用作热界面材料的组合物.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107760278A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201610701277.6(22)申请日2016.08.22(71)申请人杜邦公司地址美国特拉华(72)发明人曹珂钧相飞(74)专利代理机构北京永新同创知识产权代理有限公司11376代理人程大军栾星明(51)Int.Cl.C09K5/14(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图1页(54)发明名称用作热界面材料的组合物(57)摘要本发明涉及用作热界面材料的组合物，其包含多孔基体和填充在多孔基体的孔隙中的填充材料，其中所述填充材料包含约20-80重量％的聚合物基材和约20-80重量％的导热添加剂，且所述重量％是以填充材料的总重量计。CN107760278ACN107760278A权利要求书1/1页1.一种用作热界面材料的组合物，其包含：(a)多孔基体；和(b)填充在多孔基体的孔隙中的填充材料；其中：所述填充材料包含20-80重量％的聚合物基材和20-80重量％的导热添加剂，所述重量％是以填充材料的总重量计。2.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述多孔基体是由选自铜、铝、银、金、铁、钢、及其合金的金属材料制得的泡沫金属。3.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述多孔基体具有至少70％的孔隙率和直径为50-3000μm的孔隙。4.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述聚合物基材选自乙烯甲基丙烯酸共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、含氟弹性体、及其混合物。5.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述导热添加剂选自膨胀石墨、纳米石墨片、碳纤维、金属粒子、及其混合物。6.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述导热添加剂是膨胀石墨，且所述膨胀石墨的长度为200-500μm，宽度为50-800μm，堆积密度为小于或等于0.2g/cm3。7.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其中所述导热添加剂是纳米石墨片，且其厚度为1-30nm，其片内横向尺寸为1-10μm。8.如权利要求1所述的用作热界面材料的组合物，其垂直向导热系数和平行向导热系数都为5.0W/mK或更高。9.热界面组件，其包含热源、散热器、和设置在所述热源和散热器之间的热界面装置，所述热界面装置包含权利要求1-8任一所述的用作热界面材料的组合物。10.制造权利要求1-8任一所述的用作热界面材料的组合物的方法，包含以下步骤：(i)提供多孔基体、聚合物基材和导热添加剂；(ii)将聚合物基材和导热添加剂熔融共混后,将其混合物热压成片状的填充材料；和(iii)将片状的填充材料置于多孔基体上，然后热压，使得填充材料压入多孔基体的孔隙中，得到用作热界面材料的组合物；其中：所述填充材料包含20-80重量％的聚合物基材和20-80重量％的导热添加剂，所述重量％是以填充材料的总重量计。2CN107760278A说明书1/11页用作热界面材料的组合物技术领域[0001]本发明涉及用作热界面材料的组合物，尤其涉及一种包含多孔基体和填充在多孔基体的孔隙中的填充材料的组合物，所述组合物具有改善的导热性。背景技术[0002]近年来，随着电子器件集成工艺的快速发展，电子器件的集成化程度越来越高，而器件体积却变得越来越小，其对散热的要求也越来越高。为了满足这些需要，各种散热方式被大量的运用，如利用风扇散热、水冷辅助散热和热管散热等方式，并取得一定的散热效果，但由于散热器与电子器件的接触界面并不平整，一般相互接触的只有不到10％的面积，没有理想的接触界面，从根本上极大地影响了电子器件向散热器进行热传导的效果，因此在散热器与电子器件的接触界面间增加导热系数较高的热界面材料来增加界面间的接触面积就显得十分必要。[0003]传统的热界面材料是将一些导热系数较高的颗粒分散到聚合物材料中形成复合材料，如石墨、氮化硼、氧化硅、氧化铝、银或其它金属。此种材料的导热性能在很大程度上取决于聚合物载体的性质。其中以油脂、相变材料为载体的复合材料因其使用时为液态而能与热源表面浸润，故接触热阻较小，而以硅胶和橡胶为载体的复合材料的接触热阻就比较大。这些材料的一个普遍缺陷是整个复合材料的导热系数较小，约lW/mK，这已经越来越不能适应半导体集成化程度的提高对散热的需求，而增加聚合物载体中导热颗粒的含量到60重量％及以上时，使颗粒与颗粒尽量相互接触可以增加整个复合材料的导热系数，如某些特殊的界面材料的导热系数因此可达到2-5W/mK，但当聚合物载体中导热颗粒的含量增加到85重量％或者更高时会使聚合物失去所需的性能，如油脂会变硬，从而浸润效果会变差，橡胶也会变硬，从而失去柔韧性，这都会使热界面材料性能大大降低。[0