本发明专利技术公开了一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置，包括导热粒子‑高分子聚和物、球形氧化铝、多面型氧化铝、球形氮化铝、球形氮化硼颗粒、碳纤维，双组份硅胶、催化剂、抑制剂、挤压容器、片状成型装置、挤压模具。该高导热系数导热垫片的制备方法及装置，通过多次变径处理，显著提高了碳纤维在基体中的定向性，在挤压复合体的末端，增加了一片状成型器，使挤压出来的复合体呈片状，且不会改变碳纤维的定向性，在后续的压实过程中，能够有效减少宏观界面，提高块体的致密度。
【技术实现步骤摘要】
一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置
本专利技术涉及热界面材料
，具体为一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置。
技术介绍
1、高温会大大影响电子器件的性能和寿命，目前，随着电子元器件物理尺寸日趋微型化，功率密度呈爆炸式增长，导致在电子元件内部产生大量的热量无法及时散出，另外，在芯片与散热器接触面存在表面粗糙度，两界面无法完全贴合，会有空气存在于缝隙中，而空气可近似视为绝热材料，因此接触热阻大大提高，热界面材料就是为解决该问题而出现的，常见的热界面材料包括硅脂、相变金属片、导热垫片等，硅脂具有良好的填充性，能够很好的将界面间的空气除去，但是硅脂是一种聚合物，分子链的无序排布导致聚合物的导热系数通常低于0.5W/mK；相变金属材料具有很高的导热系数，但是由于金属具有刚性，在结构设计和降低界面热阻两方面都不占据优势；导热垫片是通过向无机聚合物中加入导热粒子，构成导热通路，因此同时具有良好的柔性和较高的导热系数，本方案的初衷便是在不影响力学性能的条件下制备出一种高导热系数的导热垫片；2、现有技术中，公开号为CN100548099C的专利技术专利利用1T以上磁场对碳纤维进行定向处理，该方法设备昂贵，并且只能够在碳纤维与聚合物复合之前进行定向，难以得到高碳纤维含量、厚度可控、面积大的导热垫片，公开号为CN103975429A的专利技术专利利用挤出法实现碳纤维的定性排列，该方法中将挤出的条状复合体进行排列，由于柱状复合体在没固化前具有一定的流动性，因此在堆叠的过程中，无法保持固定的柱状，会出现块体中各部分不均匀的情况，在压结过程中，又会因为独立存在的柱状复合体过多而出现冗余界面，影响成型后的垫片的致密性，目前，还有报道利用静电植绒机改造而来的碳纤维定向装置，该装置要求利用高电压(>8KV),存在安全隐患，且由于碳纤维在定向的后期，附着极板上的附着位点不够，难以得到高定向性的碳纤维。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括导热粒子-高分子聚和物、球形氧化铝、多面型氧化铝、球形氮化铝、球形氮化硼颗粒、碳纤维，双组份硅胶、催化剂、抑制剂、挤压容器、片状成型装置、挤压模具，其特征在于，所述高导热系数导热垫片的制备方法包括如下步骤：A、将双组份硅胶的两组分按照质量比1:1称量，两组份硅胶总和15份，氧化铝、氮化铝、氮化硼颗粒总共50～100份，碳纤维0～50份，催化剂0.15份，抑制剂0.1份，进行混合后用分散机进行搅拌直至搅拌均匀形成“面团”状的复合粉体；B、将上述步骤中得到的复合粉体放入到挤压容器(1)中进行挤压，在该过程中，复合粉体中的碳纤维通过一个个小孔，发生变径运动，碳纤维在该过程中逐步定向；C、在挤压容器(1)的最左端出口处，安装片状成型装置(2)，在步骤B中的挤压过程结束以后，复合粉体通过片状成型装置(2)的出口后得到厚度为1mm,宽度为40mm的复合材料片层；D、将上述步骤中得到的复合材料片层放入挤压模具(3)中进行挤压成型，在室温下的真空环境中放置30分钟，然后加热至120～140摄氏度，烘烤20～30分钟，得到固化的块体；E、沿着上述步骤中得到的固化块体的端面将块体按照一定厚度逐层切下，得到所需厚度的导热垫片。优选的，所述球形氧化铝使用的是粒径为1um～150um的球形氧化铝。优选的，所述多面型氧化铝使用的是1um～100um多面型氧化铝。优选的，所述碳纤维为长度50～500um的碳纤维。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一：本方案通过多次变径处理，显著提高了碳纤维在基体中的定向性；二：本方案在挤压复合体的末端，增加了一片状成型器，使挤压出来的复合体呈片状，且不会改变碳纤维的定向性，在后续的压实过程中，能够有效减少宏观界面，提高块体的致密度；三：采取本方案，能够在保证定向性的基础上，制备大面积的导热垫片，即只需要增大模具尺寸，既可得到所需要的尺寸；四：本专利所使用的导热粒子中，除碳纤维外，还用到了不同粒径且粒径分布范围较大的球形氧化铝、多面氧化铝、氮化铝、氮化硼，大粒径的导热颗粒相对于小粒径的导热颗粒对导热垫片力学性能影响更大，但是由于比表面积小，大粒径的导热颗粒与基体的结合更好，对垫片导热系数的提高效果更佳，本专利调节了各种粒子的质量比，能够在保证满足力学性能的同时，增大粒子的填充量，以构建更多更密的导热通路。