CN1827720A - 传热元件的制备和散热构造 - Google Patents
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Abstract
一种传热元件,其通过下述方法制备:将一种硅氧烷组合物涂在一个基体上形成一种未固化的硅氧烷涂层,并且加热固化该涂层形成一种包括外表面侧上的固化表层和内表面侧上的低硬度层的硅氧烷传热体。该硅氧烷组合物包括(a)一种具有烯基的有机聚硅氧烷,(b)一种传热填料,(c)一种具有Si-H基团的有机氢聚硅氧烷,(d)一种加成反应催化剂,和(e)一种具有能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用被传热填料为载荷的硅氧烷组合物制备传热元件的方法。该传热元件插在发热电子元件的热界面与散热元件例如散热片或电路板之间,该散热元件能够散去电子元件中产生的热。本发明还涉及一种包括上述相同元件的散热构造。
背景技术
目前,用于电子设备中的CPU、驱动器IC、存储器和其它电子芯片已经在具有更高性能、更高的操作速度、减小体积和更高集成度的方面有了很大的进步,它们自身产生大量的热。通过这种热而造成的芯片的温度上升会导致故障并且甚至损坏芯片。因此,已经提出了很多为此而使用的散热技术和散热元件用于在操作过程中限制芯片温度的升高。
现有技术中的电子设备等,将使用具有高导热性的金属板如铝或铜等的散热元件,其通常是指散热片,与发热元件联合使用,用来在操作过程中限制发热元件中的任何温度升高。一种促进发热元件中产生的热传送到散热元件中的方法是在发热元件与散热元件之间插入一个挠曲片。该挠曲片能确保发热元件向散热元件进行有效地传热。
在这点上,增加挠曲片与发热元件和散热元件之间的接触度将减少接触热阻并且增加散热效率。在这种情况中,挠曲片具有高硬度,必须将更高的应力施加在挠曲片与发热元件和散热元件上使它们能更紧密地接触从而减少接触热阻,但是这样对两个元件都会产生有害的影响。
如果该挠曲片的硬度低,那么不施加大量的应力,就可以增加挠曲片与发热元件和散热元件之间的接触度。然而,已经知道硬度低的挠曲片具有在处理时可被拉伸的缺点,并且由于在表面上增加的粘性该挠曲片很难处理。
为了解决上述问题,采用了一种联合技术例如通过在高硬度的片材上放置一种低硬度的片材。该技术能够制造一种复合片材,其容易处理并且在低应力的条件下提供了高接触度。然而该技术需要复杂并且费时的制造步骤,从而导致了产率降低和成本增加的缺点。
对于相关的技术,可以参考JP-A 2002-33427和JP-A 2002-261206。
发明内容
本发明的一个目的是通过一个简单的步骤制备一种传热元件的方法,该传热元件能够提供紧密的接触并且容易处理,并且其插在一种发热元件例如电子元件和一种散热元件之间。另一个目的是提供一种包括上述相同元件的散热构造。
发明人已经发现,通过将一种包括如下物质的硅氧烷组合物涂在一种基体上形成一种未固化的硅氧烷涂层,(a)一种在分子上具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷,(b)一种传热填料,(c)一种在分子上平均具有至少两个硅键合氢原子(即Si-H基团)的有机氢聚硅氧烷,(d)一种铂族基底的加成反应催化剂,和(e)一种在分子中具有一个能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物,该涂层具有与该基体相连接的内表面和与环境接触的外表面,并且加热固化该涂层,由此基本上一步就得到一种硅氧烷传热体,该硅氧烷传热体包括外表面上的固化表层和内表面上的比该固化表层具有更低固化度和更低硬度的缓冲层。当将该硅氧烷传热体放置在发热元件例如电子元件和散热元件等之间时,其提供有效的热转移同时具有接触紧密和容易处理的优点。
因此,本发明提供一种制备传热元件的方法,其包括如下步骤:将一种包括组分(a)至(e)的热传导硅氧烷组合物涂在一种基体上形成一种未固化的硅氧烷涂层,该涂层具有外表面和与该基体相连接的内表面,并且加热固化该未固化的硅氧烷涂层形成一种硅氧烷传热体,该硅氧烷传热体包括外表面上的固化表层和内表面上的比所述固化表层具有更低硬度的层。该热传导硅氧烷组合物包括
(a)100重量份的在分子上具有至少两个烯基的一种有机聚硅氧烷,
(b)300至5,000重量份的一种传热填料,
(c)一种在分子上平均具有至少两个硅键合氢原子(即Si-H基团)的有机氢聚硅氧烷,其中组分(c)中的Si-H基团与组分(a)中烯基的摩尔比为0.5至10.0,
