[发明专利]一种三维高导热垫片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维高导热垫片，包括衬垫、包覆于所述衬垫的热扩散膜和涂覆于所述衬垫和热扩散膜之间的胶粘剂；所述衬垫由热各向异性的无机材料制成，所述热扩散膜由石墨或高密度聚乙烯制成。该三维高导热垫片可在XYZ三维方向实现高导热，即本发明使用扩散膜包裹导垫衬垫的方式，导热衬垫在Z方向具有较佳的导热性，而扩散膜是具有高导热性，从而可使该导热垫片具有较均匀的热扩散能力。本发明同时还提供该三维高导热垫片的制备方法。

技术领域

本发明涉及电子元件的导热部件技术领域，尤其涉及一种三维高导热垫片及其制备方法。

背景技术

电子元件的性能会因过热而下降或损坏，因此对电子元件的冷却成为重要的课题。对用于发热体和散热体之间的导热界面材料，往往要求其具有优异的导热性能。而导热衬垫各向异性的导热能力，在大功率或空间有限的条件下，XY方向导热能力较弱的瓶颈将凸显。

专利CN100548099C中揭示了一种利用磁场对碳纤维进行定向排列的方法，在厚度方向实现超高导热，可达到15W/k.m以上；在平面方向XY导热性能较差，一般4W/k.m，呈现各向异性。

专利CN103975429A中揭示了一种利用挤出法实现碳纤维的定性排列，在厚度方向导热性能远高于平面方向，同样呈现各向异性。

采用其他填料如陶瓷纤维，BN等实现材料各向异性的导热能力，同样会存在平面XY方向导热能力较弱的情况。

提升平面XY方向的导热性能，有利于改善界面材料XYZ三维方向的导热性能，适用大功率和空间有限的应用场景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种XY平面导热效果佳的三维高导热垫片。

本发明的目的之二在于提供上述垫片的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种三维高导热垫片，包括衬垫、包覆于所述衬垫的热扩散膜和涂覆于所述衬垫和热扩散膜之间的胶粘剂；所述衬垫由热各向异性的无机材料制成，所述热扩散膜由石墨层或高密度聚乙烯制成。

进一步地，所述衬垫为碳纤维或陶瓷纤维。

进一步地，所述胶粘剂为热熔胶或有机硅胶。

进一步地，所述热熔胶为乙烯及其共聚物、聚氨酯、聚酰胺、聚酯和聚烯烃中的一种；所述有机硅胶为加热固化型有机硅胶。

进一步地，所述热扩散膜的厚度0.1mm；石墨层为天然石墨层、人工合成石墨层、石墨烯层的一种或几种的组合；高密度聚乙烯为拉伸25倍以上的高密度聚乙烯。

进一步地，所述衬垫底部复合有导电膜。

本发明的目的之二采用以下方案实现：

一种制备上述的三维高导热垫片的方法，包括以下步骤：

1)采用磁场辅助、电场辅助或挤出成型的方式制备热各向异性的衬垫；

2)在衬垫或热扩散膜表面涂覆胶粘剂；

3)用热扩散膜包覆衬垫。

进一步地，步骤1)中，采用超声波匀质使无机材料的定向排列。

进一步地，步骤2)中，在热扩散膜上复合胶粘剂，热扩散膜与导热衬垫通过成型工装进行贴合。

进一步地，步骤3)后，还包括步骤4)在衬垫底部复合导电膜。

进一步地，步骤3)后制备的导热垫片为长条型单体，2个及以上单体组合成导热垫片。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：