[发明专利]高导热高压缩湿粘态导热垫片及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及到导热垫片应用领域，尤其是涉及一种高导热、高压缩、硅凝胶与陶瓷填料组合物的湿黏态导热垫片。 

背景技术

近年来，随着电子产品设备功能的不断演进，芯片构装密度大幅提升，台式机、笔记本型计算机、智能手机、平板计算机、各式网络通讯设备的大量普及，云端服务器及资料中心的大量构建，LED照明与背光需求的广泛应用，使得电子产品产生的废热，与日俱增。所衍生的热，一方面除了影响电子产品设备的信赖度与寿命，另一方面更助长温室效应，成为破坏地球气候平衡的元凶。准此，热管理的实是当前刻不容缓的重要议题。 

如图1的傅立叶热传导方程式:dQ/dt=-λ.A.(dT/dx) 

Q:热能 

t:时间 

λ:热传导系数(W/mK) 

A:截面积 

dT:温度差 

dx:厚度 

定义: 

热阻抗=dx/λ 

热阻=dx/(λ.A) 

需知: 

若是有效的导热界面材料，导热系数比较高，在相同厚度之下，热阻抗与热阻会比较低。 

若是两个导热系数相同的热界面材料，硬度不同，在相同的接触压力之下，比较柔软的导热界面材料，压缩量比较大，界面厚度dx比较小，材料中导热陶瓷填料彼此间的有效接触面积增加，热阻抗与热阻会比较低。 

目前的导热垫片普遍存在以下问题: 

(1)导热系数λ不足，而 

热阻抗=dx/λ及热阻=dx/(λ.A) 

使得系统之热阻抗及热阻无法降低。 

(2)硬度不够柔软，甚至过硬，在相当的接触压力之下，压缩量有限，dx相对仍大，而 

热阻抗=dx/λ及热阻=dx/(λ.A) 

也使得系统之热阻抗及热阻无法降低。 

(3)缺乏表面湿润性，无法与发热组件及金属散热器之不平整表面，进行有效嵌合。导致热界面材料与发热组件之间，热界面材料与金属散热器之间，存在空隙，即有空气之存在，需知空气为热之不良导体，亦将造成可观之界面热阻。 

(4)出油:为降低产品硬度，于混练时加入二甲基硅油；或是为有效去除环状硅氧烷等低分子挥发物(Low Molecular Weight,Volatile Organic Compound)，却造成导热垫片使用时极易出油,污染电子产品主机板，甚至造成电气接点之障害。 

基于上述的不足之处，本发明人设计了本发明“高导热高压缩湿粘态导热垫片及其制备”。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高导热、高压缩、硅凝胶与陶瓷填料组合物的湿黏态导热垫片,并以玻璃纤维布强化垫片表面，使能顺利以手工由离型膜或网纹膜上取下，转移贴附至金属散热器之上，填补发热组件与金属散热器之间隙，进行有效的热管理。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

本发明的高导热高压缩湿粘态导热垫片，是混合100～2000重量份的导热陶瓷填料,与100重量份粘度10～2000mPa.s的硅凝胶,再以捏合机、万马力机、行星式搅拌机、开炼机等混合设备混练后，将混合物上下表面覆以补强用之玻璃纤维布，以挤出成型机、压延机、热压成型机等成型设备，在离型 膜上成型的高导热高压缩湿黏态导热垫片，进行不完全硫化，维持表面湿润状态，导热系数3.0W/mK以上，厚度为0.5～5.0mm，硬度Shore005～50的高导热高压缩湿黏态导热片。 

本发明的高导热高压缩湿粘态导热垫片，其包括具有中间层及上下表面层的层状结构。其中, 

(A)所谓中间层由不完全硫化的硅橡胶与导热陶瓷填料组成，其组合物包括 

(a)硅凝胶:乙烯基硅氧烷、交联剂、铂催化剂、抑制剂，其具有至少一个选自环氧基团、烷氧基团、乙烯基团、硅氢基团的官能基团。 

(b)导热陶瓷填料 

(B)所谓上下表层系指具备耐热性、电绝缘性、与机械强度的玻璃纤维布层。 

做为补强作用，具有同时促进垫片柔软及强度的作用。同时，由于玻璃纤维布表面已使用硅烷偶联剂进行表面改性，可与中间层的硅橡胶产生强力的粘合，使得整体高导热高压缩湿粘态导热垫片材料具有出色的操作加工性与耐久性。 

本发明的高导热高压缩湿粘态导热垫片，是以玻璃纤维布强化垫片表面，导热系数3.0W/mK以上，厚度为0.5～5.0mm，硬度Shore005～50的高导热高压缩湿黏态导热片。