CN115505264A - 膏状热界面材料及其制备方法、电子设备 - Google Patents

膏状热界面材料及其制备方法、电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种膏状热界面材料及其制备方法、电子设备。膏状热界面材料包括导热基础组分和光固化组分，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％‑53％。保证膏状热界面材料具有合适的粘度，以能够更好地填充于界面间的空隙以保证界面导热性，同时保证膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于电子设备的散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光的作用下发生固化交联而形成一圈具有一定强度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联。解决在浸没液冷场景下，热界面材料很难同时兼备高导热性、与传热工作介质诸如氟化液兼容的问题。

Description

膏状热界面材料及其制备方法、电子设备
技术领域
本申请涉及电子器件的散热技术领域，尤其涉及一种膏状热界面材料及其制备方法、电子设备。
背景技术
随着微电子技术的不断进步与发展，芯片逐渐小型化，集成度越来越高。高集成度使芯片的功耗越来越大，芯片的工作温度也随之升高，因此芯片的散热成为越来越多厂商关注的焦点。目前，热界面材料(thermal interface material，TIM)被广泛用于耗散来自芯片的热量，即芯片通过热界面材料将热量传递至散热器，诸如散热片，再通过风扇排出热量，然而这种风冷散热方式逐渐不能满足芯片的散热要求。
相较于风冷散热方式，液冷散热方式不仅提高了散热效率，同时降低了能耗，节省了空间。浸没式冷却技术是一种以液体作为传热工作介质，将散热组件完全或部分浸没在液体中，散热组件与传热工作介质直接接触并进行热交换的冷却技术。传热工作介质按性质分类主要可分为以下三种：水、矿物油、氟碳介质。由于水容易引入杂质离子使其电绝缘性下降，因此容易造成设备短路。矿物油具有较高的电绝缘性能，但矿物油具有可燃性。氟碳类工质具有高绝缘性、低粘度、低毒、无毒、良好的兼容性和稳定性、不可燃性、低全球变暖潜能值(global warming potential，GWP)、零臭氧消耗潜能值(ozone depressionpotential，ODP)等特点，得到了普遍认可并广泛应用。
然而，当散热组件浸没在传热工作介质时，热界面材料与传热工作介质直接接触，热界面材料会因与传热工作介质中的金属、非金属、高分子等材料存在不兼容问题而导致散热组件的可靠性降低，例如热界面材料被液体工作介质溶胀腐蚀，热界面材料与芯片和散热器之间的界面粘接受影响，甚至出现内部侵蚀而损害芯片等硬件。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种膏状热界面材料及其制备方法、电子设备，解决了热界面材料与传热工作介质诸如氟化液存在的不兼容问题、同时保证膏状热界面材料具有低界面热阻的特性。
第一方面，本申请提供了一种膏状热界面材料，包括导热基础组分和光固化组分，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％。保证膏状热界面材料具有合适的粘度，以能够更好地填充于界面间的空隙以提高界面导热性，同时保证所膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于电子设备的散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光的照射作用下发生固化交联而形成一圈具有一定强度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联，以保证热界面材料的导热性。解决在浸没液冷场景下，热界面材料很难同时兼备高导热性、与传热工作介质诸如氟化液兼容的问题，进而提高散热组件的可靠性。如此，采用本申请的膏状热界面材料，适合配比的光固化组分和导热基础组分能够兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容性等性能。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为10％-40％，从而更好地兼顾膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容性等性能。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，膏状热界面材料的固化产物的邵氏硬度为10A-60A，从而避免膏状热界面材料在固化后脱开贴合界面而出现增大接触热阻的问题及与传热工作介质中的金属、非金属、高分子等材料存在不兼容的问题。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化组分包括光固化树脂和光敏引发剂，以实现光固化组分在紫外光线照射下能够快速固化。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化树脂相对导热基础组分的质量百分比为5％-50％，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，以实现膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的及具有较好的导热性能，同时保证光固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光敏引发剂相对光固化树脂的质量百分比为1％-5％，从而保证光固化组分的固化量，同时兼顾产品成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化树脂的粘度为5厘泊·秒-1000厘泊·秒，从而保证膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或多种，从而缩短光固化组分的固化时间，同时兼顾产品成本。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光敏引发剂包括自由基引发剂和阳离子引发剂中的一种或多种，以更好地实现光固化树脂与光敏引发剂在紫外光线照射下快速进行固化交联反应。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化组分包括双固化硅树脂、光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，其中，双固化硅树脂包括光固化基团和湿气固化基团，从而实现对膏状热界面材料的光固化和湿气固化双重固化，降低了光固化基团在紫外光照射下固化的辐照能量，加快固化速度及提高固化效率，进而有效避免未固化的膏状热界面材料与传热工作介质接触，同时更好地兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化基团相对湿气固化基团的质量百分比为40％-70％，从而使得膏状热界面材料具有固化速度快、粘接力好、流动性好等特性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述光固化基团包括具有一个或多个可自由基固化的双键烯烃基团，所述湿气固化基团包括具有一个或多一个可缩合固化的硅烷氧基团，从而实现烯基基团在光敏引发剂促进下发生固化交联及实现硅烷氧基基团与交联剂在缩合催化剂的作用下发生交联聚合，以及保证双固化硅树脂与导热基础组分具有良好的相容性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，膏状热界面材料还包括湿气固化组分，光固化组分及湿气固化组分的质量之和相对导热基础组分的质量的百分比为5.05％-53％，从而实现对膏状热界面材料的光固化和湿气固化双重固化，以保证在芯片的四周边缘的膏状热界面材料能够快速发生固化交联反应，且完全固化，进而有效避免未固化的膏状热界面材料与传热工作介质接触，以及兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光固化组分相对湿气固化组分的质量百分比为40％-70％。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，湿气固化组分包括湿气固化硅油、交联剂和缩合催化剂，从而保证湿气固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。
第二方面，本申请提供了一种膏状热界面材料的制备方法，包括如下步骤：
将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，其中，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％。在制备膏状热界面材料的过程中，通过控制导热基础组分相对光固化组分之间的质量百分比，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，不仅能够实现膏状热界面材料的缝隙填充及导热功能，且保证所膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光的照射作用下发生固化交联而形成一圈具有一定强度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联，以保证热界面材料的导热性。解决在浸没液冷场景下，热界面材料很难同时兼备高导热性、与传热工作介质诸如氟化液兼容的问题。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合导热基础组分与光固化树脂，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合导热基础组分和双固化硅树脂，搅拌混合均匀，经除水汽、脱泡后得到基础浆料；以及向基础浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合所述导热基础组分与光固化树脂和湿气固化硅油，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
第三方面，本申请提供了一种浸没式冷却的电子设备，包括：
壳体，散热组件及传热工作介质；其中，壳体内部设置有密闭腔体；散热组件及传热工作介质均设置于密闭腔体内，散热组件浸没在传热工作介质中；
散热组件包括待散热器件，散热器及贴置于待散热器件和散热器之间的热界面层，热界面层包括导热层和围绕设置在导热层四周边缘的保护层，导热层为膏状物，保护层为基于如上的膏状热界面材料形成的固体物。采用本申请的电子设备，由于保护层围绕设置在导热层四周边缘，因此解决了膏状热界面材料与传热工作介质诸如氟化液存在的不兼容问题，进而提高散热组件的可靠性。此外，由于导热层配置为膏状物，因此膏状热界面材料能够更好地填充于界面间的空隙，从而降低界面热阻。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，待散热器件为芯片。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，导热层成分为膏状热界面材料。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，导热层成分为导热基础组分。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，导热层的面积小于或等于涂抹导热层的待散热器件的面积。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，电子设备为服务器。
本申请提供的膏状热界面材料及其制备方法和电子设备，基于膏状热界面材料包括导热基础组分和光固化组分，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％，不仅保证膏状热界面材料具有合适的粘度，以能够更好地填充于界面间的空隙以提高界面导热性，同时保证所膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于电子设备的散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光的照射作用下发生固化交联而形成一圈具有一定强度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联，以保证热界面材料的导热性。解决在浸没液冷场景下，热界面材料很难同时兼备高导热性、与传热工作介质诸如氟化液兼容的问题，进而提高散热组件的可靠性。如此，采用本申请的膏状热界面材料，适合配比的光固化组分和导热基础组分能够兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容性等性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是湿气固化硅油与氧烷类化合物及缩合催化剂进行缩合交联反应的原理示意图。
图2是本申请实施例提供的膏状热界面材料的制备过程的示意性流程图。
图3是本申请实施例提供的浸没式冷却的电子设备的结构示意图。
图4是图3中的电子设备的散热组件的剖视图。
主要元件符号说明
电子设备 1000
散热组件 100
壳体 200
密闭腔体 201
传热工作介质 300
间隙 101
密封腔 102
贴合区 103
第一区域 104
第二区域 105
待散热器件 10
发热表面 1010
散热器 30
热界面层 50
导热层 51
保护层 52
第一部分 521
第二部分 522
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面首先简单介绍本申请实施例中涉及的基础概念。
术语“膏状热界面材料”是指稠或稠硬的膏状物形式。膏状物也可阐述为非牛顿性、触变性或假塑性的液体或半固体基质或乳浆或膏糊。此外，可使用单一膏状组合物或可使用两种或两种以上具有不同释放曲线和/或包含不同活性物质的膏状组合物的组合。
烃基：烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫烃基，烃基一般用“-R”来表示。
cps：又称流体粘度，是一种粘度单位，单位是厘泊·秒。
邵氏硬度是指用邵氏硬度计测出的值的读数，它的单位是“度”，其描述方法分A、D两种，分别代表不同的硬度范围。
剪切粘接强度是材料或组件在剪切失效时抵抗屈服或结构失效类型的强度。
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，℃)，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/(m·K)，此处为K可用℃代替)。
需要说明的是，本文所述的“固化交联”是指所膏状热界面材料完全固化的状态。术语“完全固化”指其中材料中约100％可聚合基团反应的情况。术语“固化产物”指接受完全固化加工或处理的材料。
目前，热界面材料主要应用于风冷散热场景，尤其是膏状热界面材料。膏状热界面材料可以填充且无缝地紧贴于待散热器件界面及散热器界面之间，以实现更好的接触，提高导热性能。然而，随着待散热器件逐渐小型化，集成度越来越高，采用风冷散热方式对待散热器件散热逐渐不能够满足散热的需求。相较于风冷散热方式，液冷散热方式不仅提高了散热效率，同时降低了能耗，节省了空间。然而，当包含热界面材料的散热组件应用于浸没液冷散热场景时，热界面材料容易脱开待散热器件界面及散热器界面，从而大大降低待散热器件的散热效率。此外，热界面材料与传热工作介质诸如氟化液中的金属、非金属、高分子等材料存在的不兼容问题而导致散热组件的可靠性降低，例如热界面材料被液体溶胀腐蚀；热界面材料与待散热器件和散热器之间的界面粘接受影响；甚至出现内部侵蚀而损害待散热器件等硬件。
膏状热界面材料
本申请提供的膏状热界面材料包括导热基础组分和光固化组分。可以理解地，适合配比的光固化组分和导热基础组分能够兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。其中，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％，不仅保证膏状热界面材料具有合适的粘度，以能够更好地填充于界面间的空隙以提高界面导热性，同时保证所膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于电子设备的散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光照射的作用下发生固化交联而形成一圈具有一定强度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联，以保证热界面材料的导热性。解决在浸没液冷场景下，热界面材料很难同时兼备高导热性、与传热工作介质诸如氟化液兼容的问题，进而提高散热组件的可靠性。如此，采用本申请的膏状热界面材料，适合配比的光固化组分和导热基础组分能够兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容性等性能。
可选地，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为10％-40％，从而更好地兼顾膏状热界面材料的硬度、剪切粘接强度、导热性能、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。例如，在一些实施例中，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为但不局限于10％、12％、14％、16％、18％、20％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％或40％等等。
可以理解地，本申请的膏状热界面材料中加入光固化组分，从而相较于热固化组分等其它固化组分，光固化组分能够更好的实现仅对位于界面间的局部区域的膏状热界面材料进行固化交联反应。具体地，本申请的膏状热界面材料无缝地填充于散热组件的界面间，且位于界面的四周边缘的膏状热界面材料部分能够在紫外光照射下发生固化交联，从而避免未发生固化的膏状热界面材料与传热工作介质诸如氟化液接触，不仅解决膏状热界面材料与传热工作介质存在的不兼容问题，同时保证填充于散热组件的中部的膏状热界面材料不发生固化而保持膏状，以实现缝隙填充和散热功能，从而未固化的膏状热界面材料仍具有低界面热阻的特性。
由于本申请的膏状热界面材料应用于浸没液冷散热场景，该场景下传热工作介质如氟化液，与金属、非金属、高分子等材料可能存在不兼容问题，尤其像膏状热界面材料容易被液体工作介质发生溶胀腐蚀，而具有一定硬度的膏状热界面材料的固化产物不容易被传热工作介质溶胀腐蚀，从而保证位于界面中部的膏状热界面材料与传热工作介质隔离设置，进而解决了膏状热界面材料与传热工作介质诸如氟化液存在的不兼容问题，膏状热界面材料的固化产物的邵氏硬度为10A-60A。可选地，光固化组分在波长为100nm-400nm的紫外光照射下固化的辐照能量为大于或等于2000mj/cm2，从而能够确保光固化组分的固化产物的邵氏硬度达到10A-60A。可选地，在一些实施例中，膏状热界面材料的固化产物的邵氏硬度为20A-40A。例如，在一些实施例中，膏状热界面材料的固化产物的邵氏硬度为但不局限于10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、55A或60A等等。
在一些实施例中，光固化组分包括光固化树脂和光敏引发剂，以实现光固化组分在紫外光线(ultraviolet rays，UV)照射下能够快速固化。光固化树脂的重量份数为25-250份，光敏引发剂的重量份数为0.25-12.5份，从而保证光固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。例如，在一些实施例中，光固化树脂的重量份数可以为但不局限于25份、30份、50份、70份、90份、110份、130份、150份、170份、190份、210份、230份或250份等等。光敏引发剂的重量份数可以为但不局限于0.25份、0.3份、0.6份、0.9份、1.2份、1.5份、1.7份、1.9份、2.1份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或12.5份等等。光固化树脂相对导热基础组分的质量百分比为5％-50％，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，以实现膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的及具有较好的导热性能，同时保证光固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。光敏引发剂相对光固化树脂的质量百分比为1％-5％，从而保证光固化组分的固化量，同时兼顾产品成本。例如，在一些实施例中，光固化树脂相对导热基础组分的质量百分比可以为但不局限于5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等等。光固化树脂相对导热基础组分的质量百分比可以为但不局限于1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4.5％或5％等等。
其中，光固化树脂的粘度为5厘泊·秒(cps)-1000厘泊·秒，从而保证膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的。例如，在一些实施例中，光固化树脂的粘度为5cps、100cps、200cps、300cps、400cps、500cps、600cps、700cps、800cps、900cps或1000cps等等。光固化树脂具有较高的反应活性，在光敏引发剂的引发下，不仅能够快速固化，且实现对树脂的改性，改变树脂的粘合性能，以使膏状热界面材料满足各种特殊用途的需要。光固化树脂包括但不局限于丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或多种，从而缩短光固化组分的固化时间，同时兼顾产品成本。进一步地，丙烯酸树脂与环氧树脂与导热基础组合物的导热填料之间的亲和相容性好，有助于导热填料的均匀分布，以及降低了导热填料之间以及导热填料和光固化树脂及导热基础组合物的基础硅油之间的摩擦，明显改善了膏状热界面材料的加工流动性能。
丙烯酸树脂包括但不局限于单官能度丙烯酸酯树脂、多官能度丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂中的一种或多种。多官能度丙烯酸酯树脂包括但不局限于双官能度丙烯酸酯树脂、三官能度丙烯酸酯树脂、四官能度丙烯酸酯树脂中的一种或多种。环氧树脂包括但不局限于双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘环环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或多种。
光敏引发剂(Photoinitiator，PI)是一种能吸收辐射能，经激发发生光化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体(自由基或阳离子)的物质。光敏引发剂包括自由基引发剂和阳离子引发剂中的一种或多种，以更好地实现光固化树脂与光敏引发剂在UV照射下快速进行固化交联反应。具体地，丙烯酸树脂与自由基引发剂在UV照射下发生缩合交联反应，环氧树脂与阳离子引发剂在UV照射下发生缩合交联反应。其中，自由基光引发剂包括但不局限于羰基化合物类、染料类、金属有机类、含卤化合物、偶氮化合物、过氧化合物中的一种或多种。阳离子引发剂包括但不局限于鎓盐类、金属有机物类、有机硅烷类中的一种或多种。
导热基础组分的粘度为10000cps～500000cps，从而保证膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的，进而保证膏状热界面材料能够均匀且无缝地填充于芯片和散热结构之间。例如，在一些实施例中，导热基础组分的粘度为10000cps、40000cps、80000cps、120000cps、160000cps、200000cps、240000cps、280000cps、320000cps、360000cps、400000cps、440000cps、480000cps或500000cps等等。
可以理解地，导热基础组分可以为热界面材料。导热基础组分可以包括导热硅脂、导热凝胶等组分。导热硅脂以有机硅酮为主要原料，添加耐热、导热的材料，制成的导热型有机硅脂状复合物。其中，耐热材料包括但不局限于氧化铁、氧化铈中至少一种。导热材料包括但不局限于三氧化二铝、铝粉、银粉中至少一种。导热凝胶是一种以硅胶复合导热填充材料，经过搅拌、混合和封装制成的凝胶状导热材料。
导热基础组分包括基础硅油和导热填料，可选地还包括催化剂、稀释剂、助剂中的一种或多种，从而实现膏状热界面材料具有良好的散热功能。其中，基础硅油用于湿润导热填料并形成用于热界面材料的可分配流体。基础硅油包括但不局限于有机硅酮、二甲基硅油、苯甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、氨基硅油、甲基长链烷基硅油中的任意一种或多种。可选地，基础硅油包含被催化剂交联的一个或多个可交联基团，诸如乙烯基和氢化物官能团。
导热填料用于实现传热性能的提高。导热填料可以是导热且绝缘的材料，也可以是导热且导电的材料。导热填料是本领域已知的组分，本申请不做具体限定。导热填料包括但不局限于金属材料和非金属材料中的一种或多种。金属材料包括金属、金属氧化物、合金等中的一种或多种。金属包括但不局限于铝、铜、金、镍、银、锌、镍、锡、铟、铅等中的一种或多种。金属氧化物包括但不局限于铝氧、氧化镁、氧化铍、氧化铬、氧化钛、氧化锌等中的一种或多种。合金包括但不局限于铟-铋-锡合金、锡-铟-锌合金、锡-铟-银合金、锡-银-铋合金、锡-铋-铜-银合金、锡-银-铜-锑合金、锡-银-铜合金、锡-银合金、锡-银-铜-锌合金等中的一种或多种。非金属包括但不局限于陶瓷、碳纤维、石墨、钛酸钡、金刚石、氢氧化镁等中的一种或多种。陶瓷包括但不局限于氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化钛、氮化硅、碳化硅、碳化钨等中的一种或多种。导热填料的形状、填料类型、平均粒度和粒度分布等性质没有特别限制。
催化剂能够用于引发基础硅油发生反应，例如交联反应、加成反应等，以得到聚合物基础。在一些实施例中，催化剂能够用于催化与一种或多种基础硅油的混合物的反应。例如，当基础硅油包括乙烯基硅油和含氢硅油时，催化剂可以为铂材料催化剂。催化剂可以类别根据基础硅油的类别来选择，本申请不做具体限定。
稀释剂用于降低膏状热界面材料的粘度，以使膏状热界面材料中的各组分分散性更好以用于涂抹目的。稀释剂为反应性稀释剂，通常使用降低粘度的聚合物来降低膏状热界面材料粘度。这类反应性稀释剂应该与膏状热界面材料中的成份相容并且用于降低粘度而不会在涂抹之前不利地影响该组合物的特性(如贮存稳定性)也不会在涂抹之后不利地影响该组合物的特性(包括该组合物的固化速率和固化后物理特性)。
助剂可以是但不局限于填料改性剂、偶联剂、抑制剂、增强剂、稳定剂、消泡剂等。导热组合还包括一种或多种偶联剂。偶联剂起到与导热填料和基础硅油的聚合物基础两者相互作用的作用，以促进两种材料的界面处的强粘结。这有助于分离导热填料中的颗粒聚集体，将填料颗粒分散到聚合物基础中，并且使导热调了更好地粘附到聚合物基础。例如，偶联剂包括但不局限于烷基三烷氧基硅烷、有机金属化合物等。
可以理解地，由于导热基础组分中包含导热填料，因此导热填料会影响紫外线的光路径，从而容易导致光固化不完全的问题。
在一些实施例中，光固化组分包括双固化硅树脂、光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，其中，双固化硅树脂包括光固化基团和湿气固化基团，从而实现对膏状热界面材料的光固化和湿气固化双重固化，降低了光固化基团在紫外光照射下固化的辐照能量，加快固化速度及提高固化效率，进而有效避免未固化的膏状热界面材料与传热工作介质接触，同时更好地兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。其中，双固化硅树脂在波长为100nm-400nm的紫外光照射下固化的辐照能量为大于或等于1500mj/cm2，从而能够确保双固化硅树脂的固化产物的邵氏硬度达到10A-60A。
光固化基团相对湿气固化基团的质量百分比为40％-70％，从而使得膏状热界面材料具有固化速度快、粘接力好、流动性好等特性。可选地，光固化基团相对湿气固化基团的质量百分比为60％-70％。例如，在一些实施例中，光固化基团相对湿气固化基团的质量百分比为40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％。
光固化基团包括具有一个或多个可自由基固化的双键烯烃基团，湿气固化基团包括具有一个或多一个可缩合固化的硅烷氧基团，从而实现烯基基团在光敏引发剂促进下发生固化交联及实现烷氧基基团与交联剂在缩合催化剂的作用下发生交联聚合，以及保证双固化硅树脂与导热基础组分具有良好的相容性。双键烯烃基团包括但不局限于氰基乙基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基或辛烯基等等。可双固化有机硅树脂包括但不局限于聚硅氧烷丙烯酸酯树脂、甲基乙烯基硅树脂等等。
在一些实施例中，膏状热界面材料还包括湿气固化组分，以实现膏状热界面材料的光固化和湿气固化双重固化，以保证在芯片的四周边缘的膏状热界面材料能够快速发生固化交联反应，且完全固化，进而有效避免未固化的膏状热界面材料与传热工作介质接触。可以理解地，光固化组分和湿气固化组分的含量相对较高，导热基础组分的含量就相对较小，虽然含量高的光固化组分和湿气固化组分可以提高固化程度、剪切粘接强度等性能，但是含量低的导热基础组分会影响膏状界面材料的导热性能和流动分散性等性能。光固化组分与湿气固化组分的质量之和与导热基础组分的质量的百分比为5.05％-53％，以兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。
可选地，光固化组分相对湿气固化组分的质量百分比为40％-70％。例如，在一些实施例中，光固化组分相对湿气固化组分的质量百分比为40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％等等。
在一些实施例中，湿气固化组分包括湿气固化硅油、交联剂和缩合催化剂，以实现湿气固化组分在湿气环境下能够快速固化。湿气固化硅油的重量份数为22.5-125份、交联剂的重量份数为0.25-10份、缩合催化剂的重量份数为0.025-1份，从而保证湿气固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。湿气固化硅油与导热基础组分的质量百分比为2.5％-25％，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，以实现膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的及具有较好的导热性能，同时保证湿气固化组分能够固化形成一定硬度的固化产物。交联剂相对湿气固化硅油的质量百分比为1％-4％，从而保证湿气固化组分的固化量，同时兼顾产品成本。缩合催化剂与交联剂的质量百分比为5％-7.5％，从而缩短湿气固化组分的固化时间，同时兼顾产品成本。
其中，湿气固化硅油的粘度为5cps-1000cps，从而更好的实现与导热基础组分相容，且保证膏状热界面材料的各组分分散性更好以用于涂抹目的。湿气固化硅油为含羟基硅油，以保证湿气固化硅油的粘度为5cps-1000cps，同时湿气固化硅油能够湿润导热基础组分中的导热填料并形成用于热界面材料的可分配流体，且还有助于改善与导热基础组分的相容性。在一些实施例中，湿气固化硅油的粘度为100cps、200cps、300cps、400cps、500cps、600cps、700cps、800cps或900cps等等。
具体地，含羟基硅油为以重复的硅氧键为主链，以取代或非取代的烷基、取代或非取代的烷氧基、取代或非取代的环烷基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的烯基中的一种或多种为侧基，并以羟基封端的线型聚合物。取代或非取代的烷基包括但不局限于甲基、乙基、丙基、辛基、十一烷基、十八烷基、单价卤代烷基、氧取代的烷基、氮取代的烷基、氰基取代的烷基中的一种或多种。单价卤代烷基包括但不局限于氯代烷基、氟代烷基，其中，氯代烷基包括但不限于氯甲基和氯丙基；氟代烷基包括但不局限于氟甲基、2-氟丙基、3，3，3-三氟丙基、4，4，4-三氟丁基、4，4，4，3，3-五氟丁基、5，5，5，4，4，3，3-七氟戊基、6，6，6，5，5，4，4，3，3-九氟己基、和8，8，8，7，7-五氟辛基中的一种或多种。氮取代的烷基包括但不局限于氨基烷基。氰基取代的烷基包括但不局限于氰乙基、氰丙基中的一种或多种。取代或非取代的烷氧基包括但不局限于缩水甘油醚氧基烷基。取代或非取代的环烷基包括但不局限于环己基、氯代环烷基、氟代环烷基，其中，氯代环烷基包括但不局限于2，2-二氯环丙基、2，3-二氯环戊基中的一种或多种；氟代环烷基，如2，2-二氟环丙基、2，3-二氟环丁基、3，4-二氟环己基、和3，4-二氟-5-甲基环庚基中的一种或多种。取代或非取代的芳基包括但不局限于苯基、甲苯基、二甲苯基乙烯基中的一种或多种。取代或非取代的烯基包括但不局限于乙烯基。在本实施例中，侧基均为甲基。
交联剂为硅氧烷类化合物，以更好地实现含羟基硅油与交联剂在湿气环境下进行固化交联反应。硅氧烷类化合物包含烷基、烷氧基、乙酸基、丙酮基、肟基、醇烷基、酰胺基、乙酰氧基中的一种或多种基团。缩合催化剂包括锡化合物、钛化合物、胍烃基烷氧基硅烷、锆化合物、金属羧酸盐中的一种或多种，以实现含羟基硅油与交联剂在湿气环境下快速进行固化交联反应。
请参阅图1，图1是湿气固化硅油与硅氧烷类化合物及缩合催化剂进行缩合交联反应的原理示意图。其中，湿气固化硅油为含羟基硅油；在湿气和缩合催化剂的作用下，含羟基硅油与硅氧烷类化合物进行缩合交联反应而生成具有一定硬度的固化产物。
膏状热界面材料的制备方法
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的膏状热界面材料的制备过程的示意性流程图。
膏状热界面材料的制备方法包括如下步骤。
步骤S201，将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，其中，光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％。
其中，导热基础组分及光固化组分的具体细节可以参见上述描述，在此不再赘述。在制备膏状热界面材料的过程中，通过控制导热基础组分与光固化组分之间的质量百分比，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，不仅能够实现膏状热界面材料的缝隙填充及导热功能，且保证所膏状热界面材料发生固化交联后能够形成具有一定硬度的固化产物。如此，在膏状热界面材料填充于散热组件的界面间的空隙后，位于界面的四周边缘的光固化组分在紫外光照射下发生固化交联而形成一圈具有一定硬度的保护层，而位于界面的中部的光固化组分不发生固化交联，从而解决膏状热界面材料与传热工作介质诸如氟化液存在的不兼容问题，进而提高散热组件的可靠性，同时保证膏状热界面材料兼具有高导热和低界面热阻的特性。
将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，具体包括：
混合导热基础组分与光固化树脂，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
本申请将上述技术方案的光固化组分与导热基础组分混合，以得到膏状热界面材料。为了使得到的膏状热界面材料具有更优选的性能，本申请优先首先将上述光固化组分的光固化树脂与导热基础组分混合，有助于导热填料的均匀分布，以及降低了导热填料之间以及导热填料和光固化树脂及导热基础组合物的基础硅油之间的摩擦，明显改善了膏状热界面材料的加工流动性能。此外，光固化树脂先与导热基础组分混合，从而可以避免光固化树脂与光敏引发剂在紫外光的照射下发生交联固化反应，且保证膏状界面材料的各个性能的均匀一致性。为了使光固化树脂先与导热基础组分混合均匀，光固化树脂先与导热基础组分加入高速混合机进行真空搅拌混合。其中，混合温度大致为80～90℃，搅拌时间大致为60min-120min，可选地为100min，搅拌速度为1500rpm-2500rpm可选地为2000rpm。本申请对混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备热界面材料的技术方案即可。
得到混合料液后，抽真空排出混合料液中的水分和气泡，得到脱泡和去水后的混合浆料，从而能够避免后续加入的光敏引发剂后与可光固化树脂发生交联固化反应，以及能够制得性能较好的膏状热界面材料。得到混合浆料后，在密闭遮光环境下将混合浆料与光敏引发剂加入高速混合机进行真空搅拌混合。其中，混合温度大致为室温(25～30℃)，搅拌时间大致为20min-40min，可选地为30min，搅拌速度为1500rpm-2500rpm可选地为2000rpm，以得到膏状热界面材料半成品。得到膏状热界面材料半成品后，冷却膏状热界面材料半成品至预设温度，例如室温，以得到膏状热界面材料成品。本申请对冷却的方法没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的技术方案即可。
