一种金属垫片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属垫片，该金属垫片以低熔点金属合金为导热功能主体。将低熔点金属覆于金属网上形成的金属垫片可防止低熔点金属在使用过程中出现溢流失效的现象。本实用新型可广泛用于航天热控、先进能源、信息电子等需降低接触热/电阻的导热/电领域。
【背景技术】
[0002]从热界面材料的研宄进展上来说，近年来逐渐发展的低熔点金属导热膏是一种高端的热界面材料，其远超传统导热膏的热导率，传热效果显著。常见的低熔点金属导热膏为镓基合金，因其熔点低，常温下呈液态，最适合用作界面散热材料，但其流动性大不易涂抹，易出现流淌失效问题。随后，其它研宄者往液态金属中加入金属氧化物或有机物，使其粘附性大大提高，易于涂抹，操作更加方便。然而，由于金属氧化物或有机物的热导率很低，将会降低低熔点金属导热膏的传热性能。
[0003]从导电材料的研宄进展上来说，一般地，接触电阻的产生主要有两个原因:第一，由于接触面的凹凸不平，金属实际接触面减小，当电流流过导体的时候，其接触面有效导电界面减小。第二，接触面在空气中会形成一层导电性很差的氧化膜附着于表面，使电阻增大。接触电阻过大是接触面老化的重要原因。目前主流的降低接触电阻的方法有:I)改善接触面的材料，改善导电性能，如由铜改为表面镀金等；2)及时清理接触面形成的氧化膜；3)在接触界面填充导电膏。改变接触面材料成本较高，性能提升较小；清理接触面氧化膜增加维护成本，可行性不高；接触界面填充导电膏效果有限，其主要原因在于目前导电膏的基础材料均为非金属，电导率十分有限。此外，若采用基础材料为金属，当金属熔点过高时，金属不易熔化，与电子元件之间不能做到无缝接合，仍然存在较大的空气间隙，导致接触电阻降低不明显；熔点较低时，将会出现金属因熔化而溢流失效的现象。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提出一种金属垫片，该金属垫片以低熔点金属为导热功能主体，将低熔点金属覆于金属网上形成的金属垫片可防止低熔点金属在使用过程中出现熔化后溢流失效的现象。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种金属垫片，该金属垫片以低熔点金属合金为导热功能主体，将低熔点金属覆于金属网上形成的金属垫片可防止低熔点金属在使用过程中出现溢流失效的现象。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种金属垫片，其特征在于，如图1所示，其由低熔点金属2和金属网I组成；
[0008]所述低熔点金属2具有很高的热导率和电导率。
[0009]所述低熔点金属2的高热/电导率可保证金属垫片优异的导热/电性能，因此，金属垫片既能作为导热垫片使用，也可用作导电垫片；
[0010]所述金属网I为所述金属垫片的骨架，一方面控制垫片的厚度，同时减轻低熔点金属的流动。
[0011]所述低恪点金属2为镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金或秘基合金中的一种。
[0012]所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓未合金中的一种。
[0013]所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。
[0014]所述铟基合金为铟秘锡合金。
[0015]所述金属网I为铜网、铁网、铝网或镍网中的一种。
[0016]所述金属网I厚度为0.002~10mm。
[0017]所述金属垫片9是将所述低熔点金属加热熔化后，将所述金属网平整地放入低熔点金属熔液，冷却凝固后对其进行压延或碾压，得到表面平整的金属垫片。
[0018]所述金属垫片厚度为0.005~15mm。
