[发明专利]导热材料、其制备方法及导热件

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热材料、其制备方法及导热件。

背景技术

散热一直是电子工业一项重点研究的工作，电子元器件的实际工作温度是影响其可靠性的关键因素之一。随着电子设备向着小型化、高功耗发展，其功耗密度逐步增加。电子设备的发热量也成倍增加，这也对系统的散热性能提出了更高的要求。导热界面材料是散热系统的关键物料，是连接芯片与散热器之间的热量传递的桥梁。导热界面材料一般包括作为基础材料的胶系，以及填充在胶系里的填料和分散剂等。填料类型的选择、胶系的选择及分散助剂的选择均会对导热界面材料的导热率产生很大的影响。

现有的导热界面材料其导热率大多在5W/m·K以下，在现有的粉体体系以及生产工艺条件下，其导热率难以有较大提升。

发明内容

基于此，有必要提供一种导热率较高的导热材料、其制备方法及导热件。

一种导热材料，按重量百分比计，包括以下组分：

有机硅聚合物 30％～70％；及

石墨碎片 30％～70％；

石墨烯 0％～10％；

其中，所述石墨碎片的厚度为5μm～50μm，所述石墨碎片的长度为30μm～300μm；所述导热材料中所述石墨碎片呈多层定向排布。

在其中一个实施例中，所述有机硅聚合物选自乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷及甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述石墨烯选自石墨烯片层粉体或石墨烯颗粒中的至少一种；所述石墨烯的厚度为2nm～10nm，长度为3μm～50μm。

在其中一个实施例中，所述导热材料包括10层～100层依次层叠的导热片材。

在其中一个实施例中，每层所述导热片材的厚度为0.3mm～0.5mm。

上述任一项所述的导热材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述导热材料中的各组分混合开炼得到片状的导热片材；及

将多层所述导热片材依次层叠得到所述导热材料。

在其中一个实施例中，所述将所述导热材料中的各组分混合开炼得到片状的导热片材的步骤具体为：

将有机硅聚合物和石墨烯混合开炼15分钟～45分钟得到预混料；

将石墨碎片加入预混料中开炼至石墨碎片均匀分布在预混料中得到片状的导热片材。

在其中一个实施例中，所述将多层所述导热片材依次层叠的步骤之后还包括步骤：将依次层叠的多层所述导热片材进行横向切割。

在其中一个实施例中，将多层所述导热片材依次层叠的叠加压力为34.475kPa～68.95kPa。

在其中一个实施例中，所述石墨碎片由石墨粉碎得到，所述石墨选自天然石墨、膨胀石墨及人工石墨片中的至少一种。

一种导热件，所述导热件的材料为上述任一项所述的导热材料。

上述导热材料在有机硅聚合物中添加了石墨碎片，石墨碎片作为填料，石墨碎片通过将石墨片粉碎即可得到，且石墨碎片的导热率也很高，石墨碎片的厚度为5μm～50μm，石墨碎片的长度为30μm～300μm，石墨碎片的厚度与长度之间存在较大的尺寸差异，在导热材料中能达到较佳的取向的定向排布，进一步提高导热率；导热材料中石墨碎片呈多层定向排布，这种多层定向排布的结构能大幅提高导热材料的导热性能，石墨碎片多层定向排列后其平面内的导热率优势得到体现，导热界面材料导热率也极大提升。

附图说明

图1为实施例1的石墨碎片的SEM图；

图2为实施例1的石墨碎片与有机硅聚合物开炼后得到的预混物的SEM图；

图3为实施例2的导热材料的SEM图；

图4为实施例5制备的导热件的照片。

具体实施方式

下面主要结合具体实施例对导热材料、其制备方法及导热件作进一步详细的说明。

一实施方式的导热材料，按重量百分比计，包括以下组分：

有机硅聚合物 30％～70％；

石墨碎片 30％～70％；

石墨烯 0％～10％；

有机硅聚合物是导热材料的基础材料。优选的，有机硅聚合物选自乙烯基聚硅氧烷、苯烯基聚硅氧烷、甲基苯烯酸硅氧烷及甲基乙烯基聚硅氧烷中的至少一种。当然，需要说明的是，有机硅聚合物不限于为前面指出的几种材料，还可以为其他业内常用的有机硅聚合物。进一步优选的，有机硅聚合物的乙烯基聚硅氧烷的粘均分子量为60×10⁴～70×10⁴。