(d)一种铂族基底的加成反应催化剂,其中基于组分(a)的重量,铂族金属元素的量为0.1至1,000ppm,和
(e)一种在分子中具有一个能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物,其中组分(e)中烯基与组分(c)中Si-H基团的摩尔比为0.01至1.5。
另外,在此还预期一种散热构造,其中通过本发明方法制备的传热元件的低硬度层是与发热元件相接触的。
根据本发明方法,可以通过基本上一步的方法简单制造一种具有高效传热、接触紧密和易于处理的传热元件。
具体实施方案
制备根据本发明的传热元件时,使用一种包括如下物质的热传导硅氧烷组合物:(a)一种在分子上具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷,(b)一种传热填料,(c)一种在分子上具有平均至少两个硅键合氢原子(即Si-H基团)的有机氢聚硅氧烷,(d)一种铂族基底的加成反应催化剂,和(e)一种在分子上具有一个能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物。
在此处所使用的组分(a)是一种在分子上具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷。通常,优选其具有一个基本上由重复的二有机硅氧烷单元组成的主链部分。组分(a)的说明性实例包括通式(1)至(3)的有机聚硅氧烷。
其中R1各自独立地是脂肪族的不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基,X为烯基,下标a和b各自为至少是0的整数,c为至少是1的整数,以及d为至少是2的整数。
R1所代表的合适的脂肪族的不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基一般是1至10个碳原子的烃基,更一般是1至6个碳原子的烃基,并且包括但并不限于烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基和十二烷基;环烷基如环戊基、环己基和环庚基;芳基例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和联苯基;芳烷基例如苄基、苯乙基、苯丙基和甲基苄基;以及上述基团的被取代形式,其中一些或全部与碳原子相连接的氢原子可被卤素原子(例如氟、氯、溴)或氰基替代,例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基和3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基。其中,1至3个碳原子的取代或未取代的烷基例如甲基、乙基、丙基、3,3,3-三氟丙基和氰乙基,以及苯基是优选的。甲基和苯基是更优选的,最优选的是甲基。R1的所有基团可以是相同的或不同的。
X所代表的合适的烯基通常是约2至约8个碳原子的烯基,以及包括但不限于乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基和环己烯基。其中,低级烯基例如乙烯基和烯丙基是优选的,最优选的是乙烯基。并不必需分子上所有的X基团都是相同的。
下标a为至少是0的整数,优选符合10≤a≤10,000,更优选满足50≤a≤2,000,甚至更优选满足100≤a≤1,000。下标b为至少是0的整数,理想的是符合0≤b/(a+b)≤0.5,更理想的是满足0≤b/(a+b)≤0.1。下标c为至少是1的整数,理想的是符合0<c/(a+c)≤0.5,更理想的是满足0<c/(a+c)≤0.1。下标d为至少是2的整数,理想的符合0<d/(a+d)≤0.5,更理想的是满足0<d/(a+d)≤0.1。
该有机聚硅氧烷可以单独使用或与另一个或更多一起混合使用。
组分(b)是一种传热填料。在此所使用的合适的填料包括通常用作传热填料的材料,例如非磁性金属如铜和铝,金属氧化物如氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化铁红、氧化铍、二氧化钛和氧化锆,金属氮化物如氮化铝、氮化硅和氮化硼,人造金刚石,以及硅化物如碳化硅。
传热填料是以微粒的形式并且可以具有0.1至100μm的平均粒径,理想的是为0.2至50μm,更优选的是0.5至30μm。具有小于0.1μm的平均粒径,一些组合物的粘性太高而无法形成。如果平均粒径大于100μm,一些形成的组合物可能不具有平滑的表面和所需要的热性能。填料可以单独使用或与另一个或更多一起混合使用。也可以使用两种或更多种具有不同平均粒径的微粒的混合物。在此所使用的“平均粒径”是作为重量平均值或粒径分布测量中的中值直径确定,通常是通过激光衍射的方法测量的。
