[发明专利]一种相变导热硅脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种相变导热硅脂及其制备方法.所述相变导热硅脂包含有机硅油、相变胶囊、导热填料和助剂。本发明还提供了一种相变导热硅脂的制备方法，所述方法包括：改性导热填料的制备；原料混合物的制备；真空搅拌处理等步骤。本发明所制备的相变导热硅脂具有良好地流动性和润湿性，使用寿命长且导热填料与硅油相容性好、兼具储热功能，能有效地降低大功率电器节点与散热装置的界面接触热阻，加速热量传递，同时制备工艺简单、性价比高、应用广泛。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，具体涉及一种相变导热硅脂及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展，集成电路的密集化和微型化程度越来越高，电子元器件的运行速度不断提高，功率密度不断增加，工作时会释放出大量热量，如果不能及时将其传导出去，很容易造成局部高温，导致器件寿命减少，甚至失去功效，因而对电子器件的散热至关重要。而在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空气间隙，空气热导率只有0.024W/(m·K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造成散热器的效能低下。

导热硅脂，简称“硅脂”，俗称“导热膏”或“散热膏”，是呈膏状的高效散热产品，是由导热填料与基体硅油通过表面处理技术等混合而成的高导热绝缘有机硅材料，可以在-50～230℃的温度下长期保持使用时的脂膏状态。导热硅脂填充在发热体和散热器之间，能有效填满接触面的空间间隙，充分润湿接触表面，从而大大降低接触电阻，降低电子元器件的工作温度，提高可靠性和延长寿命。

然而，目前市场上的大多数导热硅脂为了追求单一的高导热率，通常是在基体硅油中填充大量的导热填料机械混合制备而成，这容易使得硅脂粘度过高，影响硅脂的流动性，最终影响其用于封装时的实际散热效果。而采用低粘度基体硅油填充导热填料制备的硅脂，流动性过大，则容易流淌，在使用过程中容易出现污染电路板、引起短路等故障。此外，因为硅脂中导热填料与硅油的相容性较差，在长期使用过程中，经过多次冷热循环后，经常出现硅油与导热填料分离的现象，导致硅脂涂层变干、分化、碎裂，导热性能变差等。同时面对发热器件瞬时的大功率产热时，硅脂导热散热不及时，易导致热量迅速堆积，温度升高，影响电子器件的各项性能。

发明内容

针对现有产品及技术存在的不足，本发明的目的在于提供具有良好流动性、润湿性，使用寿命长且导热填料与硅油相容性好，同时兼具在发热器件瞬时大功率产热时，具备迅速吸收、储存热量特性的导热硅脂及其制备方法。

本发明第一方面提供了一种相变导热硅脂，所述相变导热硅脂包含10质量％～40质量％的有机硅油、10质量％～30质量％的相变胶囊、30质量％～70质量％的导热填料0.1质量％～40质量％的助剂；或者所述相变导热硅脂由10质量％～40质量％的有机硅油、10质量％～30质量％的相变胶囊、30质量％～70质量％的导热填料0.1质量％～40质量％的助剂组成。

本发明第二方面提供了本发明第一方面所述的相变导热硅脂的制备方法，所述方法包括(1)将导热填料加入到偶联剂溶液中进行表面改性后并过滤、烘干得到改性导热填料；(2)将有机硅油、改性导热填料、相变胶囊和助剂混合均匀，得到原料混合物；(3)将所述原料混合物进行真空搅拌处理，得到所述相变导热硅脂。

本发明第三方面还提供了一种本发明第二方面所述方法制得的相变导热硅脂。

本发明的有益效果是：

(1)以有机硅油作为基体，加入不同粒径级配的导热填料，能够在基体中形成大量类似网状或链状结构形态，即导热网链，增强导热硅脂的导热性能。

(2)加入硅烷偶联剂，可以使导热填料表面丰富的含氧基团与偶联剂化学键结合，使经过处理的导热填料与硅油有着良好的结合界面，有利于导热填料在硅油中的分散性，使两者之间的相容性和亲和力得到了提高，因而有效地降低了二者界面之间的接触热阻。