[发明专利]相变金属热界面复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热界面材料技术领域，特别是涉及一种相变金属热界面复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，电子器件逐渐向小型化、高度集成化发展。随着运行速度越来越快，发热电子元件的发热量也随之增多，温度的上升直接导致电子器件使用寿命的缩短。因此，开发具有高导热、低热阻的热界面材料尤为重要。

目前市场上的热界面材料主要分为导热硅脂、导热胶、导热垫片、导热相变材料、金属焊料等几种。导热硅脂的热阻介于0.2～0.6*℃cm²/W，使用方便。但需要一个较大的扣合力来达到较薄的厚度，从而实现低热阻，而且使用中容易出现溢出和相分离的问题。导热胶虽然不会出现溢出的现象，但是使用中需要高温固化处理。传统的聚合物基导热相变材料虽综合了导热硅脂和导热垫片的优点，但导热系数和热阻还是不能满足一些需高散热场合的要求。金属焊料虽能具有极低的热阻，很高的散热能力，但普通焊料作为热界面材料使用，在很多场合不方便像导热垫片或导热相变材料一样方便使用安装。

相变金属热界面材料是目前热界面材料研究的热点，但现有的相变金属热界面材料仍存在着各种问题，例如，在使用时，需要一个较大的扣合力来促使相变金属形变填补界面空隙，过度的压力既会产生不利的应力造成对电子器件的损伤，同时也很容易造成熔融态相变金属的溢出，出现空洞和短路现象。针对熔融态相变金属溢出的现象，目前主要是在合金外圈安装环形垫片，但这种方法在一段工作时间后容易出现失效，很难达到阻漏的效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种低热阻、高导热以及在使用过程中不会出现空洞现象和熔融溢出现象的相变金属热界面复合材料。

一种相变金属热界面复合材料，包括多孔中间金属层、分别设置于所述多孔金属层的相对的两侧的两个微孔金属层及填充于所述多孔中间金属层和所述两个微孔金属层中的相变金属。

在其中一个实施例中，所述多孔中间金属层为多孔泡沫铜层、多孔泡沫镍层、多孔泡沫铝层或多孔泡沫银层。

在其中一个实施例中，所述多孔中间金属层的孔隙率为30%～90%。

在其中一个实施例中，所述多孔中间金属层的厚度为0.005mm～0.5mm。

在其中一个实施例中，所述微孔金属层的材料为铜、铝、银或镍。

在其中一个实施例中，所述微孔金属层上具有多个微孔，所述微孔的孔径为10μm～500μm，相邻的两个所述微孔的孔间距为10μm～500μm。

在其中一个实施例中，所述微孔金属层的厚度为0.0001mm～0.001mm。

在其中一个实施例中，所述相变金属选自锡、铟、铋、银、镓及锌中的至少一种。

一种相变金属热界面复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供多孔金属板作为多孔中间金属层；

将所述多孔中间金属层浸泡于含有金属离子的电解液中，通过电化学沉积分别在所述多孔中间金属层的相对的两侧形成两个微孔金属层，得到半成品；及

将所述半成品浸泡于熔融态的相变金属中10min～60min，取出，待得到所述相变金属热界面复合材料。

在其中一个实施例中，所述电化学沉积的电流为2A～15A，电镀时间为10S～60S。

上述相变金属热界面复合材料的多孔中间金属层作为结构支撑层，可以承受一定的压力，保证熔融态的相变金属不会被挤压溢出，且能够让相变金属上下贯通，使得该相变金属热界面复合材料具有低热阻及较高的导热性能；两个微孔金属层可有效地抑制相变金属的溢出，当相变金属熔融膨胀后，可以从微孔金属层的微孔渗出有效地填补空隙，使用过程不会出现孔洞。

附图说明

图1为一实施方式的相变金属热界面复合材料的结构示意图；

图2为一实施方式的相变金属热界面复合材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的相变金属热界面复合材料100，包括多孔中间金属层20、分别设置于多孔中间金属层20的相对两侧的两个微孔金属层40及填充于多孔中间层20和两个微孔金属层40中的相变金属（图未示）。