[发明专利]一种定向排列的高导热界面材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种定向排列的高导热界面材料及其制备方法，所述定向排列的高导热界面材料由导热界面材料原料经热固化制得，所述导热界面材料原料包括20～40质量份的各向异性导热填料、30～50质量份的氧化铝、60～80质量份的二甲基硅油或乙烯基硅油、40～60质量份的含氢硅油、0.5～1质量份的催化剂和0.5～1质量份的抑制剂，所述导热填料在所述定向排列的高导热界面材料中呈定向排列，形成定向排列的导热通道，提高了材料的导热系数。本发明提供的制备方法简单，解决了导热填料定向排列难的问题，并且可以实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及导热高分子复合材料领域，尤其是涉及一种定向排列的高导热界面材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子元件不断地向小型化、集成化、大功率化方向发展，在其使用功能和性能都不断提高的同时，功耗和发热量也随之持续增加。电子元器件的温度每升高2℃，其可靠性下降10％,由此可见，散热问题已成为制约电子技术高速发展的重要瓶颈问题。目前市售的热界面复合材料热导率多集中在3～5W/m·K，但随着微电子技术发展对散热的要求越来越高，提高热界面材料的热导率已势在必行。在传统的技术方案中，多数是将导热填料与硅橡胶进行均匀的混合，然后再加热固化成型。由于导热填料的随机取向使界面导热材料的导热系数很低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种定向排列的高导热界面材料能够应用于CPU或其他电子元件散热，其制备方法简单，解决了导热填料定向排列的难排列的问题，并且可以实现工业化生产。

本发明所采取的技术方案是：

本发明提供一种定向排列的高导热界面材料，由导热界面材料原料经热固化制得，所述导热界面材料原料包括20～40质量份的各向异性导热填料、30～50质量份的氧化铝、60～80质量份的二甲基硅油或乙烯基硅油、40～60质量份的含氢硅油、0.5～1质量份的催化剂和0.5～1质量份的抑制剂，所述各向异性导热填料在所述定向排列的高导热界面材料中呈定向排列。其中，抑制剂用以减缓导热界面材料原料的固化速度，利于制备过程中对各项异性导热填料进行定向排列的操作。

本发明中氧化铝起到润滑作用，同时能够防止各向异性导热填料沉淀，利于各向异性导热填料定向排列。

优选本发明的各向异性导热填料为导电的各向异性导热填料，更优选地，所述各向异性导热填料包括碳纳米管、碳纤维、金属纳米线、石墨烯、金属微片中的至少一种。金属微片指的是微米级的金属片，如微米银片。

在一些具体实施例中，金属纳米线优选纳米银线。

优选地，所述催化剂为铂催化剂；所述抑制剂为乙炔基环已醇。

本发明还提供一种定向排列的高导热界面材料的制备方法，包括以下步骤：

取导热界面材料原料，所述导热界面材料原料中含有各向异性导热填料；

利用磁场部件对所述导热界面材料原料施加磁场，所述磁场部件与所述导热界面材料原料呈相对运动状态，在目标方向上对所述导热界面材料原料施加电场，并对所述导热界面材料原料加热，得到定向排列的高导热界面材料。

在一些具体实施例中，所述磁场部件为通电螺线管(即电磁铁)或磁铁。

优选地，所述电场的方向、所述磁场的方向与相对运动的方向三者相互垂直；或者所述电场的方向与所述磁场的方向平行，且均与相对运动的方向垂直；或者所述电场的方向与相对运动的方向平行，且均与磁场的方向垂直。

优选地，所述导热界面材料原料为上述的定向排列的高导热界面材料中的导热界面材料原料。