要求1所述的热界面材料,其特征在于:该硅油为100重量份,该表面附有金属氧化物层的金属粉为800~1200重量份。
3.如权利要求1所述的热界面材料,其特征在于:该硅油在25℃时的黏度为50~50,000cs。
4.如权利要求1所述的热界面材料,其特征在于:该金属氧化物层为氧化铝层、氧化钛层中至少一种。
5.一种热界面材料的制作方法,包括下列步骤:(1)提供金属粉与有机金属偶合剂;(2)将该金属粉与有机金属偶合剂混合于溶剂中;(3)烘干并置于加热炉中加热至200~300℃形成表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉;(4)将该表面附有均匀的金属氧化物层的金属粉填充于硅油中与硅油混合。
6.如权利要求5所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该金属粉是由金属块加热到熔融态然后喷入至惰性气体中所形成。
7.如权利要求5所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该金属粉的平均径粒为0.1~5μm。
8.如权利要求5所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该金属粉为铝粉。
9.如权利要求5所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该有机金属偶合剂为钛系偶合剂、铝系偶合剂中至少一种。
10.如权利要求9所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该钛系偶合剂包括三异硬酯酰基钛酸异丙酯,三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯,三(N-氨乙基-氨乙基)钛酸异丙酯,二(磷酸双十三酯基)钛酸四辛酯,二(磷酸双十三酯基)钛酸四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)酯,二(二辛基焦磷酰氧基)氧代醋酸钛,二(二辛基焦磷酰氧基)钛酸乙烯酯,三辛酰基钛酸异丙酯,二异丁烯酰基异硬酯酰基钛酸异丙酯,三(十二烷基苯酰氧基)钛酸异丙酯,二丙烯酰氧基异硬酯基钛酸异丙酯,三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯,三对异丙基苯甲基钛酸异丙酯,与二(二辛基焦磷酰氧基)钛酸四异丙酯中至少一种。
11.如权利要求9所述的热界面材料的制作方法,其特征在于:该铝系偶合剂为烷基乙酰醋酸基二异丙醇铝。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |