CN103031074A

CN103031074A - 用于导热的压敏胶带及加工方法

Info

Publication number: CN103031074A
Application number: CN2011102933014A
Authority: CN
Inventors: 黄伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及导热材料，公开了一种用于导热的压敏胶带，包括一胶带基层、涂覆在胶带基层上下表面的二层硅系压敏胶层以及二层复合在硅系压敏胶层外表面的具有离型效果的上、下底面层。本发明还公开了加工这种用于导热的压敏胶带的方法，包括如下工艺步骤：在胶带基层双面涂覆硅系压敏胶层，并于两侧具有离型效果的上、下底面层。本发明的产品具有导热性能好的优点。胶带基层选用相对较薄的聚酰亚胺及类似材料如聚醚醚酮的高绝缘系数对于有绝缘要求的应用，在达成足够绝缘强度时，可使得热阻相对低，满足实际应用。胶带基层选用铝箔或其他金属箔类材料达成低热阻效果，满足无绝缘要求的应用。

Description

用于导热的压敏胶带及加工方法

技术领域

本发明涉及导热材料，尤其是涉及一种导热效果好的用于导热的压敏胶带。

背景技术

在自然环境及各种人为应用中，大量存在着热量的传递现象，热在物体中传导的速度取决于物体的导热系数，同样条件下，导热系数越高热在物体中的热传导速度越快；导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K，℃)，在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度。

对于热量传递速度有要求的场合，除了需要选择适当导热系数的材料作为热传导介质，而且需要解决热从发热物体到散热物体中间一层或多层过渡接触界面的热传导问题，对于绝大部分这类应用来说在一定热传导功率及传导面积下控制从发热物体到散热物体的绝对温差及其稳定性是评价导热效果好坏的主要依据，其评价通过测量热阻(单位：瓦/平方米)，以及经过指定老化时间后的热阻变化率来进行。

对于两个宏观上光滑的固体，实际上微观上也是粗糙的，如果接触界面由两个固体的表面直接接触构成，则这些缝隙将被空气填满，空气的导热系数是0.024W/m.k左右，大约是普通塑料的1/10，导热硅胶的1/20～1/100，即便是平均间隙在10μm，这层界面的热阻也可以达到4.2℃/瓦.平方厘米；

为了改善这个界面，最常用的方法就是在所接触的固体表面涂覆导热硅胶，使得其微观粗糙度所造成的间隙为具有流动性的导热硅胶所填充，导热硅胶的导热系数大约在0.5～2.5W/m.k之间，相比空气而言，其热阻可以下降20～100倍，大大提高了界面的热传导能力，但是导热硅胶使用久了之后会出现油胶分离或是干涸的现象，造成导热能力大幅下降及污染的问题；

另外一个改善方法是将接触的两个面用金属焊接起来，该方法的热传导效果最高，但是局限在于不是所有的材料都可以焊接或是适于焊接，尤其在于有绝缘要求的场合，直接焊接是不可能满足要求的；

在最新的应用里，还有方法是采取常温是固态，略微受热后可变为液态的低熔点金属，变为液态的金属可有效填满间隙，并具备良好的热传导效果，缺点是液态金属可能对于金属部件构成腐蚀，另外液态金属由于流动性易造成流失，以及非金属材料不适用。

发明内容

为克服上述缺点，本发明目的在于提供一种通导热性能好的用于导热的压敏胶带。

本发明通过以下技术措施实现的，一种用于导热的压敏胶带，包括一胶带基层、涂覆在胶带基层上下表面的二层硅系压敏胶层以及二层复合在硅系压敏胶层外表面的具有离型效果的上、下底面层。

作为一种优选方式，所述胶带基层为厚度为12μm～100μm的聚酰亚胺薄膜或聚醚醚酮薄膜或铝箔或铜箔。对于有绝缘要求的应用可利用聚酰亚胺及类似材料如聚醚醚酮的高绝缘系数，在达成足够绝缘强度时，可以采用相对较薄的材料，从而使得热阻相对低，满足实际应用。对于无绝缘要求的应用则可选用铝箔或其他金属箔类材料达成低热阻效果。

作为一种优选方式，所述硅系压敏胶层的厚度为10μm～50μm。

作为一种优选方式，所述硅系压敏胶层的厚度为15μm。

本发明还公开了加工这种用于导热的压敏胶带的方法，包括如下工艺步骤：在胶带基层双面涂覆硅系压敏胶层，并于两侧具有离型效果的上、下底面层。

作为一种优选方式，所述聚酰亚胺薄膜或聚醚醚酮薄膜内添加有3％～30％质量百分比的AlN(氮化铝)、SiC(碳化硅)、Al₂O₃中的一种或任意多种的组合。

作为一种优选方式，所述硅系压敏胶层内添加有5％～40％质量百分比的AlN、SiC、Al₂O₃中的一种颗粒或任意多种颗粒的组合。

本发明利用硅系压敏胶的半流动特性，且其具备较低的表面能，可以浸润各种材料的表面，完成对于接触表面的充分浸润提高界面导热系数，同时因为不易于流失，且适量的半流动特性使得持续工作过程中的些许变化可自动适应，从而保证了接触界面的稳定性，由于采用了压敏胶技术，所有的操作与组合均在常温进行，无需高温高压的条件，带来应用组装的简便性，且本发明采用了导热增强的硅系压敏胶，使得压敏胶层的导热系数提高了3-5倍；