基于每100重量份的组分(a),配混的传热填料(b)的合适的量是300至5,000重量份,优选是500至3,000重量份。如果填料量太多,很难使固化的组合物达到所需要的挠曲性,因此不能得到所需要的紧密接触度。如果填料的量太少就不能提供所需要的热转移。
组分(c)是一种在分子上具有平均至少两个硅键合氢原子(即Si-H基团)的有机氢聚硅氧烷,合适的有机氢聚硅氧烷包括平均结构式为(4)至(6)的有机氢聚硅氧烷,其可被单独地使用或与另一个或更多一起混合使用。
其中,R2各自独立地是脂肪族不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基,下标e、f、g和h各自为至少是0的正数。
在式(4)至(6)中,R2所代表的合适的脂肪族不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基一般是1至10个碳原子的烃基,更一般地是1至6个碳原子的烃基,并且包括且并不限于烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基和十二烷基;环烷基例如环戊基、环己基和环庚基;芳基例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和联苯基;芳烷基例如苄基、苯乙基、苯丙基和甲基苄基;以及上述基团的被取代形式,其中一些或全部与碳原子相连接的氢原子可被卤素原子(例如氟、氯、溴)或氰基替代,例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基和3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基。其中,1至3个碳原子的取代或未取代的烷基例如甲基、乙基、丙基和3,3,3-三氟丙基,以及苯基是优选的。并不需要所有的R2取代基都是相同的。
在式(4)至(6)中,下标e为包括0在内的正数,优选1至100。f、g和h各自为包括0在内的正数。理想地,f为至少是2的正数,g为至少是1的正数,以及h为大于0的正数。更理想地,f为4至100的正数,g为3至100的正数,以及h为2至100的正数。
被混合的组分(c)的量为组分(c)中Si-H基团与组分(a)中烯基的摩尔比为0.5∶1至10.0∶1,优选为0.8∶1至5.0∶1。如果该比率小于0.5,该组合物会固化不足。而如果该比率大于10.0,该组合物会在形成时发泡。
组分(d)是一种铂族基底的加成反应催化剂,其用来促进组分(a)中烯基与组分(c)中Si-H基团之间的加成反应。在此可以使用任何已知的通常用在氢化硅烷化反应中的催化剂。例子包括元素铂族的金属例如铂(包括铂黑)、铑和钯,铂氯化物如H2PtCl4·nH2O、H2PtCl6·nH2O、NaHPtCl6·nH2O、KHPtCl6·nH2O、Na2PtCl6·nH2O、K2PtCl4·nH2O、PtCl4·nH2O、PtCl2和Na2HPtCl4·nH2O,其中n为0至6的整数,优选0或6,氯铂酸和氯铂酸盐,醇改性的氯铂酸(见USP 3,220,972),氯铂酸与烯烃的复合物(见USP 3,159,601、USP 3,159,662和USP 3,775,452),铂族金属如铂黑和负载在如矾土硅石和碳等载体上的钯,铑-烯烃复合物,氯代三(三苯基膦)铑(Wilkinson催化剂)以及铂氯化物、氯铂酸或氯铂酸盐与含乙烯基的硅氧烷尤其是含乙烯基的环状硅氧烷的络合物。
组分(d)以催化量使用,通常基于组分(a)的重量,给出的铂族元素的量约为0.1至1,000ppm,理想地约为0.5至500ppm,更理想地约为1.0至200ppm。如果小于0.1ppm则太少而不能使组合物固化,而如果大于1,000ppm则浪费。
组分(e)是一种在分子上具有一个能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物。其有助于在传热元件的外表面上形成表层。在此所使用的挥发性化合物并不做特别的限制,只要其能够在加热形成过程中从形成的组合物的表面上挥发即可,尽管其优选硅烷化合物、低分子量硅氧烷化合物和烃类化合物。优选的挥发性化合物是那些在热形成温度下,通常是在约150℃下,蒸汽压至少为10mmHg,更优选至少为50mmHg的化合物。
挥发性化合物的一个实施方案是硅烷化合物或低分子量硅氧烷化合物,可以使用通式(7)至(10)的那些化合物。
