本发明专利技术公开了一种混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，特别是涉及到将银包铜粉代替银粉、铜粉等高热导率颗粒添加到液态金属中，制作混有颗粒的液态金属导热膏。同时还包括一种银包铜粉的处理方法即：用含卤素的硅烷偶联剂对银包铜粉进行表面处理，此种制备方法可以提高复合材料的稳定性，并通过增加基体材料(液态金属)的热导率，来提升液态金属导热膏性能。相比传统的液态金属导热膏，其热导率和稳定性有所提高。率和稳定性有所提高。率和稳定性有所提高。
【技术实现步骤摘要】
一种混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法
[0001]本专利技术涉及导热材料
，尤其涉及一种混有导热颗粒的导热膏。
技术介绍
[0002]随着电子技术发展，芯片集成化越来越大，体积变小，运算速度越来越快。同时也带来新问题，发热量增加。对于计算机来说，芯片温度升高，降低计算机运行速度，同时使用寿命也降低。因此提高计算机散热效率变得尤为重要。CPU作为计算机核心部件，超快的运算带来大量的热量，因此为保证CPU处于合适温度，需对其加装散热装置。目前采用散热片、导热膏及CPU构成三明治结构来散热，导热膏目前采用硅脂制作，较好的导热膏的热导率有8W/m.K，但相对目前计算机发热量来说较低。
[0003]因此开始出现具有金属填料的镓基液态金属(LM)复合材料，其是一类新兴的热界面材料(TIM)，它们的金属性质确保了固有的高热导率(κ)和良好的热传输性能。液态金属的流动性使它们能够填充电子芯片和散热器之间的气隙。然而，镓与许多金属填料之间的原位合金化会导致复合材料稳定性降低，具体比如液态金属导热膏一般用铜粉，产品稳定性不好，易粉化，铜与液态金属反应生成CuGa2合金，在这个体系里不稳定。
技术实现思路
[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，通过向液态金属中添加高热导率颗粒
‑
银包铜粉，提高液态金属热导率，从而使制备的导热膏相比传统的液态金属导热膏热导率和稳定性有所提高。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：本专利技术提供了一种混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，包括如下步骤:
[0006]S1：对金属颗粒进行表面处理；其中金属颗粒为银包铜粉；
[0007]S2：将上一步处理后的金属颗粒加入到含硅烷的溶剂中高速分散后清洗干燥；
[0008]S3：将上一步处理后的金属颗粒加入到液态金属中，在加热条件下搅拌使其不断氧化，形成粘稠物，即得含金属颗粒的液态金属导热膏。
[0009]进一步地说，所述金属颗粒为球形，其D50粒径分布为0.5
‑
50μm，振实密度为1.50
‑
4.0g/cm3。采用该振实密度的金属颗粒重量适度，比如太轻的话金属颗粒大部分集中在上部，若太重的话金属颗粒大部分集中在下部，即太轻或太重的话不利于混合均匀，最终会影响导热膏的导热均匀性。
[0010]D50粒径表示：一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。
[0011]进一步地说，步骤S2中所述的硅烷结构如下：
[0012][0013]R1为甲氧基或者乙氧基，n＝2
‑
20，R2为卤素(比如氯、溴等)作为分子热连接剂。
[0014]含氯、溴等卤素的硅烷可以增强导热系数，硅烷分子还在银包铜粉中和液态金属(比如GaIn)基体之间形成扩散屏障，在很大程度上减慢了合金的形成速率并提高了复合材料的稳定性。这种在末端具有氯基团的硅烷用作分子热连接剂，形成扩散屏障在很大程度上减慢了合金的形成速率并提高了复合材料的稳定性。
[0015]本制备方法制得的导热膏中的金属颗粒采用银包铜，实际实验中发现银和液态金属反应相对较慢，同时采用特定结构的硅烷偶联剂对金属颗粒进行高度分散处理，使得金属颗粒表面裹满硅烷并起到扩散屏蔽的作用，当其余液态金属混合时，抑制合金生成，提高其稳定性，不易粉化。
[0016]进一步地说，所述硅烷为3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或两种。
[0017]进一步地说，液态金属导热膏中的金属颗粒的含量为5％
‑
60％。
[0018]进一步地说，所述的液态金属为镓的单金属或镓基合金；
[0019]其中镓基合金是指镓与铟、锡、锌、铝、铜和镁中的一种或多种金属制备得到的低熔点合金。
