CN1916105A - 散热膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种散热膏，其包括一导热系数为0.1～0.2W/mK的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物，该导热填充物与高分子基体的质量比为3∶1～7∶1。另外，提供一种散热膏的制备方法，其包括以下步骤：提供一导热系数为0.1～0.2W/mK的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物；将上述导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比进行混合，形成散热膏。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种热介面材料，尤其涉及一种具有较低阻抗的散热膏及其制备方法。
【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，其对散热的需求已成为一个越来越重要的问题。为满足该需要，风扇散热、水冷辅助散热及热管散热等各种散热方式均被广泛运用，并取得一定的散热效果。
图1为现有技术散热器的使用状态示意图，由于散热器20与发热组件30表面不可避免的表面粗糙度，在散热器20与发热组件30间形成间隙50，使得散热器20与发热组件30通常相互接触面积不到2％，而间隙50中的空气会造成高热阻值，从根本上影响发热组件30向散热器20传递热量的效果。图2为现有技术热介面材料的使用状态示意图，针对图1的问题，通过增加片状热介面材料10在散热器20与发热组件30之间，通过热介面材料10的流动性填补散热器20与发热组件30间的间隙以达到较好的散热效果。但片状热介面材料10未能完全填满间隙50，使得散热器20与发热组件30间依旧存在间隙51，由空气所造成的高热阻仍然会影响传热效果。
此外，热介面材料本身存在的热阻抗是另一影响传热效果的因素，传统热介面材料较少考虑到该因素，因此，有必要提供一种可充分填隙发热组件与散热器之间隙且热阻抗较低的散热膏。
【发明内容】
以下，将以实施例说明一种可充分填隙发热组件与散热器之间隙且热阻抗较低的散热膏，并以实施例说明其制备方法。
为实现上述内容，提供一种散热膏，其包括一导热系数为0.1～0.2瓦/米·开(W/mK)的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物，该导热填充物与高分子基体的质量比为3∶1～7∶1。
优选，所述导热填充物与高分子基体的质量比为4∶1。
所述高分子基体为多羟基酯类。
所述导热填充物的粒径小于1μm，优选，导热填充物的粒径为0.5～1μm。
所述导热填充物选自氧化锌、氮化铝或碳化硅。
另，为实现上述内容，提供一种散热膏的制备方法，其包括以下步骤：提供一导热系数为0.1～0.2W/mK的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物；将上述导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比进行混合，形成散热膏。
优选，所述导热填充物与高分子基体的质量比为4∶1。
所述高分子基体为多羟基酯类。
所述导热填充物的粒径小于1μm，优选，导热填充物的粒径为0.5～1μm。
所述导热填充物选自氧化锌、氮化铝或碳化硅。
优选，将导热填充物与高分子基体混合后搅拌均匀。
本技术方案的散热膏，导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比混合而形成，具有较低热阻抗；且导热填充物的粒径较小，比表面积较大，可充分填满填充散热器与发热组件的间隙，获得较好的散热效果。另外，该散热膏的制备工艺过程比较简单，只需简单将导热填充物与高分子基体按照预定配比混匀即可。
【附图说明】
图1是现有技术散热器的使用状态示意图。
图2是现有技术热介面材料的使用状态示意图。
图3是本实施方式氧化锌与多元醇酯的质量比与热阻的函数曲线图。
图4是本实施方式散热膏的使用状态示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图及实施例对散热膏及其制备方法作进一步详细说明。
本实施方式散热膏包括一导热系数为0.1～0.2W/mK(瓦/米·开)的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物，该导热填充物与高分子基体的质量比为3∶1～7∶1。
上述导热填充物与高分子基体的最佳质量比为4∶1，则所得散热膏的散热效果最好，同时其热阻抗最小。该高分子基体为多羟基酯类物质。导热填充物的粒径小于1μm，最好为0.5～1μm。该导热填充物包括氧化锌粉体、氮化铝粉体、碳化硅粉体等。