其中,R3各自独立地是脂肪族不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基,Y为烯基,下标j为至少是0的整数,k为至少是0的整数,m为至少是2的整数。
在式(7)至(10)中,R3所代表的合适的脂肪族不饱和-自由的、取代或非取代的、单价的烃基一般是1至10个碳原子的烃基,更一般是1至6个碳原子的烃基,并且包括且并不限于烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基和十二烷基;环烷基例如环戊基、环己基和环庚基;芳基例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和联苯基;芳烷基例如苄基、苯乙基、苯丙基和甲基苄基;以及上述基团的被取代形式,其中一些或全部与碳原子相连接的氢原子可被卤素原子(例如氟、氯、溴)或氰基替代,例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基和3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基。其中,1至3个碳原子的取代或未取代的烷基例如甲基、乙基、丙基和3,3,3-三氟丙基,以及苯基是优选的。并不需要所有的R3取代基都是相同的。
Y所代表的合适的烯基通常是碳原子为约2至约8的烯基,并且包括且并不限于乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基和环己烯基。其中,低级烯基例如乙烯基和烯丙基是优选的,最优选的是乙烯基。
式(8)中的下标j为包括0在内的整数。对于j没有特别的上限只要该化合物是可挥发的,尽管j优选是0至2的整数,更优选是0或1,最优选是0。式(9)中的下标k为包括0在内的整数。对于k没有特别的上限只要该化合物是可挥发的,尽管k优选是0至2的整数,更优选是0或1,最优选是0。式(10)中的下标m为至少是2的整数,优选是2至6的整数,更优选是2至4的整数。
挥发性化合物的其它具体实施方式是烃类化合物,它们可以是脂肪族的或芳香族的只要其每一个分子中只具有一个烯基。合适的脂肪族化合物是那些具有6至16个碳原子的,优选6至12个碳原子,更优选8至10个碳原子的化合物,其一般是1-辛烯。合适的芳香族化合物包括苯乙烯和苯乙烯衍生物。
烃类化合物中的合适的烯基通常是那些具有约2至约8个碳原子的,包括但不限于乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基和环己烯基。其中,低级烯基例如乙烯基和烯丙基是优选的,最优选的是乙烯基。
组分(e)的用量为组分(e)中烯基的摩尔数与组分(c)中Si-H基团的摩尔数的比率为0.01∶1至1.5∶1,理想的是为0.05∶1至1.0∶1,更理想的是为0.1∶1至0.5∶1。如果该比率大于1.5,该组合物会在热形成时发泡,而如果该比率小于0.01会导致整个是硬的一片。
对于本发明的硅氧烷组合物,可以在不损害本发明目的范围内加入各种能够改善特定功能的添加剂。示例性的添加剂包括但不限于用于调节合适的固化反应时间的反应抑制剂、用于传热填料中的表面处理剂、用于着色的颜料和染料、阻燃剂以及内部释放剂。
可以通过混合上述组分(a)至(e)以及任选的添加剂制备该硅氧烷组合物。为了混合的目的,可以使用适于将粉末与液体进行混合和揉合的混合机,例如轨道式混合机、Shinagawa通用混合机、混合-研磨机、捏和机、双辊研磨机、三辊研磨机等。
通过涂层或类似的技术,将热传导硅氧烷组合物涂在基体上,一般是薄膜,形成一种未固化硅氧烷涂层,该涂层具有暴露在环境中,即以开放的状态直接暴露在空气中的外表面,以及具有与基体相连接的内表面,即以封闭的状态并不与空气接触。当加热这种情况中的该涂层时,挥发性化合物(e)扩散通过并从其外表面或开放表面将未固化硅氧烷涂层挥发,借此在接近外表面处聚集烯基增加其数量,并且使其与有机氢聚硅氧烷(c)上的Si-H基团进行充分的快速加成反应。结果,表面部分固化并变硬,在外表面部分形成一个固化的表层,该表层基本上为非粘性或低粘性。另一方面,外表面部分的内部区域,特别是与基体相连接的内表面部分仍然未固化或半固化,其具有至少比外表面部分更低的固化度。因此,软橡胶状态中形成的缓冲层具有比固化表层更低的硬度。这样,得到了一种硅氧烷传热体,其包括外表面上的固化表层和内部的具有更低硬度的缓冲层。
