[发明专利]一种聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料及其制备方法与应用，复合材料包括以下重量份的组分：硅油600份、球形氮化硼400～600份、镓铟合金40～600份、催化剂1～2份。制备方法为：将硅油和镓铟合金置于容器中，抽真空后搅拌得到镓铟合金与硅油的分散液；将球形氮化硼置入上述分散液中混合，并真空搅拌，得到均匀的流动性膏体A；在所述流动性膏体A中滴入催化剂混合，并真空搅拌，得到均匀的流动性膏体B；将所述流动性膏体B压延后于固化，即得到复合材料。本发明聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料表现出高导热率、良好的力学性能且SEM能清晰地观察到液态金属起到了桥连的作用，在TIM材料中可以发挥出优异的性能。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，涉及一种聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着电子设备和系统尺寸的迅速缩小，散热已经成为影响这些设备性能和可靠性的关键问题。由于制造工艺的限制，CPU与散热器之间即使是非常光滑的表面接触也不可避免地会有一定的间隙，空气的热导率只有0.024W/(m·K)，这些间隙的存在会严重影响散热。于是填充这些空隙，保证良好的接触，增加接触面积，提高换热效率成为了解决问题的关键。但是传统热界面材料(TIMs)的热导率仍然普遍较差，不能满足高性能电子元件的需求。

现有技术中球形氮化硼/聚二甲基硅氧烷二元混合物中导热率不佳的高分子基体会存在于氮化硼颗粒之间，导致整体材料的导热性能没能达到预期。

液态金属汞、镓、铷、铯及其合金，在室温上下具有极好的流动性。液态金属TIMs因其柔韧性、较高的导热系数和低阻而受到越来越多的关注。但液态金属作为热界面材料存在以下问题：(1)使用过程中使用量大，不环保；(2)液态金属流动性强，液态金属有可能从芯片与热沉的间隙溢出，造成电子元器件短路；(3)镓的年产量不足300吨，需要尽量减少镓的使用量。

发明内容

为了解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料及其制备方法与应用。本发明聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料表现出高导热率、良好的力学性能且SEM能清晰地观察到液态金属起到了桥连的作用，在TIM材料中可以发挥出优异的性能。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一方面，本发明提供了一种聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

硅油600份、球形氮化硼400～600份、镓铟合金40～600份、催化剂1～2份。

进一步地，所述硅油为乙烯基硅油、含氢硅油和抑制剂以2500：(375～625)：1质量比组成的；

优选地，所述乙烯基硅油选自浙江润禾有机硅新材料有限公司的RH-100；

优选地，所述含氢硅油选自浙江润禾有机硅新材料有限公司的RH-35和RH-H6，其中RH-35和RH-H6的质量比为4：5。

优选地，所述抑制剂为炔醇抑制剂。

进一步地，所述球形氮化硼的平均粒径为30-160μm，比如30μm、60μm、90μm、160μm。

进一步地，所述镓铟合金中镓和铟的质量比为3：1。

进一步地，所述催化剂为铂金催化剂。

另一方面，本发明提供了上述任一所述的聚二甲基硅氧烷基液态金属桥连球形氮化硼导热复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅油和镓铟合金置于容器中，抽真空后，搅拌一段时间得到镓铟合金与硅油的分散液；硅油和镓铟合金搅拌后，一定要保证镓铟合金在硅油中分散成足够小的液滴，并未出现团聚的现象；