[发明专利]一种全金属导热膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热材料领域，特别涉及一种使全金属的导热膏及其制备方法。

背景技术

导热硅脂是电子元件散热的关键组件。在电子器件表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将他们直接安装在一起，它们间的实际接触面积大约只有散热器底座面积的10％，其余均为空气间隙。由于空气是热的不良导体，将在电子元件与散热器间形成接触热阻，降低散热器的效能。导热硅脂通过填充于电子发热器件与散热器之间以排除其中的空气，并在其间建立有效的热传导通道，降低接触热阻，提升传热性能。

液态金属导热材料是一种高端的热界面材料，液态金属导热材料具有远超传统导热硅脂的热导率，传热效果显著，常见的液态金属导热材料为镓基合金、铟基合金及铋基合金，其中镓基合金熔点低，常温下呈液态，因而最早被用作导热膏，如在铝材质表面大规模使用先需进行防腐蚀处理(如表面氧化、镀镍等)。查阅公开技术文献可知，现有金属导热膏实现方案分为两类：一种全液态镓铟铋锌合金，熔点在8℃左右，这种导热膏由于液态金属的较高表面能，其涂敷过程较为困难。另一种方案是在前述低熔点合金内加入第二相的固态粒子，控制导热膏的黏度以提高铺展能力。但这种外加的粒子由于表面不可避免的污染，会降低导热膏的性能。

为解决此问题，本发明提出一种半固态全金属导热膏。该导热膏的固液两相皆为金属，固相微小颗粒是从熔体里面析出生成的，以解决外加颗粒带来的污染问题。微米尺寸的固相颗粒保证了膏体的黏度和流动性，使其易于涂敷。而全金属组分保证了导热膏超高的热传导能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全金属导热膏，避免外加颗粒带来污染，同时又保证其黏度和流动性，本发明提出以下技术方案：

一种全金属导热膏，该全金属导热膏包括铟、铋、锡、镓，其中铟、铋、锡三者的质量比为51∶32.5∶16.5，镓占全金属导热膏的质量比例为46.0％～49.0％。

本发明的另一个目的在于提供上述全金属导热膏的制备方法，该制备方法步骤如下：

A、按照原料配比称取金属铟、铋、锡、镓；

B、将熔炉温度升至350℃后，将铋和锡放入陶瓷干锅中，并放入熔炉进行加热，待铋和锡熔化后，将表面氧化物除去并搅拌；

C、将熔炉炉温调至200℃，加入铟，保持20min，完全熔化后表面扒渣并搅拌；

D、将熔炉炉温调至100℃，最后加入镓，搅拌后扒渣静置20min；E、将合金倒入开口容器中进行冷却，并进行搅拌，冷却后得到全金属导热膏。

本发明带来的有益效果是：

1、本发明全金属导热膏在室温下为半固态，而在45℃以上为液态，热导率大于10W/(m·K)；

2、本发明全金属导热膏为微米尺寸的固相颗粒，保证了导热膏的黏度和流动性，有助于更好地涂敷；

3、本发明全金属导热膏不含铅、镉等有害元素，满足了电子产品绿色环保的要求；

4、本发明全金属导热膏制备方法工艺步骤简单，环境要求低，只要在大气环境下即可进行，有利于该产品的大范围生产和使用。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种全金属导热膏，该全金属导热膏包括铟、铋、锡、镓，其重量依次为102g、65g、33g、180g。

制备步骤如下：

A、分别称取102g、65g、33g、180g的金属铟、铋、锡、镓；

B、将熔炉温度升至350℃后，将铋和锡放入陶瓷干锅中，并放入熔炉进行加热，待铋和锡熔化后，将表面氧化物除去并搅拌；

C、将熔炉炉温调至200℃，加入铟，保持20min，完全熔化后表面扒渣并搅拌；

D、将熔炉炉温调至100℃，最后加入镓，搅拌后扒渣静置20min；

E、将合金倒入开口容器中进行冷却，并进行搅拌，冷却后得到全金属导热膏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。