導熱墊片及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種導熱墊片及其制備方法。該導熱墊片包括第一導熱填料和第二導熱填料。第一導熱填料和第二導熱填料沿厚度方向呈定向排列且第一導熱填料排布于靠近發熱部件的一側。第一導熱填料為碳納米管，第二導熱填料為D50小于等于50nm的無機填料。制備原料包括A組份和B組份，以重量份數計，A組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管，B組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和55～80份無機填料。本發明專利技術的導熱墊片實則為一種采用碳納米管和無機填料雙重導熱的硅膠類導熱墊片，其具有較佳的導熱性能和機械性能。較佳的導熱性能和機械性能。較佳的導熱性能和機械性能。

【技術實現步驟摘要】
導熱墊片及其制備方法


[0001]本專利技術涉及導熱材料
，尤其一種導熱墊片，更加涉及一種碳納米管體系導熱墊片及其制備方法。

技術介紹

[0002]由于電子行業的快速發展，行業對芯片等元器件的散熱要求有了更高的追求。因此，對作為界面散熱材料之一的導熱墊片的導熱系數要求也更高，所以高于8w/mk導熱系數的墊片的應用更多。而實際上，要獲得高導熱的墊片，導熱填料的份數增加是不可避免的，然而導熱填料的填充量越高，墊片的力學強度相應的隨之下降。目前能做到導熱系數高于8w/mk的墊片，其普遍力學強度差，具體表現在不易成型，墊片柔軟性和韌性差，材料結合松散，彎曲易斷裂，不便于如模切等二次加工，同時導熱墊片固有的反復撕揭的易操作性也受到限制。