其可以从硅氧烷传热体上剥离的薄膜可用作所述基体。合适的薄膜包括塑料薄膜和金属薄膜。塑料薄膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、氟树脂和聚酯薄膜是优选的。在未固化硅氧烷涂层的热固化温度下,一般为约80℃至约160℃抗热的塑料薄膜是最优选的。
在作为传热元件使用之前,将该基体(或薄膜)从硅氧烷传热体上剥离下来。另外,可以在正要使用时,在与基体连接的状态下,即在有载体的状态下处理该传热元件。这确保传热元件容易处理,即使与基体(或薄膜)相连接的硅氧烷传热体的内表面部分仍然是软的或粘的。薄膜的厚度优选为10至500μm,更优选为50至200μm。
未固化的硅氧烷涂层和由其固化得到的硅氧烷传热体优选以片材的形式。为了处理和热转移,片材的厚度优选为0.1至10.0mm,特别是0.3至5.0mm。
将该硅氧烷组合物涂到基体上时,可以使用涂布技术如间歇(comma)涂布、照相凹板式涂布、杆式涂布和刮板涂布。
对于热形成或固化,可以使用任何加热技术如热气喷吹、红外辐射加热或微波感应加热。形成时的加热温度优选为60至200℃,更优选为80至160℃。加热时间优选在1至30分钟,更优选在3至15分钟。太高的加热温度会带来出现发泡的危险,而太低的加热温度会使开放的表面一侧仍然是粘性的。太短的加热时间不能导致充分的表面固化,而太长的加热时间则浪费。
可以通过选择组分(a)和(e)中烯基的数量、上述烯基与组分(c)中Si-H基团的比例、加热温度和时间控制固化表层的厚度和硬度以及表层与缓冲层之间的硬度差异。
一旦将该硅氧烷传热体从基体上剥离下来,其就可以用作传热元件。该传热元件插在发热电子元件(发热元件或被散热元件)的热界面与散热元件如散热片或电路板之间。在低应力条件下,该传热元件与发热元件和散热元件之间都有紧密的接触,因此其具有较低的热阻并且能够改善散热。即因为外表面侧上的表层具有足够的韧度确保容易处理,并且在表层内部,特别是在内表面侧的缓冲层形成时更软,该传热元件可以紧密接触放置在发热元件和散热元件之间,同时其能够精确地适应元件的改变或递变。传热元件有利地以如下方式使用:软的缓冲层与发热元件接触以及表层与散热元件接触。
实施例
以举例说明的方式给出下面本发明的实施例而并不是任何限制。在这些实施例中,粘度是在25℃通过奥斯特瓦尔德粘度计测定的,平均粒径是通过Microtrac粒径分析仪测定的,并且Me是甲基。
实施例1
在一个Shinagawa通用混合机中装入100重量份二甲基聚硅氧烷和500重量份平均粒径为4μm的氧化铝,其中的二甲基聚硅氧烷仅在两个末端含有乙烯基以及粘度为10,000mm2/s,并将其混合60分钟。向该液体中依次加入0.2重量份的氯铂酸的2-乙基己醇溶液(2wt%铂)、0.1重量份的50%乙炔基环己醇的甲苯溶液、1.0重量份的乙烯基五甲基二硅氧烷和5.0重量份的式(11)的有机氢聚硅氧烷。每加入一种成分,进行混合5分钟。最后在-650mmHg减压下进行混合5分钟,得到组合物“a”。将该组合物“a”涂覆在PET薄膜上形成一种1.0mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到一种在外表面上具有表层的片材A。
实施例2
在一个Shinagawa通用混合机中装入100重量份二甲基聚硅氧烷和500重量份平均粒径为4μm的氧化铝,其中的二甲基聚硅氧烷仅在两个末端含有乙烯基以及粘度为10,000mm2/s,并将其混合60分钟。向该液体中依次加入0.2重量份的氯铂酸的2-乙基己醇溶液(2wt%铂)、0.1重量份的50%乙炔基环己醇的甲苯溶液、1.0重量份的苯乙烯和5.0重量份的式(11)的有机氢聚硅氧烷。每加入一种成分,进行混合5分钟。最后在-650mmHg减压下进行混合5分钟,得到组合物“b”。将该组合物“b”涂覆在PET薄膜上形成一种1.0mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到一种在外表面上具有表层的片材B。
对比例1
在一个Shinagawa通用混合机中装入100重量份二甲基聚硅氧烷和500重量份平均粒径为4μm的氧化铝,其中的二甲基聚硅氧烷仅在两个末端含有乙烯基以及粘度为10,000mm2/s,并将其混合60分钟。向该液体中依次加入0.2重量份的氯铂酸的2-乙基己醇溶液(2wt%铂)、0.1重量份的50%乙炔基环己醇的甲苯溶液和5.0重量份的式(11)的有机氢聚硅氧烷。每加入一种成分,进行混合5分钟。最后在-650mmHg减压下进行混合5分钟,得到组合物“c”。将该组合物“c”涂覆在PET薄膜上形成一种1.0mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到片材C。