本发明首先基于聚酰亚胺薄膜材料，其属于柔性的薄膜材料，可在两面涂覆硅系压敏胶，两边的硅系压敏胶完成稳定的间隙填充功能并保证适当的导热系数，聚酰亚胺严格来说不算热的良导体，但是由于其绝缘强度达200～300KV/mm，为普通柔性绝缘薄膜材料的10倍以上(10～20KV/mm)，在同样的绝缘要求下，可以采用1/10以下的厚度满足同样的绝缘要求，在低厚度的情况下，聚酰亚胺具备了低的热阻特性，从而满足导热的性能要求，且本发明采用了导热增强的聚酰亚胺薄膜，提高了3-5倍导热能力；在基于聚酰亚胺的导热压敏胶材料中，相对于现有技术，其利用压敏胶特性很方便地克服了界面的填充性稳定性问题，对于各种材料有良好的适应性，且操作方便，具备足够的绝缘强度，热阻性能控制在适当范围，尤其适用于并不限于电子领域对于导热绝缘同时有要求的场合，同时满足导热与绝缘的需求，且稳定可靠，量产使用效率高；

本发明其次基于铝箔或铜箔材料，其柔软性可方便在两面涂覆硅系压敏胶，两边的硅系压敏胶完成稳定的间隙填充功能并保证适当的导热系数，铝箔或铜箔具备优异的导热性能，在基于铝箔铜箔的导热压敏胶材料中，相对于现有技术，其利用压敏胶特性很方便地克服了界面的填充性稳定性问题，对于各种材料有良好的适应性，且操作方便，此材料相对于有绝缘要求的材料来说具备更好的导热性能。

附图说明

图1为本发明的层结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：如图1，在12μm的含AlN质量百分比10％的聚酰亚胺薄膜3双面涂覆15μm的硅系压敏胶层2和4，并在硅系压敏胶层2和4表面复合上、下面离型纸1和5；硅系压敏胶中含有质量百分比15％的SiC颗粒。

实施例二：如图1，在12μm的含AlN、SiC和Al₂O₃质量百分比10％的导热增强聚酰亚胺薄膜3双面涂覆15μm的硅系压敏胶层2和4，并在硅系压敏胶层2和4表面复合上、下面离型纸1和5；硅系压敏胶中含有质量百分比25％的Al₂O₃颗粒。

实施例三：如图1，在25μm的铝箔3上双面涂覆15μm的硅系压敏胶层2和4，并在硅系压敏胶层2和4两面复合具有离型效果的上、下底面层1和5；硅系压敏胶中含有质量百分比40％的AlN、SiC和Al₂O₃颗粒。

实施例四：如图1，在25μm的铜箔3上双面涂覆15μm的硅系压敏胶层2和4，并在硅系压敏胶层2和4两面复合具有离型效果的上、下底面层1和5；硅系压敏胶中含有质量百分比10％的AlN颗粒。

以上是对本发明用于导热的压敏胶带及其加工方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于导热的压敏胶带，其特征在于：包括一胶带基层、涂覆在胶带基层上下表面的二层硅系压敏胶层以及二层复合在硅系压敏胶层外表面的具有离型效果的上、下底面层。

2.根据权利要求1所述的用于导热的压敏胶带，其特征在于：所述胶带基层为厚度为12μm～100μm的聚酰亚胺薄膜或聚醚醚酮薄膜或铝箔或铜箔。

3.根据权利要求1所述的用于导热的压敏胶带，其特征在于：所述硅系压敏胶层的厚度为10μm～50μm。

4.根据权利要求3所述的用于导热的压敏胶带，其特征在于：所述硅系压敏胶层的厚度为15μm。

5.一种加工权利要求1所述的用于导热的压敏胶带的方法，其特征在于包括如下工艺步骤：在胶带基层双面涂覆硅系压敏胶层，并于两侧具有离型效果的上、下底面层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述胶带基层为厚度为12μm～100μm的聚酰亚胺薄膜或聚醚醚酮薄膜或铝箔或铜箔。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜或聚醚醚酮薄膜内添加有3％～30％质量百分比的AlN、SiC、Al₂O₃中的一种或任意多种的组合。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述硅系压敏胶层内添加有5％～40％质量百分比的AlN、SiC、Al₂O₃中的一种颗粒或任意多种颗粒的组合。