技術實現思路

[0003]基于上述問題，本專利技術的目的在于提供一種新型導熱墊片，其不僅能滿足8w/mk的導熱系數，同時還具有較佳的力學性能。
[0004]為實現上述目的，本專利技術一方面提供了一種導熱墊片，貼附于發熱部件上用于發熱部件的散熱，包括第一導熱填料和第二導熱填料，所述第一導熱填料和所述第二導熱填料沿厚度方向呈定向排列且所述第一導熱填料排布于靠近所述發熱部件的一側，所述第一導熱填料為碳納米管，所述第二導熱填料為D50小于等于50nm的無機填料，制備原料包括A組份和B組份，以重量份數計，A組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管，B組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和55～80份無機填料，所述反應性硅油包括乙烯基硅油和含氫硅油，且重量比為5～15:1。
[0005]本專利技術的導熱墊片實則為一種采用碳納米管和無機填料雙重導熱的硅膠類導熱墊片。采用乙烯基硅油和含氫硅油反應而得的硅膠類導熱墊片，具有較佳的柔韌性、壓縮性和表面天然的粘性，能夠填充縫隙，故能緊密貼附于發熱部件的表面，還可起到減震作用，尤其適用于設備小型化及超薄化的導熱設計要求。導熱填料集成了碳納米管和無機填料，碳納米管本身具有較高的導熱系數且作為填料可提高墊片的力學性能，再經沿導熱墊片的厚度方向呈定向排列之后，碳納米管有序排列可進一步提高導熱系數及和硅膠材料的結合力。同理，無機填料沿厚度方向也呈定向排列，故無機填料之間形成的間隙沿厚度方向也為有序排列，其更有利于導熱墊片的導熱。再者，導熱系數高的碳納米管排布于靠近發熱部件的一側，故從發熱部件散發出來的熱量先被碳納米管集中吸收，再經導熱系數低點的無機填料慢慢排出，通過導熱系數的梯度變化，可實現熱量的快速傳遞，此種散熱方式更利于發熱部件的短期散熱，且還可降低無機填料的使用量，避免其對導熱墊片力學性能的影響。
[0006]作為一實施例，所述第一導熱填料和所述第二導熱填料于制備過程中經不同強度
的電場誘導沿厚度方向呈定向排列。不同強度的電場可誘導第一導熱填料和第二導熱填料發生定向排列的順序。
[0007]作為一實施例，所述無機填料為片狀氧化鋁、片狀氮化鋁和片狀氮化硼中的至少一種。片狀無機填料在電場的極化作用下可發生定向排列。
[0008]作為一實施例，所述乙烯基硅油中乙烯基含量為0.7～2.0％，粘度為30～800mPa
·
s，所述含氫硅油中氫含量為0.5～1.2％，粘度為50～300mPa
·
s。乙烯基硅油和含氫硅油的粘度不宜太高，以免增加對碳納米管和無機填料定向排列的阻力。
[0009]作為一實施例，所述乙烯基硅油為端乙烯基聚二甲基硅氧烷和/或端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷。
[0010]作為一實施例，所述制備原料還包括0.5～3份二甲基硅油和/或苯基硅油。
[0011]作為一實施例，所述碳納米管和所述無機填料皆采用陽離子表面活性劑進行表面改性處理。通過陽離子表面活性劑進行表面處理可提高碳納米管的分散性，防止團聚。更進一步的，所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十八烷基二甲基芐基氯化銨，優選為十六烷基三甲基溴化銨。
[0012]本專利技術另一方面提供了一種導熱墊片的制備方法，包括步驟：
[0013](1)碳納米管的預處理
[0014]將所述碳納米管加入到陽離子表面活性劑的水溶液中進行超聲分散得碳納米管懸浮液；
[0015](2)無機填料的預處理
[0016]將所述無機填料加入到陽離子表面活性劑的水溶液中進行超聲分散得無機填料懸浮液；
[0017](3)A組份的制備
[0018]將配方量的反應性硅油、硅氫抑制劑和金屬催化劑進行混合得樹脂混合材料，于所述樹脂混合材料中加入所述碳納米管懸浮液混合均勻得A組份；
[0019](4)B組份的制備
[0020]將配方量的反應性硅油、硅氫抑制劑和金屬催化劑進行混合得樹脂混合材料，于所述樹脂混合材料中加入所述無機填料懸浮液混合均勻得B組份；
[0021](5)墊片坯材的制備
[0022]將A組份注入模具中加熱成粘稠狀后再注入B組份得墊片坯材；
[0023](6)電場處理
[0024]將所述墊片坯材的厚度方向的兩面連接高壓電源并置于硫化機中，先第一次進行電場處理，再提高強度進行第二次電場處理，最后硫化成型。
[0025]其一、通過對碳納米管和無機填料的先進行預處理可提高其分散性，防止團聚而影響在電場作用下的定向排列。其二，A組份和B組份所形成的墊片坯材中具有由A組份和B組份混合形成的融合層，此部分融合層同時具有碳納米管和無機填料導熱填料。通過不同強度的電場可誘導碳納米管和無機填料發生定向排列的順序，具體的，低強度下碳納米管先發生定向排列，再增加電場強度，可使碳納米管呈定向排列的一致性及方向的一致性更高，而無機填料于高強度電場的誘導下再發生定向排布，故于融合層中可形成有序的導熱通道，可避免采用單一高強度電場誘導時，融合層中碳納米管和無機填料導熱填料相互干
擾，而難以形成有序的導熱通道。
[0026]作為一實施例，所述步驟(6)中第一次進行電場處理的強度為800～1500V/mm，第二次進行電場處理的強度為2000～4000V/mm。
附圖說明
[0027]圖1為本專利技術的導熱墊片中導熱填料的排布示意圖。
[0028]圖2為本專利技術對比例1的導熱墊片中導熱填料的排布示意圖。
[0029]圖3為本專利技術對比例2的導熱墊片中導熱填料的排布示意圖。
[0030]圖4為本專利技術對比例3的導熱墊片中導熱填料的排布示意圖。
[0031]圖5為本專利技術對比例4的導熱墊片中導熱填料的排布示意圖。
具體實施方式
[0032]本專利技術的導熱墊片的制備原料包括A組份和B組份，以重量份數計，A組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管。B組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種導熱墊片，貼附于發熱部件上用于發熱部件的散熱，其特征在于，包括第一導熱填料和第二導熱填料，所述第一導熱填料和所述第二導熱填料沿厚度方向呈定向排列且所述第一導熱填料排布于靠近所述發熱部件的一側，所述第一導熱填料為碳納米管，所述第二導熱填料為D50小于等于50nm的無機填料，制備原料包括A組份和B組份，以重量份數計，A組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和0.5～5份碳納米管，B組份包括5～10份反應性硅油、0.01～0.15份硅氫抑制劑、0.05～0.2份金屬催化劑和55～80份無機填料，所述反應性硅油包括乙烯基硅油和含氫硅油，且重量比為5～15:1。2.根據權利要求1所述的導熱墊片，其特征在于，所述第一導熱填料和所述第二導熱填料于制備過程中經不同強度的電場誘導沿厚度方向呈定向排列。3.根據權利要求1所述的導熱墊片，其特征在于，所述無機填料為片狀氧化鋁、片狀氮化鋁和片狀氮化硼中的至少一種。4.根據權利要求1所述的導熱墊片，其特征在于，所述乙烯基硅油中乙烯基含量為0.7～2.0％，粘度為30～800mPa
·
s，所述含氫硅油中氫含量為0.5～1.2％，粘度為50～300mPa
·
s。5.根據權利要求1所述的導熱墊片，其特征在于，所述乙烯基硅油為端乙烯基聚二甲基硅氧烷和/或端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷。6.根據權利要求1所述的導熱墊片，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖志盛，周建坪，
申請(專利權)人：東莞市兆科電子材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：