[发明专利]热界面材料,具该热界面材料的电子装置及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热界面材料，具该热界面材料的电子装置及该电子装置的制备方法。

背景技术

近年来，随着半导体器件集成工艺的快速发展，半导体器件的集成化程度越来越高，器件体积变得越来越小，但是，半导体器件体积的减小也提高了其对散热的要求。为满足所述半导体器件对散热的需要，风扇散热、水冷辅助散热及热管散热等各种散热方式被广泛运用，并取得一定的散热效果。但因散热装置与热源(半导体集成器件，如CPU)的接触界面不平整，实际接触面积一般不到总面积的2％，因此从根本上影响热源向散热装置传递热量的效果。为了增加热源与散热装置两个界面之间的接触面积，通常在热源与散热装置之间填加一导热系数较高的热界面材料(Thermal Interface Materials)，用于填补热源与散热装置接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，增加热源与散热装置两个界面的接触面积，减少热传递的阻抗，改善热源与散热装置间的热传递效果。

传统的热界面材料是通过在如硅胶、橡胶之类的柔性基体中添加一些具有优异导热性能的导热颗粒如氧化硅、银或其他金属等来形成复合材料。碳纳米管沿其轴向方向具有极高的导热系数，使其成为最具潜力的热界面材料之一。2004年9月16日申请并于2005年6月2日公开的第2005/0116336A1号美国专利申请公开了一种热界面材料，该热界面材料将多个碳纳米管均匀分散在一柔性基体中，该多个碳纳米管相互搭接在热源与散热装置之间形成多个导热通道。

碳纳米管轴向方向的导热系数较高，但其径向方向的导热系数极低，因此，由所述多个碳纳米管形成的导热通道中，其热传递路径的长度取决于相互搭接成该一导热通道的所有碳纳米管的轴向长度之和。而所述多个碳纳米管在柔性基体中的方向难以控制，该碳纳米管轴向方向与热传递方向一致的概率很小，因此，需要较多的碳纳米管搭接才能形成一导热通道，从而造成该热界面材料的传热路径较长；且，由于碳纳米管的尺寸较小，相互搭接的两个碳纳米管之间的热阻较大，无法有效利用碳纳米管的导热性能。因此，所述热界面材料的导热性能还有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种导热性能更佳的热界面材料，具该热界面材料的电子装置及该电子装置的制备方法。

一种热界面材料，其包括一柔性基体及分布在该柔性基体中的多个复合导热颗粒。该复合导热颗粒包括一金属颗粒及至少一碳纳米管复合在该金属颗粒中。

一种热界面材料，其包括一柔性基体及分布在该柔性基体中的多个金属颗粒。至少部分金属颗粒中每一第一金属颗粒进一步包括至少一碳纳米管复合在该第一金属颗粒中形成多个复合导热颗粒。

一种电子装置，其包括一热源及一设置于所述热源表面的热界面材料。该热界面材料包括一柔性基体及分布在该柔性基体中的多个第一金属颗粒。至少部分该第一金属颗粒中每一第一金属颗粒进一步包括至少一碳纳米管复合在该第一金属颗粒中形成多个复合导热颗粒。

一种电子装置的制备方法，其包括如下步骤：提供一热界面材料预制体及一热源，所述热源具有一使所述热源不至于过热损坏的保护温度，所述热界面材料预制体包括一柔性基体、填充在所述柔性基体中的多个第二金属颗粒及多个碳纳米管，所述第二金属颗粒粒径小于100纳米，且该第二金属颗粒在该粒径下的熔融温度小于所述保护温度；将所述热界面材料预制体设置在所述热源表面；加热所述热界面材料预制体，使所述第二金属颗粒熔融团聚；冷却所述热界面材料预制体，形成热界面材料于热源表面。

与现有技术相比，所述热界面材料中的碳纳米管复合于第一金属颗粒中形成复合导热颗粒。由于所述复合导热颗粒的热传递方向无方向性限制，由所述多个复合导热颗粒相互搭接而形成的导热通道，具有较短的热传递路径；且，由于复合导热颗粒具有较大的粒径，相互搭接的复合导热颗粒之间的热阻较小。因此，所述热界面材料有效利用了碳纳米管优异的导热性能，具有较好的导热性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电子装置的结构示意图。

图2是图1中热界面材料微观结构示意图。

图3是本发明制备热界面材料的热界面材料预制体的微观结构示意图。

图4是本发明实施例提供的电子装置的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例的热界面材料，具该热界面材料的电子装置及该电子装置的制备方法作进一步详细说明。