[发明专利]一种液态金属导热膏及其制备方法和应用

说明书

本发明属于液态金属热界面材料技术领域，具体涉及一种液态金属导热膏及其制备方法和应用。所述液态金属导热膏，包括：液态金属、导热增强颗粒及粘度调节剂；其中，所述导热增强颗粒选自铜粉、碳化硅粉、银粉或氧化铝粉中的一种或多种；所述粘度调节剂选自气相二氧化硅和/或不饱和聚羧酸胺盐。本发明通过增加经过表面处理过的导热增强颗粒以及粘度调节剂来提高液态金属导热膏的导热性能，同时使得液态金属导热膏粘度增加，避免液态金属的泄露，从而保证在使用过程中导热膏更加稳定、安全。

技术领域

本发明属于液态金属热界面材料技术领域，具体涉及一种液态金属导热膏及其制备方法和应用。

背景技术

随着微电子技术的发展，使得电子器件的热流密度不断增加，据统计55％的电子设备失效是由于温度过高引起的，这样势必对电子器件有更高的散热要求，因此有效地解决散热问题已成为电子设备必须解决的关键技术。

CPU作为计算机核心部件，超快的运算带来大量的热量，因此为保证CPU处于合适温度，需对其加装散热装置。目前采用由散热片、导热膏及CPU构成的三明治结构来实现散热；其中，导热膏目前采用硅脂制作，其热导率只有8W/m·K，在芯片发热量较小时，能满足性能要求；但当芯片发热量较大，则无法满足芯片的散热要求。

液态金属作为一种新型材料，因其具备较高的热导率，目前已有采用液态金属来制作导热膏的趋势。采用液态金属制作的导热膏相比传统导热硅脂具有不挥发、热导率高等优点。

但液态金属导热膏在长期使用过程中会存在液态金属泄露问题，致使热导率降低，从而影响电子产品使用寿命；另一方面，液态金属的泄露可能使电子产品短路而损坏。

因此，寻找解决液态金属泄露及导热率下降问题的方法，保证液态金属导热膏长期可靠工作，是液态金属热界面材料领域重要的研究方向。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种新型高传热性能的液态金属导热膏。本发明所述的液态金属导热膏相较于其他液态金属导热膏，具有导热性能高、工作稳定不泄露、长期放置不分层的特点。

所述液态金属导热膏，包括：液态金属、导热增强颗粒及粘度调节剂；其中，

所述导热增强颗粒选自铜粉、碳化硅粉、银粉或氧化铝粉中的一种或多种；

所述粘度调节剂选自气相二氧化硅和/或不饱和聚羧酸胺盐。

本发明发现，在液态金属中添加特定的导热增强颗粒有利于提高导热膏的导热性；同时选择合适的粘度调节剂使导热增强颗粒在体系中分散更加均匀，不仅使导热增强颗粒最大程度发挥作用，而且还有助于防止液态金属从导热膏中分离及避免导热膏在使用过程中液态金属的泄露。

为了进一步提高液态金属导热膏的综合性能，本发明还对上述液态金属导热膏的组成进行优化。

所述液态金属导热膏中，所述导热增强颗粒的质量分数为1％-50％，优选5％-30％。在此范围内，可以保证导热膏中导热增强颗粒的分散性更好，避免团聚现象，更有利于导热膏热导率和粘度的提高。

所述导热增强颗粒的粒径为1μm-100μm。通过控制粒径尺寸，可以避免导热增强颗粒的团聚现象及最大化提高热导率。

所述粘度调节剂的质量分数为0.1％-4％。通过调整导热增强颗粒、粘度调节剂与液态金属之间合适的配比，使所得导热膏中导热增强颗粒分散更均匀，同时进一步提高导热膏的粘度，从而使所得导热膏具有超高热导率，适宜的粘度，更有利于涂抹，同时工作状态更加稳定可靠，液态金属不泄露的优点。

所述液态金属选自镓基合金、锡基合金或铋基合金中的一种或多种。