在一些实施例中，光固化组分包括双固化硅树脂、光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂。将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，具体包括：混合导热基础组分和双固化硅树脂，搅拌混合均匀，经除水汽、脱泡后得到基础浆料；以及向基础浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
在一些实施例中，膏状热界面材料还包括导热基础组分、光固化组分和湿气固化组分。将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，具体包括：混合导热基础组分、光固化组分及湿气固化组分，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。其中，光固化组分与湿气固化组分的质量之和相对导热基础组分的质量的百分比为5.05％-53％，以兼顾平衡膏状热界面材料的硬度、剪切强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能。可选地，光固化组分及光固化组分的质量与导热基础组分的质量的百分比均为2.5-26.5wt％。
在一些实施例中，湿气固化组分包括可湿化固化硅油、交联剂和缩合催化剂，以实现湿气固化组分在湿气环境下能够快速固化。混合导热基础组分、光固化组分及湿气固化组分，具体包括：
混合导热基础组分和光固化树脂及湿气固化硅油，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
在一些实施例中，将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，具体包括：将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料半成品；以及混合膏状热界面材料半成品和可湿化固化组分，得到膏状热界面材料，从而避免可湿化固化组分遇湿气而发生交联固化反应。
本申请提供的膏状热界面材料采用上述光固化组分和导热基础组分，并将光固化组分和导热基础组分混合均匀，以得到具有较好的导热性能、粘接力和硬度的膏状热界面材料，使得本申请提供的膏状界面材料能够兼具有高热导率和低界面热阻。本申请提供的膏状热界面材料的制备方法简单，易于操作，适合于进行大规模工业生成。
膏状热界面材料的应用
请一并参阅图3和图4，图3所示为本申请实施例提供浸没式冷却的电子设备1000的结构示意图；图4所示为散热组件100的结构示意图。电子设备1000包括散热组件100、壳体200及传热工作介质300。壳体200内部设置有密闭腔体201。散热组件100及传热工作介质300均设置于密闭腔体201内，且散热组件100浸没在传热工作介质300中。散热组件100包括待散热器件10、散热器30以及贴置于待散热器件10和散热器30之间的热界面层50。热界面层50包括导热层51和围绕设置在导热层51四周边缘的保护层52。导热层51为膏状物，保护层52为基于如上的膏状热界面材料形成的固体物。采用本申请的电子设备1000，由于保护层52围绕设置在导热层51四周边缘，解决了导热层51的膏状热界面材料与传热工作介质300诸如氟化液存在的不兼容问题，进而提高散热组件的可靠性。此外，由于导热层51配置为膏状物，因此膏状热界面材料能够更好地填充于界面间的空隙，从而降低界面热阻。
本领技术人员应当理解的是，图3仅是电子设备1000的示例，并不构成对电子设备1000的限定，且电子设备1000可以包括比图3所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备1000还可以包括但不限于散热组件固定支架、与待散热器件10连接的输入输出接口等。
其中，待散热器件10包括但不局限于芯片或其它发热元器件。芯片包括但不局限于中央处理器(central processing unit，CPU)等。散热器30包括但不局限于散热片等。传热工作介质300包括但不局限于氟碳介质、氟胺类介质等氟化液。由于热界面材料与传热工作介质300中的金属、非金属、高分子等材料存在不兼容问题而导致散热组件的可靠性降低，因此本申请将导热层51配置为膏状物，保护层52配置为固体物，从而保护层52能够在导热层51的四周边缘形成一圈，以避免呈膏状的导热层51暴露于传热工作介质300中，不仅解决膏状热界面材料与传热工作介质300存在不兼容问题而导致散热组件的可靠性降低，同时膏状的导热层51能够无缝地填充于待散热器件10和散热器30之间还能够增加散热效率。电子设备1000为服务器。在一些实施例中，电子设备1000还可以为但不局限于计算机、电动汽车、光伏设备等。
在一些实施例中，导热层51的面积等于涂抹导热层51的待散热器件10的面积，即导热层51完全覆盖待散热器件10，且保护层52位于待散热器件10外，从而增大膏状物与待散热器件10的接触面积，进一步降低界面热阻。具体地，待散热器件10与散热器30正对设置。待散热器件10包括朝向散热器30的发热表面1010。导热层51完全贴置于发热表面1010上，此时导热层51的面积等于发热表面1010的面积。
在其它一些实施例中，导热层51的面积小于涂抹导热层51的待散热器件10的面积，即导热层51部分覆盖待散热器件10，保护层52至少部分位于待散热器件10内。具体地，导热层51和至少部分保护层52均贴置于发热表面1010上，此时导热层51的面积小于发热表面1010的面积，从而进一步避免膏状热界面材料与传热工作介质接触，进而提升膏状热界面材料与传热工作介质300之间的兼容性。
导热层51通过保护层52与传热工作介质300隔离设置，以使得导热层51包裹在中间，从而避免导热层51与传热工作介质300接触，进而解决膏状热界面材料与传热工作介质300存在不兼容问题而导致散热组件10的可靠性降低。具体地，保护层52与待散热器件10和散热器30之间形成密封腔102，导热层51容置于密封腔102内。保护层52包括与待散热器件10和散热器30接触的第一部分521和相对待散热器件10和散热器30裸露的第二部分522。第一部分521通过第二部分522与传热工作介质300隔离设置，第二部分522与传热工作介质300接触，从而延长了导热层51与传热工作介质300之间的距离，进一步保证提升导热层51与传热工作介质300在浸没液冷场景下长期兼容性。在一些实施例中，保护层52还可以仅包括与待散热器件10和散热器30接触的第一部分521；或者，仅包括相对待散热器件10和/或散热器30裸露的第二部分522。
可选地，保护层52的邵氏硬度大致为10A-60A，从而避免保护层52的硬度不够而在热界面层50与待散热器件10和/或散热器30之间出现界面脱开的问题，进而保证在导热层51的四周边缘形成具有保护功能的保护层52，以避免导热层51与传热工作介质300接触、提升热界面层50与传热工作介质300在浸没液冷场景下长期兼容性。具体地，在膏状热界面材料填充于待散热器件10和散热器30之间形成的间隙101后，将散热组件100的热界面层50暴露于紫外光环境；或者包括于紫外光环境和湿气环境中，例如暴露于空气中，以使位于热界面层50的四周边缘的膏状热界面材料发生交联固化而形成保护层52。
在一些实施例中，导热层51和保护层52的材料相同。导热层51成分和保护层52成分均为膏状热界面材料，即上述膏状热界面材料填充于待散热器件10和散热器30之间形成的间隙101内，以形成热界面层50。具体地，待散热器件10与散热器30之间形成贴合区域103。贴合区域103包括第一区域104和围绕设置在第一区域104四周边缘的第二区域105。第一区域104内填充有膏状热界面材料，以形成导热层51；第二区域105内也填充有膏状热界面材料，且固化交联形成保护层52，从而简化散热组件100的组装，且导热层51和保护层52之间能够实现无缝密合，保证待散热器件10能够通过热界面层50将热量均匀及时地传递至散热器30，达到高效的散热效果。