五：本方案在将片状复合体压结成为块体的过程中所使用的压结模具为自主设计，具有以下优点：a.前后两面所使用的盖板为活动组件，在将片状复合体一层一层堆叠时能够轻易确定所需要的尺寸；b.上盖板为活动构件，内表面小铁块与外表面大铁块间通过螺丝连接，将螺丝拧开后，可以实现内外铁块的分离，并通过一根带有螺纹的轴实现内部铁块向下运动，此设计保证了在片状复合体总量不足以填满模具整个内部空间的情况下，仍然能够实现均匀且足够大的压力，将各片层压紧成为一块体；c.采用5mm厚度的钢板进行该模具的制作，既能够保证复合体固化后能够较轻易与模具中分离(该导热垫片与金属结合力相对于与塑料地结合力差)，又能够在去除气泡的过程中保证块体不会在气压的作用下运动而改变应有的状态；附图说明图1为本专利技术挤压容器的整体外观示意图；图2为本专利技术片状成型装置的整体外观示意图；图3为本专利技术挤压模具的整体外观示意图；图中：1、挤压容器；2、片状成型装置；3、挤压模具。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1-3，本专利技术提供的一种实施例：一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置，包括导热粒子-高分子聚和物、球形氧化铝、多面型氧化铝、球形氮化铝、球形氮化硼颗粒、碳纤维，双组份硅胶、催化剂、抑制剂、挤压容器、片状成型装置、挤压模具，其特征在于，高导热系数导热垫片的制备方法包括如下步骤：A、将双组份硅胶的两组分按照质量比1:1称量，两组份硅胶总和15份，氧化铝、氮化铝、氮化硼颗粒总共50～100份，碳纤维0～50份，催化剂0.15份，抑制剂0.1份，进行混合后用分散机进行搅拌直至搅拌均匀形成“面团”状的复合粉体；B、将上述步骤中得到的复合粉体放入到挤压容器1中进行挤压，在该过程中，复合粉体中的碳纤维通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置，包括导热粒子-高分子聚和物、球形氧化铝、多面型氧化铝、球形氮化铝、球形氮化硼颗粒、碳纤维，双组份硅胶、催化剂、抑制剂、挤压容器、片状成型装置、挤压模具，其特征在于，所述高导热系数导热垫片的制备方法包括如下步骤：/nA、将双组份硅胶的两组分按照质量比1:1称量，两组份硅胶总和15份，氧化铝、氮化铝、氮化硼颗粒总共50～100份，碳纤维0～50份，催化剂0.15份，抑制剂0.1份，进行混合后用分散机进行搅拌直至搅拌均匀形成“面团”状的复合粉体；/nB、将上述步骤中得到的复合粉体放入到挤压容器(1)中进行挤压，在该过程中，复合粉体中的碳纤维通过一个个小孔，发生变径运动，碳纤维在该过程中逐步定向；/nC、在挤压容器(1)的最左端出口处，安装片状成型装置(2)，在步骤B中的挤压过程结束以后，复合粉体通过片状成型装置(2)的出口后得到厚度为1mm,宽度为40mm的复合材料片层；/nD、将上述步骤中得到的复合材料片层放入挤压模具(3)中进行挤压成型，在室温下的真空环境中放置30分钟，然后加热至120～140摄氏度，烘烤20～30分钟，得到固化的块体；/nE、沿着上述步骤中得到的固化块体的端面将块体按照一定厚度逐层切下，得到所需厚度的导热垫片。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高导热系数导热垫片的制备方法及装置，包括导热粒子-高分子聚和物、球形氧化铝、多面型氧化铝、球形氮化铝、球形氮化硼颗粒、碳纤维，双组份硅胶、催化剂、抑制剂、挤压容器、片状成型装置、挤压模具，其特征在于，所述高导热系数导热垫片的制备方法包括如下步骤：
A、将双组份硅胶的两组分按照质量比1:1称量，两组份硅胶总和15份，氧化铝、氮化铝、氮化硼颗粒总共50～100份，碳纤维0～50份，催化剂0.15份，抑制剂0.1份，进行混合后用分散机进行搅拌直至搅拌均匀形成“面团”状的复合粉体；
B、将上述步骤中得到的复合粉体放入到挤压容器(1)中进行挤压，在该过程中，复合粉体中的碳纤维通过一个个小孔，发生变径运动，碳纤维在该过程中逐步定向；
C、在挤压容器(1)的最左端出口处，安装片状成型装置(2)，在步骤B中的挤压过程结束以后，复合粉体通过片状成型装置(2)的出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，黄新，林斌，梁光伟，
申请(专利权)人：东莞烯事达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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