导热片材及其制造方法技术

一种导热片材，其包括： 与导热填料混合的聚烯烃弹性体， 其中从该导热片材上产生的挥发性有机气体的量不超过每单位表面积１０００μｇ／ｃｍ↑［２］， 从该导热片材上产生的挥发性腐蚀气体的量不超过每单位表面积１０μｇ／ｃｍ↑［２］，并且 该导热片材具有０．５到２０Ｗ／ｍ·Ｋ的热导率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在例如放热电子元件的热辐射/冷却结构中使用的导热片材，以及制造这种导热片材的方法。从放热电子元件中放出的热量随着元件的性能提高和尺寸减小而增加。特别是很难冷却密封电子设备中的元件。另外，导热的环氧粘结剂等以糊剂的形式使用，并且具有高的粘度，这就引起装配的许多问题，例如不良的可操作性和固化需要的时间长。此外，常规材料又不足以抵抗从放热电子元件中放出的热。本专利技术的导热片材包括与导热填料混合的聚烯烃弹性体。从导热片材上产生的挥发性有机气体的量不超过每单位表面积1000μg/cm2。从导热片材上产生的挥发性腐蚀气体的量不超过每单位表面积10μg/cm2。导热片材具有0.5到20W/m·K的热导率以及挠性。制造本专利技术导热片材的方法包括将聚烯烃弹性体与导热填料混合，并且在制造导热片材期间或之前通过蒸馏或减压抽吸除去聚烯烃弹性体中所含的挥发性组分，包括残余溶剂和未反应的残余材料。从导热片材上产生的挥发性有机气体的量不超过每单位表面积1000μg/cm2。从导热片材上产生的挥发性腐蚀气体的量不超过每单位表面积10μg/cm2。导热片材具有0.5到20W/m·K的热导率以及挠性。图2是本专利技术实施方案的每单位的导热片材的截面图。从商业上可以获得许多种聚烯烃弹性体，在本专利技术中可以使用通过在聚异丁烯的两端引入烯丙基而得到的弹性体。这种基于聚合物的聚烯烃弹性体在市场上称作“EP200A”，由Kaneka Corporation制造。本专利技术的导热片材可以进一步具有吸收电磁波的特性，表现为在10到1000MHz的频率范围内电压衰减不低于4dB，并且优选不低于10dB。这就可能有效地抑制某些放热电子元件剥离出的有害电磁波。吸收电磁波的特性可以通过包含至少一种选自以下组中的磁性金属粉末提供铁酸盐粉、镍粉、羰基铁粉、铝粉、银粉和无定形合金粉。优选100重量份的聚烯烃弹性体与100到2000重量份的磁性金属粉混合。在本说明书中，“100重量份聚烯烃弹性体”仅用来作为测定其他复合物的参比重量。优选地，导热片材具有弹性，并且当在ASTM D2240标准下用Type A硬度计测量时，硬度为5到95，或者在SRIS 0101标准下用Asker C硬度计测量时，硬度不高于95。与聚烯烃弹性体混合的导热填料可选自以下组中金属氧化物、金属氮化物和金属碳化物。优选地，填料的纯度与聚烯烃弹性体的组分一样高。金属氧化物对填料是特别适合的。优选地，导热填料选自以下组中氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钾、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅和碳化硼。导热填料的量优选相对于100重量份的聚烯烃弹性体为50到3000重量份，并且更优选地含400到2200重量份。金属粉、铁酸盐粉等可以用于提供电磁波屏蔽作用，并且可以根据应该阻断的电磁波频率来适当地选择。填料的类型不限于一种，可以加入一种以上的填料。附在手上的汗或油性物质可能会引起漏气。因此，应该小心不要直接用手触摸导热片材。优选地，导热片材具有能直接用手把握的接头。更优选地是导热片材能以其自身的粘附力而临时粘贴在想要的位置，然后剥离剥离膜。聚烯烃弹性体优选地是无溶剂和液体的。在许多情况下，液体聚烯烃弹性体在石油溶剂中制造，使得最终的产品中总是包含残余的溶剂。不仅是残余的溶剂，而且低分子量的未反应残余材料也会引起漏气。因此，优选地残余溶剂和残余材料应该通过蒸馏或减压抽吸来除去。有机气体优选地以这样的方式来测量加热测试样品产生的气体由气相色谱-质谱(GC-MS)来定量且定性地评估。腐蚀性气体优选地以以下方式测量超纯水提取的液体用离子色谱定量且定性地评估。聚烯烃弹性体在本专利技术中使用时应该被固化。因此，优选聚烯烃弹性体在末端等处包含用于固化的官能团。官能团可以是乙烯基、羟基等，并且交联剂包含能与这些官能团反应的官能团。可以加入增塑剂来降低化合物的粘度。作为主体材料，聚烯烃弹性体应该适合于增塑剂。能与聚烯烃弹性体(主体材料)反应以在其间建立化学键的材料可以更优选地用作增塑剂。但是，也可以使用不与聚烯烃弹性体反应的增塑剂。优选地，增塑剂应尽可能地减少已经用于制造增塑剂的溶剂或者已经用于形成欲得聚合物的材料。金属氧化物对于待添加填料是适合的。金属氧化物的典型实施例包括氧化铝、氧化镁和氧化锌，而且可以使用它们中的任何一种。另外，这些材料也可以组合使用。填料可以被进行表面处理，如使用硅烷偶联剂、钛酸盐偶联剂或者铝偶联剂。但是在此情况下，偶联剂应该用溶剂等洗涤，因为未反应的偶联剂会引起漏气。