本实施方式散热膏的制备方法包括以下步骤：
步骤1，提供一导热系数为0.1～0.2W/mK的高分子基体及一导热系数为20～1000W/mK的导热填充物。
高分子基体是导热系数为0.1～0.2W/mK的物质，通常采用多羟基酯类物质。导热填充物是导热系数为20～1000W/mK的导热填充粉体，该粉体的粒径小于1μm，最好为0.5～1μm，其通常包括高导热性的氧化锌、氮化铝、碳化硅等。
步骤2，将上述导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比进行混合，形成散热膏。
根据需要，取适量导热填充粉体与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比混合，最好施以搅拌，经过一定时间使两者充分混合均匀。优选，导热填充粉体与高分子基体按照4∶1的质量比混合。
取导热填充粉体为氧化锌，高分子基体为多元醇酯，调整氧化锌与多元醇酯的质量比，制备多组(如n组，n＞3)散热膏，分别量测每组散热膏的热阻，可得氧化锌与多元醇酯的质量比与热阻的函数图。下面制备五组散热膏为例来比较不同组成的散热膏的热阻情况。
第一组，将4g氧化锌与2g多元醇酯进行混合，并搅拌约1～2小时，氧化锌与多元醇酯基本充分混匀得到一散热膏A。
第二组，将3g氧化锌与1g多元醇酯进行混合，并搅拌约1～2小时，氧化锌与多元醇酯基本充分混匀得到一散热膏B。
第三组，将8g氧化锌与2g多元醇酯进行混合，并搅拌约1～2小时，氧化锌与多元醇酯基本充分混匀得到一散热膏C。
第四组，将10g氧化锌与2g多元醇酯进行混合，并搅拌约1～2小时，氧化锌与多元醇酯基本充分混匀得到一散热膏D。
第五组，将6g氧化锌与1g多元醇酯进行混合，并搅拌约1～2小时，氧化锌与多元醇酯基本充分混匀得到一散热膏E。
分别量测散热膏A、B、C、D、E之热阻，绘制氧化锌与多元醇酯的质量比与热阻的函数图，得曲线如图3所示。
根据图3可明显看出，氧化锌与多元醇酯的质量比为4∶1时，散热膏的热阻最小。日本信越化学的商品多为G751的散热膏，其热传导性能较佳，其热阻抗为0.11～0.13，本实施例的散热膏可达到G751的散热效果，其中，散热膏C甚至较散热膏G751的散热性能更好。
如图4所示，将氧化锌与多元醇酯的质量比为4∶1的散热膏100设置于散热器20及发热组件30之间，该散热膏100具有较低热阻抗，传热性能优良，可将发热组件30发出的热量迅速传至散热器20而散去，另外，由于该散热膏100的膏状流动性，且其粒径较小，比表面积较大，可充分填满填充散热器20与发热组件30间的间隙50，获得较好的散热效果。
本技术方案的散热膏，导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比混合而形成，具有较低热阻抗；且导热填充物的粒径较小，比表面积较大，可充分填满填充散热器与发热组件的间隙，获得较好的散热效果。另外，该散热膏的制备工艺过程比较简单，只需简单将导热填充物与高分子基体按照预定配比混匀即可。
Claims (12)
1.一种散热膏，其包括一导热系数为0.1～0.2瓦/米·开的高分子基体及一导热系数为20～1000瓦/米·开的导热填充物，该导热填充物与高分子基体的质量比为3∶1～7∶1。
2.如权利要求1所述的散热膏，其特征在于，该导热填充物与高分子基体的质量比为4∶1。
3.如权利要求1所述的散热膏，其特征在于，该高分子基体为多羟基酯类。
4.如权利要求1所述的散热膏，其特征在于，该导热填充物的粒径小于1微米。
5.如权利要求4所述的散热膏，其特征在于，该导热填充物的粒径为0.5～1微米。
6.如权利要求1所述的散热膏，其特征在于，该导热填充物选自氧化锌、氮化铝或碳化硅。
7.一种散热膏的制备方法，其包括以下步骤：
提供一导热系数为0.1～0.2瓦/米·开的高分子基体及一导热系数为20～1000瓦/米·开的导热填充物；
将上述导热填充物与高分子基体按照3∶1～7∶1的质量比进行混合，形成散热膏。
8.如权利要求7所述的散热膏的制备方法，其特征在于，该导热填充物与高分子基体的质量比为4∶1。
9.如权利要求7所述的散热膏的制备方法，其特征在于，该高分子基体为多羟基酯类。
10.如权利要求7所述的散热膏的制备方法，其特征在于，该导热填充物的粒径为0.5～1微米。
11.如权利要求7所述的散热膏的制备方法，其特征在于，该导热填充物选自氧化锌、氮化铝或碳化硅。
12.如权利要求7所述的散热膏的制备方法，其特征在于，该导热填充物与高分子基体混合后搅拌均匀。
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