[发明专利]一种高导热硅脂界面材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热硅脂界面材料及其制备方法，该高导热硅脂界面材料的特征在于具有低渗油高导热系数的膏状硅脂。本发明以导热系数较高的金属或无机粉状物为导热填料，并将其加入有机硅油混合物中，经三辊研磨机混合均匀，得到均质灰色膏状物硅脂。所述膏状物中，有机硅油质量百分比为5％～40％，所述金属或无机粉状物混合导热填料的质量百分比为60％～95％。所述填料的平均颗粒至少为三种，大粒径为15～30um，中等粒径为5～10um，小粒径为0.1～1um。本发明高导热硅脂界面材料具有导热率高、散热效果好、渗油量小、制备工艺简单等特点，特别适用于需避免渗油的场合。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，具体是一种用于解决卫星关键单机、元器件散热过程中遇到的接触热阻问题，增强高功率器件的散热性能，满足空间环境中对散热和避免渗油问题的需求。

技术背景

航天器在其飞行过程中需要经历极为恶劣的热环境，为了保证航天器能正常工作，需对航天器内外各组件、单机及仪器设备之间的导热过程进行有效控制。常见的单机内芯片热源产生的热量需先经由电路板传导到支架，再到单机外壳，然后才到卫星结构上，经由卫星热控制系统将热量最终通过卫星表面辐射至空间环境中。如简单地通过热源单机与外壳之间固体界面的机械接触来传递热量，无法实现热量的快速而有效的传导。一般固体材料，肉眼观察下非常平滑的固体表面在微尺度下实际上非常地不规整，呈现出波浪般的形貌，上面有着许多微小的“山峰”和“山谷”。正是由于存在着纳米尺度的“山峰”和“山谷”，固体界面之间的实际机械接触面积非常小，固体表面大部分区域被空气隔开。由于空气的热导率非常低，使得热源产生的大量热量不能有效传导出去。另一方面，一些单机装配时的紧固过程产生了局部应力，造成安装接触面的局部变形，进一步增大了接触空隙，从而加剧了热接触不良的程度。

目前市售的导热硅脂普遍存在一些缺点，如导热率低，容易发生基料与导热填料的分离，渗油严重，易出现“爬油”现象，不能满足新一代高密度单机的热控要求，也对设备的安全造成威胁。

针对现有导热硅脂导热率低的问题，本发明通过粒径复配，采取不同形态填料的协同作用，填料复配示意图如图1所示，改善制备工艺，从而提高导热硅脂界面材料的导热率。

针对现有导热硅脂渗油严重的问题，本发明通过加入添加剂来降低基础油的结构规整性，形成结构骨架，使基础油因毛细管作用被吸附和固定在结构骨架中，从而降低基础油的爬油倾向，可有效改善导热硅脂的渗油问题。

所述的高导热硅脂界面材料具有导热系数高，渗油率低、不易“爬油”等特点。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有高导热率的硅脂界面材料。

本发明的目的之二是提供一种具有低渗油特性的硅脂界面材料。

本发明的目的之三是提供一种具有高导热率低渗油特性硅脂界面材料的制备方法。

本发明制备的高导热硅脂界面材料用于解决卫星关键单机、元器件散热过程中遇到的接触热阻问题，增强高功率器件的散热性能，满足空间环境中对散热和避免渗油、“爬油”问题的需求，克服现有技术中的缺点和不足。为达到此目的，本发明的技术方案具体如下：

本发明所提供的高导热硅脂界面材料，其组成成分及其重量百分比为：

其中，先将硅烷偶联剂包覆在粉体的表面；所述的导热粉体由片状和球状两种，球状导热粉体有大、中、小三种粒径组成；所述的大粒径为15～30um，中等粒径为5～10um，小粒径为0.1～1um。

上述高导热硅脂界面材料中所述的有机硅油是二甲基硅油、羟基封端聚二甲基硅油、甲基苯基硅油、含氢硅油等有机硅油中一种或者两种以上混合物。