在其它一些实施例中，导热层51和保护层52的材料不同。导热层51成分为导热基础组分，保护层52为膏状热界面材料。具体地，第一区域104内填充有导热基础组分，以形成导热层51，导热层51填充于待散热器件10和散热器30之间形成的间隙101内，进而保证界面导热性；第二区域105内填充有膏状热界面材料，从而实现膏状热界面材料的光固化组分在紫外光照射下固化交联形成保护层52，从而提高了导热基础组分在膏状热界面材料中的占比，进而保证了导热层51的导热性能、粘接力等性能，以及降低了生成成本。此外，由于导热层51不含湿气固化组分，因此保护层52在固化交联时保证导热层51始终不会发生固化交联，从而提高了导热层51与待散热器件10和散热器30之间的互联密度和热传导性能。需要说明的是，导热基础组分和膏状热界面材料可以通过但不局限于通过喷涂、滚涂等方式涂抹于待散热器件10和/或散热器30上。
本申请提供的散热组件100，基于采用热界面层50和传热工作介质300对待散热器件10进行散热。具体地，在散热组件100浸没于传热工作介质300中或被传热工作介质300喷淋时，待散热器件10产生的热量能过通过热界面层50传导至散热器30，进一步通过传热工作介质300进行传导，从而大大提高了散热组件100的散热效率。此外，在待散热器件10与散热器30的内部缝隙内，导热层51的材料保持不固化交联的膏状状态，从而更好的实现缝隙填充散热功能；在待散热器件10与散热器30的四周边缘形成一圈具有一定硬度的保护层52，避免导热层51暴露于传热工作介质300中，进而提升热界面层50与传热工作介质300在浸没液冷场景下长期兼容性。
因此，采用本申请的膏状热界面材料，不仅能够提升与传热工作介质300的兼容性，同时不影响膏状热界面材料自身的散热功能，从而保证膏状热界面材料中的各组分的性能均衡、协调互补性及稳定性，即平衡了膏状热界面材料的硬度、粘接力、导热性能、与传热工作介质300兼容性等性能。
为了进一步说明本申请，下面结合实施例对本申请提供的膏状热界面材料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本申请保护范围的限定。此外，依据本公开，本领域内的那些技术人员应当认可，无需背离权利要求中所列的本发明的精神和范围，可以对公开的特定实施方案进行许多变化，并仍可得到相似或类似的结果。
以下结合具体实施例对本申请实施例提供的膏状热界面材料进行详细地介绍。需要说明的是，以下实施例1至实施例6和对比例中的导热基础组分具有相同的组成成分和含量。
实施例1
在本申请实施例的一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，双官能度丙烯酸酯树脂50份，自由基引发剂1.5份。
膏状热界面材料的制备方法为：将导热基础组分与双官能度丙烯酸酯树脂置于85℃下真空搅拌100min，搅拌速度为2000rpm，以得到混合料液；抽真空排出水分和气泡，以得到混合浆料；冷却至室温，向混合浆料中加入自由基引发剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
实施例2
在本申请实施例的另一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，双酚A环氧树脂100份，阳离子引发剂1份。
膏状热界面材料的制备方法为：将导热基础组分与双酚A环氧树脂置于85℃下真空搅拌10min，搅拌速度为2000rpm；抽真空排出水分和气泡，以得到混合浆料；冷却至室温，向混合浆料中加入阳离子引发剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
实施例3
在本申请实施例的又一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，三官能度丙烯酸酯树脂250份，自由基引发剂10份。
膏状热界面材料的制备方法为：将导热基础组分与三官能度丙烯酸酯树脂置于85℃下真空搅拌10min，搅拌速度为2000rpm；抽真空排出水分和气泡，冷却至室温，向混合浆料中加入自由基引发剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
实施例4
在本申请实施例的又一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，环氧改性丙烯酸酯树脂25份，自由基引发剂0.5份。
膏状热界面材料的制备方法为：将40000cps的导热基础组分和环氧改性丙烯酸酯置于85℃下真空搅拌10min，搅拌速度为2000rpm；抽真空排出水分和气泡，冷却至室温，向混合浆料中加入自由基引发剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
实施例5
在本申请实施例的又一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，乙烯基改性硅油树脂100份(乙烯基和硅烷氧基团的质量比为6：4)，自由基引发剂0.8份，交联剂2.4份。
膏状热界面材料的制备方法为：将导热基础组分和环氧改性丙烯酸酯置于85℃下真空搅拌10min，搅拌速度为2000rpm；抽真空排出水分和气泡，冷却至室温，向混合浆料中加入自由基引发剂和交联剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
实施例6
在本申请实施例的又一种实现方式中，提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份，双官能度丙烯酸酯树脂100份，自由基引发剂1.5份，含羟基硅油60份，交联剂1.8份、催化剂0.18份。
膏状热界面材料的制备方法为：将导热基础组分和双官能度丙烯酸酯树脂和含羟基硅油置于85℃下真空搅拌10min，搅拌速度为2000rpm；抽真空排出水分和气泡，冷却至室温，向混合浆料中加入自由基引发剂、交联剂和催化剂，真空搅拌30min，搅拌速度为2000rpm，以得到膏状热界面材料成品。
对比例
对比例提供了一种膏状热界面材料，包括以下重量份数的原料组成：导热基础组分为500份。
为进一步说明本申请实施例提供的膏状热界面材料能够兼具良好的硬度、剪切粘接强度、导热性、粘接力、以及与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性等性能，对实施例1至实施例4及对比例中提供的膏状热界面材料进行硬度测试、剪切粘接强度测试、导热系数测试以及与氟化液兼容可靠性测试。为方便描述，将实施例1至实施例6中的测试试样分别记为试样1至试样6，及将对比例中的测试式样记为对比试样。其中，硬度测试是将膏状热界面材料成品涂覆制作2mm厚度的圆片样品，固化交联后通过邵氏硬度计对各个测试试样的硬度进行检测。剪切粘接强度测试是将膏状热界面材料成品均匀涂覆12.5mm*25mm在不锈钢金属片上，金属片首尾搭接，固化交联后通过剪切粘接强度测试仪对各个测试试样的剪切粘接强度进行检测，其中，拉伸速度为10mm/min。导热系数测试是将膏状热界面材料成品涂覆在金属模具上，然后通过激光导热仪对各个测试试样的导热系数进行检测。与氟化液兼容可靠性测试是将膏状热界面材料成品均匀涂覆在散热组件的芯片界面上，摊开为薄薄的一层，然后装配散热结构。在芯片的四周边缘的膏状热界面材料中的光固化组分在紫外光照射下进行充分固化交联，待四周边缘的膏状热界面材料完全固化后浸没在传热工作介质诸如氟化液中进行兼容可靠性验证，观察是否存在膏状热界面材料被氟化液溶胀、溶解、界面脱开等不良现象。
