[发明专利]散热涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种散热涂层及其制备方法，其中散热涂层的组成物包括：黏结剂和散热填料，所述散热填料是一种具有金属内核而且具有高表面面积的多孔性氧化物或氢氧化物外壳的金属粒子，本发明散热涂层可应用于例如但不限于灯丝、散热鳍片、外壳和握把这些装置的表面，所述装置的材质可以是塑料、陶瓷、金属及其复合材料；本发明散热涂层能够通过热对流和热传导的方式，提高所述装置的散热率。

技术领域

本发明涉及一种散热材料，特别是使用一种具有金属内核而且具有高表面面积的多孔性氧化物或氢氧化物外壳的金属粒子作为散热填料的散热涂层及其制备方法。

背景技术

电子装置在运作时会产生热，这是因为电流通过电路的阻抗而产生的热，例如电流通过电阻而发热；随着电子装置的功率不断提高，以及电子装置的体积愈来愈小，所产生的热也愈来愈大，众所周知热会对电子装置造成不良的影响并且产生许多问题，例如严重损害电子装置的安全性、效能和可靠度。

目前已知的散热方式可以依据热的传播方式区分为三种，分别是热传导(Conduction)、热对流(Convention)和热辐射(Radiation)。其中热传导是通过物质的分子中的晶格的振动，或通过自由电子的运输，使热量从物体的高温部位向低温部位传递的过程，其中又以固体物质和固体物质之间的热传导现象最为明显，金属具有所有固体物质中最好的热传导效果。

由于热量会改变流体的密度，吸收热量的流体会因为密度变低而上升，使得附近密度较高的流体移动过来填补，这种通过流体的流动而传播热量的现象即为热对流，因此，热对流主要是通过流体(包括液体和气体)的分子的移动实现热量的传播。

热辐射是以电磁波的形式传播热量，而且不需要通过任何的物质就可以进行热量的传播，因此在真空环境也能通过热辐射进行热量的传播。

为了避免过多的热量对电子装置的零件造成损害，以及不影响电子装置的效能，散热涂层成为提高散热率的有效的方法，已公开的专利例如美国专利US20070249755A1“Thermally Conductive Composition”以及中国专利CN102181212A“一种散热材料及其制备方法”提出了用于涂布在散热鳍片的高效能热传导材料或是高效的红外线辐射粉末，上述二件已公开的专利技术主要是通过热传导和热辐射的方式进行散热，并且通过所述的材料提高冷却或散热的能力。例如其中的中国专利CN102181212A公开的一种散热材料，其中含有远红外发射率大于0.80或导热系数大于5W/m.K的混合材料。

关于热对流的散热方式，增加热源和流体接触的散热面积可以有效提高热对流的散热效果，已知通过热对流方式进行散热的方式主要是使用金属制的鳍片或是框架结构，增加热源和流体接触的散热面积，例如已公开的欧盟专利EP0559092 A1“Metal foam heatdissipator”，公开了一种可以和散热器组成作为散热鳍片的金属框架，其中金属框架被直接贴附在金属制的散热器的表面，但是这种设计因为接触面存在微小的空间和使用了低导热系数的黏胶，而会有较大的接触热阻介于金属散热器和金属框架的接触面；已公开的中国专利CN102368482A“多孔金属结构的高效散热器”，同样公开了一种将金属框架和散热器整合在一起的技术，但在实务上如何整合并且确保其完整性，在实务上仍是一项挑战。

在较早由本发明申请人提出的发明专利申请案(AMP07668&AMP07583)之中，提出了使用一种含有石墨烯(graphene)和六方氮化硼(hBN，hexagon BoronNitride)的墨水涂布于热源的表面，用以提高散热率的技术。在上述的二件发明专利中，薄片状的石墨烯和六方氮化硼可视为一种围绕在热源之外的微小鳍片，用以增加热源的表面积，而这种涂布于热源的表面含有石墨烯和六方氮化硼的墨水，可以显著地提高热对流的散热率。