[0020]进一步地说，所述低熔点合金的熔点低于40℃。
[0021]进一步地说，步骤S1的方法是通过溶剂(比如酸或乙醇)清洗金属颗粒，再用去离子水洗涤至中性。为了去除金属颗粒表面的油脂和氧化层等。
[0022]进一步地说，步骤S3中的搅拌可采取的方式为机械搅拌、磁力搅拌、电动搅拌和离心搅拌中的一种或多种，搅拌时间为1
‑
30min，搅拌速度为100
‑
2000rpm/min，搅拌温度比所述液态金属的熔点高10
‑
50℃。
[0023]进一步地说，步骤S3中，所述的加热条件是指温度比液态金属熔点高15
‑
40℃及在空气环境中，并且所述的氧化是通过加热与搅拌共同实现。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术的制备方法中通过加入低成本高性能的银包铜粉来提升液态金属导热膏性能，由此制出的导热膏，在各个方向上热导率一样，相比纯液态金属导热膏，热导率有所提升；
[0026]本专利技术的导热膏使用银包铜粉，既可以避免使用铜粉氧化问题，同时还可以避免使用银粉的高成本，最终保证了其高导热率；
[0027]本专利技术的导热膏的制备过程中使用特定结构的硅烷作为有效的热连接剂和LM基体中银/铜
‑
镓氧化物界面的扩散屏障，扩散屏障在很大程度上减慢合金的形成速率，并提高复合材料的稳定性。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
[0029]图1是实施例4的导热膏的稳定性的状态图(将导热膏放置温度为80℃的烘箱，1个月查看其导热膏状态)；
[0030]图2是对比例1的导热膏的稳定性的状态图(将导热膏放置温度为80℃的烘箱，1个
月查看其导热膏状态)；
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本专利技术所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
[0032]本实施例中，银包铜粉的导热系数300多甚至接近400W/(m
·
K)，所以称之为高热导率颗粒。
[0033]实施例1：
[0034]S1：取50g粒径D50为3μm且振实密度为2.50/cm3的银包铜粉加入到乙醇中搅拌，去离子水清洗，去除其表面的油脂。
[0035]S2：然后将银包铜粉加入到氯甲基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中搅拌、过滤及清洗，再放入真空干燥箱中干燥。
[0036]S3：在容器中加入150g镓铟锡液态金属及处理过的银包铜粉，放在磁力搅拌仪上恒温搅拌氧化，温度40℃，转速300转/分钟，在经过20分钟搅拌后得到粘稠物，即含有银包铜粉的液态金属导热膏，该导热膏中金属颗粒的质量含量占25％。
[0037]实施例2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于：包括如下步骤:S1：对金属颗粒进行表面处理；其中金属颗粒为银包铜粉；S2：将上一步处理后的金属颗粒加入到含有硅烷的溶剂中高速分散后清洗干燥；S3：将上一步处理后的金属颗粒加入到液态金属中，在加热条件下搅拌使其不断氧化，形成粘稠物，即得含金属颗粒的液态金属导热膏。2.根据权利要求1所述的混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于：所述金属颗粒为球形，其D50粒径分布为0.5
‑
50μm，振实密度为1.50
‑
4.0g/cm3。3.根据权利要求1所述的混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的硅烷结构如下：R1为甲氧基或者乙氧基，n＝2
‑
20，R2为卤素作为分子热连接剂。4.根据权利要求3所述的混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于：所述硅烷为3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的混有高热导率颗粒的液态金属导热膏的制备方法，其特征在于：液态金属导热膏中的金属颗粒的含量为5％
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：艾立邦，张伟强，袁子毅，
申请(专利权)人：空间液态金属科技发展江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。