可以使用公知的阻燃剂，并且最适合的材料是由氢氧化镁或氢氧化铝代表的金属氢氧化物。阻燃一般通过产生阻断氧气的不可燃气体来实现。但是，不应该使用这类阻燃剂，因为会造成漏气或产生腐蚀性气体。可以使用公知的抗氧化剂，并且最适合的材料是受阻酚。受阻酚很容易被添加的填料分解，并且产生漏气或腐蚀性气体。因此，添加填料应该足够少，从而达成抗氧化的作用。可以使用导电橡胶来抑制静电。添加的填料可以包含导电材料，并且碳或石墨是适合的。优选剥离薄膜用氟化合物涂布。但是，不应该使用常规的硅氧烷化合物，因为在这些硅氧烷化合物中所含的低分子量硅氧烷会造成漏气。也不应该使用用氟硅氧烷(phlorosilicone)化合物涂布的薄膜。优选地导热片材在无溶剂的情况下加工。这是因为溶剂会引起漏气。加工方法的实例包括压延、压模及挤出成形，以及可以使用它们中的任何一种。产品的模塑、切割和包装优选地在洁净的房间中进行，从而防止灰尘的附着。蒸馏一般由减压加热来进行。优选地，蒸馏在蒸馏材料形成薄膜时进行。用于这种方法的装置从商业上可以得到。优选地，本专利技术的导热片材被配置在基底薄膜和覆盖薄膜之间，并且基底薄膜和覆盖薄膜具有可剥离性，使基底薄膜的可剥离性高于覆盖薄膜的可剥离性。此外，优选地覆盖薄膜具有刻痕，以至于导热片材能够剥离每个单元，并且覆盖薄膜的面积大于导热片材的每单位面积。在这种配置下，工人们可以很容易地将导热片材粘贴在电子元件等上，而不用直接接触它。附图说明图1A是本专利技术实施方案导热片材的平面图。如图1A所示，导热片材1被粘贴到基底薄膜2上，以至于它们能被每片材地剥离。图1B是图1A的截面图。如图1B所示，带有刻痕4的覆盖薄膜3被配置在导热片材1上。基底薄膜2和覆盖薄膜3具有可剥离性，使基底薄膜2的可剥离性高于覆盖薄膜3的可剥离性。覆盖薄膜3的面积大于导热片材1的每单位面积。图2是每单位导热片材1的截面图。除去覆盖薄膜3后，导热片材1从基底薄膜2上剥离，并且粘贴到覆盖薄膜3上。因为覆盖薄膜3大于导热片材1，所以工人们可把持覆盖薄膜3的端部，并且将导热片材1粘贴到想要粘贴的电子元件的位置上。基于本专利技术导热片材的聚烯烃弹性体能够将每单位表面积产生的有机气体量降低到1000μg/cm2或更低，并且将每单位表面积产生的腐蚀性气体的量降低到10μg/cm2或更低。另外，它实现了0.5到20W/m·K的热导率。每单位表面积产生的有机气体量优选为1-1000μg/cm2。基于聚合物的聚烯烃弹性体(Kaneka Corporation制造的“EP200A”)是在不纯物除去对照的情况下制造的，并且可以用于制造本专利技术的产物而不用减压抽吸(实施例1到3)。实施例4和5的产物可以通过进一步降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热片材，其包括与导热填料混合的聚烯烃弹性体，其中从该导热片材上产生的挥发性有机气体的量不超过每单位表面积1000μg/cm2。从该导热片材上产生的挥发性腐蚀气体的量不超过每单位表面积10μg/cm2，并且该导热片材具有0.5到20W/m·K的热导率。2.如权利要求1的导热片材，其中所述聚烯烃弹性体为通过在聚异丁烯两端引入烯丙基而得到的聚合物。3.如权利要求1的导热片材，其还具有电磁波吸收特性，表现为在10至1000MHz的频率范围内电压衰减不低于4dB。4.如权利要求3的导热片材，其中所述电磁波吸收特性可以通过包含至少一种选自以下组中的磁性金属粉提供铁酸盐粉、镍粉、羰基铁粉、铝粉、铁粉、银粉和无定形合金粉。5.如权利要求4的导热片材，其中100重量份的聚烯烃弹性体与100至2000重量份的磁性金属粉混合。6.如权利要求1的导热片材，其中所述导热片材具有挠性，并且在ASTM D2240标准下用Type A硬度计测量的硬度为5至95。7.如权利要求1的导热片材，其中所述聚烯烃弹性体与至少一种选自以下组中的导热填料混合金属氧化物、金属氮化物及金属碳化物。8.如权利要求7的导热片材，其中所述导热填料至少为一种选自以下组中的物质氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钾、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅及碳化硼。9.如权利要求1的导热片材，其中100重量份的聚烯烃弹性体与50至3000重量份的导热填料混合。10.如权利要求9的导热片材，其中100重量份的聚烯烃弹性体与400至2200重量份的导热填料混合。11.如权利要求1的导热片材，其中所述导热片材被配置在基底薄膜与覆盖薄膜之间，并且该基底薄膜和该覆盖薄膜具有可剥离性，使基底薄膜的可剥离性高于覆盖薄膜的可剥离性。12.如权利要求11的导热片材，其中所述覆盖薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田俊介，舟桥一，盐见淳三，
申请(专利权)人：富士高分子工业株式会社，
类型：发明
国别省市：