一种导热界面材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种导热界面材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：将胚料依次进行第一取向、第二取向和固化，得到所述导热界面材料。本发明专利技术中所述制备方法得到的导热界面材料具有高导热系数、高回弹、低硬度和优异抗老化性能的特点，而且制备方法简单，生产效率高，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种导热界面材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及导热界面材料
，尤其涉及一种导热界面材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，导热垫片可以分为两个基础大类，一类为基于氧化铝、氮化硼等绝缘高导热粉体填充型导热硅胶垫片，另一类为基于高导热性能的碳系材料进行取向以增强导热性能的取向高导热垫片。
[0003]CN 112976438A公开了一种定向互连的高导热界面材料的制备方法及产品。该方法包括下列步骤：S1将填充颗粒加入模具中，并将该模具置于永磁磁场中，并对所述模具施加震动，使得所述填充颗粒在震动下在所述磁场中自动对齐和排列，形成填充颗粒阵列；S2保持所述永磁磁场，将热固性聚合物胶体注入所述模具中，对所述模具抽真空去除其中的空气，使得所述热固性聚合物胶体填充至所述填充颗粒阵列的间隙中，升温固化，以此获得所需的定向互连的高导热界面材料。
[0004]CN 112712995A公开了一种高取向磁性吸波薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1.磁性吸收剂浆料制备；S2.磁性薄膜制备；S3.磁性薄膜取向：在磁性薄膜未干燥之前，将制得的磁性薄膜通过高频转化的周期磁场，对磁性薄膜进行磁场取向；磁性薄膜通过单一周期、多周期平行排布或交叉排布的高频转化周期磁场，使磁性吸收剂的粉末高速震动并向膜带方向运动至平行；S4.磁性薄膜烘干；S5.磁性薄膜成型。通过对磁性吸波薄膜的高频周期性磁场取向，使磁性吸波薄膜具有更好的取向效果，在不使用大型高压压膜设备的条件下，制备高取向磁性薄膜，提高磁性薄膜磁导率与磁损耗。
[0005]导热硅胶垫片是通过高填充比粉体的方式来提高导热垫片导热系数，在现有技术水平情况下，导热垫片的导热系数通常是在1
‑
15W/m
·
K，且在高于5W导热系数的产品上，通常很难做到大压缩比、柔软的硬度、高回弹等力学特性，且产品由于大量填充粉体，导致整体抗老化特性部分存在一定限制；在高导热取向碳纤维垫片产品中，通常其导热系数达到了20
‑
60W/m
·
K，由于填充了大量的碳纤维以取向方式提高与实现其导热系数，继而导致其整体可压缩性存在一定缺陷，产品硬度方面做不到太软。而且由于取向工艺的特殊性，取向产品在大批量快速生产方面很难有低的成本和高生产效率。
[0006]现阶段随着各领域对电子芯片的功能需求增加、功率密度也对应的提高了很多，对高性能高功率芯片的逐步广泛应用，继而传导至导热界面材料的整体应用需求提高，在此基础上还对界面材料的整体成本有高的需求。按照使用特性，从现阶段普遍大量使用的2W
‑
6W等级区间，逐步提升至5W
‑
15W区间，且要求柔软的硬度、低的生产成本，但是现阶段的传统导热硅胶垫片与取向高导热垫片均无法良好满足。
[0007]现阶段导热界面材料的主要特点为：1、导热系数应用区间的提高，从2
‑
6W等级提高至5
‑
15W等级区间；2、产品硬度整体要求柔软，普遍在SHORE C 5
‑
30
°
区间；3、导热界面材料应用成本要求降低，表现于等同普通导热硅胶垫片价格；4、产品回弹特性要求良好，在长
时间信赖性测试之后，依然能保有>80％以上的回弹率；5、产品生产效率要求等同于传统导热硅胶垫片；6、产品密度相对降低，小于3.2g/cm3；7、产品厚度应用区间在0.2
‑
10mm区间。
[0008]现阶段导热界面材料的主要问题为：1、导热硅胶垫片在大于5W的高瓦数产品上，硬度表现较差，回弹率低，产品密度高，抗老化特性差；2、取向高导热垫片在应用上同样存在硬度偏高，价格偏高，生产制作工艺繁杂，生产效率低下。
[0009]综上所述，开发一种能解决现有导热界面材料面临的技术问题的制备方法是至关重要的。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种导热界面材料及其制备方法和应用，所述导热界面材料的制备方法形成的导热界面材料具有高导热系数、高回弹、低硬度和优异抗老化性能的特点，而且制备方法简单，生产效率高，成本低。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种导热界面材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013]将胚料依次进行第一取向、第二取向和固化，得到所述导热界面材料。
[0014]本专利技术所述制备方法采用多种工艺技术相结合从而达到实现生产可以解决现阶段应用问题的导热界面材料；所述方法具有原理简单，易实施，稳定与一致性高等诸多特点，基于现有通用设备进行一定程度的改制即可实现大批量高效率的生产。