表一 试样1至试样4和对比试样的性能测试结果
Figure BDA0003796162840000151
Figure BDA0003796162840000161
由表一可以看出，对比例的膏状热界面材料与贴合界面脱开，且被氟化液溶解泡出，本申请实施例1至实施例3的膏状热界面材料与氟化液兼容可靠性无不良现象，邵氏硬度达到30A-60A，剪切粘接强度达到0.2MPa-2.1MPa，这表明将膏状热界面的四周边缘固化交联后能够改善膏状热界面材料与氟化液之间的兼容可靠性，此外芯片能够通过膏状热界面传递热量，同时还能够通过氟化液传递热量，满足了散热组件的散热要求。进一步地，实施例3的膏状热界面材料的导热系数为2.10W/m.K，与氟化液兼容可靠性无不良现象，而实施例4的膏状热界面材料的导热系数可以达到3.1W/m.K，而膏状热界面材料与贴合界面脱开，这表明过高的湿化组合物的含量会降低膏状热界面材料的导热系数，且过低的湿化组合物的含量会降低与氟化液兼容可靠性。特别地，试样1和试样2的导热系数可以达到2.90W/m.K-3.0W/m.K，且与氟化液兼容可靠性无不良现象；试样5和试样6的导热系数均达到3.0W/m.K，且均与氟化液兼容可靠性无不良现象，这表明本申请实施例提供的膏状热界面材料具有良好的导热性能以及提升与浸没式液冷系统的传热工作介质兼容可靠性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (25)

1.一种膏状热界面材料，其特征在于，包括导热基础组分和光固化组分，所述光固化组分相对所述导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％。
2.如权利要求1所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化组分相对所述导热基础组分的质量百分比为10％-40％。
3.如权利要求1或2所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述膏状热界面材料的固化产物的邵氏硬度为10A-60A。
4.如权利要求1至3任一项所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化组分包括光固化树脂和光敏引发剂。
5.如权利要求4所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化树脂相对所述导热基础组分的质量百分比为5％-50％。
6.如权利要求4所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光敏引发剂相对所述光固化树脂的质量百分比为1％-5％。
7.如权利要求4所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化树脂的粘度为5-1000厘泊·秒。
8.如权利要求4所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或多种。
9.如权利要求4所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光敏引发剂包括自由基引发剂和阳离子引发剂中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化组分包括双固化硅树脂、光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，其中，所述双固化硅树脂包括固化基团和湿气固化基团。
11.如权利要求10所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化组分基团相对湿气固化基团的质量百分比为40％-70％。
12.如权利要求11所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化基团包括具有一个或多个可自由基固化的双键烯烃基团，所述湿气固化基团包括具有一个或多一个可缩合固化的硅烷氧基团。
13.如权利要求1所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述膏状热界面材料还包括湿气固化组分，所述光固化组分及所述湿气固化组分的质量之和相对导热基础组分的质量的百分比为5.05％-53％。
14.如权利要求13所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述光固化组分相对湿气固化组分的质量百分比为40％-70％。
15.如权利要求13所述的膏状热界面材料，其特征在于，所述湿气固化组分包括湿气固化硅油、交联剂和缩合催化剂。
16.一种膏状热界面材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料，其中，所述光固化组分相对导热基础组分的质量百分比为5.05％-53％。
17.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合所述导热基础组分与光固化树脂，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
18.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合导热基础组分和双固化硅树脂，搅拌混合均匀，经除水汽、脱泡后得到基础浆料；以及向基础浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
19.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述将导热基础组分和光固化组分搅拌混合均匀包括：
混合所述导热基础组分与光固化树脂和湿气固化硅油，经除水汽、脱泡后得到混合浆料；
向混合浆料中加入光敏引发剂、交联剂和缩合催化剂，搅拌混合均匀，得到膏状热界面材料。
20.一种浸没式冷却的电子设备，其特征在于，包括：
壳体，散热组件及传热工作介质；其中，所述壳体内部设置有密闭腔体；所述散热组件及所述传热工作介质均设置于密闭腔体内，所述散热组件浸没在传热工作介质中；
所述散热组件包括待散热器件，散热器及贴置于待散热器件和散热器之间的热界面层，所述热界面层包括导热层和围绕设置在导热层四周边缘的保护层，所述导热层为膏状物，所述保护层为基于如权利要求1-15任一项的膏状热界面材料形成的固体物。
21.如权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述待散热器件为芯片。
22.如权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述导热层成分为膏状热界面材料。
23.如权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，所述导热层成分为导热基础组分。
24.如权利要求20-23任一项所述的电子设备，其特征在于，所述导热层的面积小于或等于涂抹所述导热层的所述待散热器件的面积。
25.如权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为服务器。
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