对比例2
在一个Shinagawa通用混合机中装入100重量份二甲基聚硅氧烷和500重量份平均粒径为4μm的氧化铝,其中的二甲基聚硅氧烷仅在两个末端含有乙烯基以及粘度为10,000mm2/s,并将其混合60分钟。向该液体中依次加入0.2重量份的氯铂酸的2-乙基己醇溶液(2wt%铂)、0.1重量份的50%乙炔基环己醇的甲苯溶液和2.0重量份的式(11)的有机氢聚硅氧烷。每加入一种成分,进行混合5分钟。最后在-650mmHg减压下进行混合5分钟,得到组合物“d”。将该组合物“d”涂覆在PET薄膜上形成和一种1.0mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到片材D。
对比例3
将对比例1中得到的组合物“c”涂覆在PET薄膜上形成一种0.10mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟并形成片材形状,得到片材C′。将对比例2中得到的组合物“d”涂覆在片材C′上形成一种0.9mm厚的涂层,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到片材E。
对比例4
将式(12)的有机氢聚硅氧烷以涂覆重量为5g/m2涂覆在对比例2中得到的片材D的开放表面一侧上,可以将该涂层在150℃的气氛中放置10分钟,得到片材F。
对上述实施例和对比例中形成的片材进行表面粘性和是否易处理的检测。还测定了片材在压缩20%时的排斥应力。
通过下面的方法测量热阻:将片材放置在模拟TO-3P型晶体管成型的模型加热器与散热片之间,施加29.4kPa的负荷使其处于压力接触,提供28W的功率通过该模型加热器,并测量模型加热器的温度T1(℃)以及从开始提供功率后10分钟时散热片的温度T2(℃)。通过下面的方程式计算片材的热阻
热阻=(T1-T2)/28
结果显示在表1和2中。
表1
实施例 | ||
1 | 2 | |
开放表面 | 低粘性 | 低粘性 |
PET表面 | 完全粘 | 完全粘 |
处理 | 容易 | 容易 |
排斥应力,MPa | 0.36 | 0.41 |
热阻,℃/W | 1.13 | 1.21 |
步骤数 | 1 | 1 |
表2
对比例 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | |
开放表面 | 低粘性 | 完全粘 | 完全粘 | 低粘性 |
PET表面 | 低粘性 | 完全粘 | 低粘性 | 完全粘 |
处理 | 容易 | 压紧时变形 | 容易 | 容易 |
排斥应力,MPa | 1.05 | 0.32 | 0.33 | 0.32 |
热阻,℃/W | 2.07 | 1.08 | 1.20 | 1.25 |
步骤数 | 1 | 1 | 2 | 2 |
已经证明,根据本发明可以用一步形成步骤制造特征在于易处理、低热阻和有效传热的片材。
Claims (4)
1、一种制备传热元件的方法,包括下面的步骤:
将一种热传导硅氧烷组合物涂在一种基体上形成一种未固化的硅氧烷涂层,该涂层具有外表面和与该基体相连接的内表面,以及
加热固化未固化的硅氧 烷涂层形成一种硅氧烷传热体,其包括外表面侧上的固化表层和内表面侧上的比所述固化表层具有更低硬度的层,
所述的热传导硅氧烷组合物包括
(a)100重量份的一种在分子上具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷,
(b)300至5,000重量份的一种传热填料,
(c)一种在分子上平均具有至少两个硅键合氢原子,即Si-H基团的有机氢聚硅氧烷,其中组分(c)中Si-H基团与组分(a)中烯基的摩尔比为0.5至10.0,
(d)一种铂族基底的加成反应催化剂,其中基于组分(a)的重量,铂族金属元素的量为0.1至1,000ppm,和
(e)一种在分子上具有一个能够加成Si-H基团的烯基的挥发性化合物,其中组分(e)中烯基与组分(c)中Si-H基团的摩尔比为0.01至1.5。
2、根据权利要求1的方法,其中所述的基体是从硅氧烷传热体上可剥离的塑料薄膜,并且该硅氧烷传热体为片材形式。
3、根据权利要求1的方法,其中所述的传热填料选自金属、氧化物、氮化物、硅化物、人造金刚石和其混合物。
4、一种散热结构,其包括一个发热元件和一个根据权利要求1的方法制备的传热元件,所述传热元件的低硬度层与所述发热元件相接触。
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