[0015]本专利技术中，第一取向将混乱无序的胚料进行某一方向取向，再通过第二取向进行不同于第一取向方向的取向，然后通过固化形成可以转帖拿取的固体，得到所述导热界面材料。
[0016]优选地，所述胚料的粘度为2000
‑
100000mPa
·
S，例如3000mPa
·
S、4000mPa
·
S、5000mPa
·
S、6000mPa
·
S、7000mPa
·
S、8000mPa
·
S、9000mPa
·
S、10000mPa
·
S、20000mPa
·
S、40000mPa
·
S、60000mPa
·
S、80000mPa
·
S等。
[0017]优选地，所述胚料包括有机硅橡胶、纤维导热材料、其他导热填料和导磁填料。
[0018]本专利技术中，在基础配方中增加导磁填料，以增强纤维导热材料在第二取向中的受力效果，除此之外，还可以形成基于磁滞消耗型的电磁波吸收功效。
[0019]优选地，所述纤维导热材料包括碳纤维。
[0020]优选地，所述碳纤维包括沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维或气相生长碳纤维中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：沥青基碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维的组合，粘胶基碳纤维和酚醛基碳纤维的组合，聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维和气相生长碳纤维的组合等。优选地，所述纤维导热填料的平均长度为100
‑
250μm，例如120μm、140μm、160μm、180μm、200μm、220μm、240μm等。
[0021]优选地，所述纤维导热填料的直径为5
‑
10μm，例如6μm、7μm、8μm、9μm等。
[0022]优选地，所述其他导热填料包括氧化铝、氮化硼或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：氧化铝和氮化硼的组合，氮化硼和石墨烯的组合，氧化铝、氮化硼和石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热界面材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将胚料依次进行第一取向、第二取向和固化，得到所述导热界面材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胚料的粘度为2000
‑
100000mPa
·
S；优选地，所述胚料包括有机硅橡胶、纤维导热材料、其他导热填料和导磁填料；优选地，所述纤维导热材料包括碳纤维；优选地，所述碳纤维包括沥青基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维或气相生长碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述纤维导热填料的平均长度为100
‑
250μm；优选地，所述纤维导热填料的直径为5
‑
10μm；优选地，所述其他导热填料包括氧化铝、氮化硼或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述导磁填料包括软磁材料；优选地，所述导磁填料的粒径≤10μm；优选地，所述导磁填料包括羟基铁粉和/或铁硅铝粉。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以所述胚料的总质量为100％计，所述纤维导热填料的质量百分数≤50％；优选地，以所述胚料的总质量为100％计，所述导磁填料的质量百分数≤30％；优选地，以所述胚料的总质量为100％计，所述其他导热颗粒的质量百分数≤60％；优选地，所述有机硅橡胶的重量份数为200
‑
300份；优选地，所述纤维导热填料的重量份数为100
‑
200份；优选地，所述其他导热填料的重量份数为300
‑
400份；优选地，所述导磁材料的重量份数为200
‑
300份。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一取向的方式包括棒涂、刮涂或流延中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一取向后的胚料的厚度为0.1
‑
3mm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二取向的方式包括物理震动和磁场取向；优选地，所述物理震动的频率为20
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100Hz或5
‑
30kHz；优选地，所述磁场取向的强度为0.3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓燕，羊尚强，张海兴，曹勇，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：