[发明专利]一种高分子复合热界面材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分子复合热界面材料及其制备方法，高分子复合热界面材料包括以下原料制成：硫辛酸和/或其衍生物、交联剂、铝盐、导热填料。制备方法为：将硫辛酸和/或其衍生物置于容器中，搅拌并加热，直到硫辛酸和/或其衍生物融化为低粘度黄色透明液体；加入交联剂，继续加热搅拌一段时间，之后再加入铝盐溶液，继续加热搅拌一段时间；维持在加热状态下，加入导热填料，在真空下搅拌均匀，冷却至室温得到所述高分子复合热界面材料。本发明热界面材料是一种可自愈、可回收的热界面材料，其具有优异的导热性能和柔顺性，可以紧密贴合于各种需散热的表面，使发热元件与散热器表面间的间隙中完全没有空气流通，提高系统的散热能力。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，涉及一种高分子复合热界面材料及其制备方法。

背景技术

随着计算机芯片、大功率电子设备及光电器件等电子产品，空调、电视、冰箱、LED照明等家用和工业用电器，汽车、飞机、轮船、高铁等现代化交通设备向轻量化、小型化、高功率方向发展，其单位面积产生的热量愈来愈高，对热控系统提出了更高的要求。因此，如何快速、安全的带走发热元件上的热量成为了制约很多工业领域发展的一个重要课题。

热界面材料广泛应用于电子器件的散热管理，主要用于填充电子器件与散热器之间空隙，降低电子器件与散热器之间接触热阻，直接影响电子器件的性能和使用寿命。在大功率芯片(CPU或GPU)封装结构中，热界面材料主要用于填补芯片与均热板、均热板与热沉接触时产生的微空隙。且由于均热板和热沉分别选用高导热的铜(导热系数400W/mK)和铝(导热系数237W/mK)，材质比较硬容易碰撞产生磨损，因此选择导热性能好、柔顺性好的热界面材料不仅能起到增强散热效果的功能，还能起到保护的作用。

现有的热界面材料主要包括导热膏体、导热凝胶、相变热界面材料、高分子基复合热界面材料和金属热界面材料等几类。其中，尤其以铝、氧化铝、氮化硼或氮化铝作为导热填料的热界面材料被广泛研究与发展。

当前大部分研究往往关注于如何提高热界面材料的导热系数，忽视了柔性的重要性。所谓良好的柔顺性是指材料具有低的弹性模量和高的柔顺性。低的弹性模量能在较低的安装压力下便能使热界面材料充分的填充空袭，降低热界面材料与接触面的接触热阻。高的弹性形变可以减轻芯片、均热板和热沉由于热膨胀系数不匹配导致的应力集中带来的翘曲失效问题。然而在热界面材料中“高导热“往往与”柔顺性“相抵触。高的导热填料填充量会提高材料的导热性能，但也会使材料的力学性能急剧恶化，且随着使用会在其表面或内部产生裂缝而让其散热效能急剧下降，降低其使用寿命。在实际应用过程中，热界面材料不仅要求高的导热系数，还要求高的柔性(低的弹性模量且高的弹性形变量)，并且具有一定的自修复能力提高热界面材料的使用寿命。因此研发出一种具有高导热、高柔顺、自修复的热界面材料具有重大意义。

发明内容

为了解决传统热界面材料导热填料升高导致柔顺性下降，使用过程中产生的裂缝缺陷使得散热效能降低的问题，本发明的目的在于提供一种高分子复合热界面材料及其制备方法。该热界面材料是一种可自愈、可回收的热界面材料，其具有优异的导热性能和柔顺性，可以紧密贴合于各种需散热的表面，使发热元件与散热器表面间的间隙中完全没有空气流通，提高系统的散热能力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一方面，本发明提供了一种高分子复合热界面材料，包括以下原料制成：

硫辛酸和/或其衍生物、交联剂、铝盐、导热填料；

所述硫辛酸的结构式为：

所述硫辛酸衍生物的结构式为：

其中n选自10-100。

进一步地，所述硫辛酸和/或其衍生物、交联剂、铝盐和导热填料的质量比为1：(0.1-1)：(0.001-0.01)：(0.1-5)。