[0019]使用时，将金属垫片置于散热器与热源之间或电子元件之间，并紧密固定。随着温度升高，低熔点金属将会熔化，但是，因为有金属网存在，使得低熔点金属不会溢流失效。低熔点金属由于具有很高的热/电导率，因此，金属垫片既能作为导热垫片使用，也可用作导电垫片。当金属垫片作为导热垫片使用时，可实现热源与散热器件间迅速的热传递，明显地降低接触热阻；当作为导电垫片使用时，可显著降低电子元件之间的接触电阻。
[0020]本实用新型所述的一种金属垫片具有如下优点:
[0021](I)选择的低熔点金属和金属网的热导率较高，可实现热源与散热器件间迅速的热传递，可明显地降低接触热阻。
[0022](2)选择的低熔点金属和金属网的电导率较高，可显著降低电子元件之间的接触电阻。
[0023](3)低熔点金属与金属网结合使用，随着低熔点金属熔化，其流动性变大，此时，金属网起到阻止低熔点金属流动的作用，使得低熔点金属不易流淌失效。
[0024](4)将低熔点金属涂覆在金属网上制成的金属垫片可以任何尺寸裁剪，且裁剪得到的片不易折断，再者，金属垫片的厚度也可根据实际需要进行选择。
[0025](5)金属垫片不会混合其他有机物，长时间使用不会因蒸发变干而失效，从而其使用温度较高，使用寿命更长。
【附图说明】
[0026]图1为一种金属垫片的结构的示意图。
[0027]附图标记说明:1-金属网，2-低熔点金属。
[0028]图2为实施例1中一种金属垫片作为导热垫片应用于散热系统中的示意图。
[0029]附图标记说明:3-散热器，4-导热垫片，5-热源。
[0030]图3为实施例1中一种金属垫片作为导电垫片应用于电子元件中的示意图。
[0031]附图标记说明:6_导电垫片，7-电子元件。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图及具体实施例进一步描述本实用新型。
[0033]实施例1
[0034]实施例1展示了本实用新型的一种金属垫片在传热领域中的一种典型应用。图2为一种金属垫片作为导热垫片应用于散热系统中的示意图。其中:3为散热器，4为导热垫片，5为热源。
[0035]如图1所示，本实施例中，低熔点金属为铟铋锡合金，其熔点为60° C。金属网为铜网，金属网厚度为0.1mm,金属垫片厚度为0.11mm。
[0036]使用时，将导热垫片4置于热源5表面，用扣具将散热器3与热源5紧密固定。随着温度升高，低熔点金属熔化，因为有金属网存在，使得低熔点金属不易溢流失效。导热垫片4实现热源5与散热器3件间迅速的热传递，降低接触热阻。
[0037]铟铋锡合金的热导率可达到26W/(m.K)，相对传统的高端非金属导热硅脂，如信越7783，热导率提升了 4倍。因此，在同样的热流密度情况下，若采用信越7783导热硅脂，接触界面温差为12°C，而本实施例中的导热垫片可将接触面温差降低到3°C，温降优势明显。同时，传统导热硅脂主要成分为硅油，长期使用容易因挥发变干而失效，而导热垫片不仅不会蒸发泄露，而且使用寿命长，安全可靠。
[0038]实施例2
[0039]实施例2展示了本实用新型的一种金属垫片在导电领域中的一种典型应用。图3为一种金属垫片作为导热垫片应用于电子元件中的示意图。其中:6为导电垫片，7为电子元件。
[0040]如图2所示，本实施例中，低熔点金属为铟铋锡合金，熔点为60° C。金属网为铜网，金属网厚度为0.1mm，金属垫片厚度为0.11mm。
[0041]使用时，将导电垫片6置于两电子元件7之间，对其进行加热，直至低熔点金属熔化(因为有金属网存在，使得低熔点金属不易溢流失效)，低熔点金属冷却凝固后，与电子元件形成一体。导电垫片可显著降低电子元件之间的接触电阻。
[0042]实验证明，两电子元件之间面积为3cmX3cm时，它们的接触电阻为10mΩ，若使用传统的导电膏时，两电子元件之间的接触电阻降低到ΙΟπιΩ，而当采用本实用新型提出的金属垫片，两电子元件之间的接触电阻可降低到3πιΩ，接触电阻降低优势明显。此外，由于本实用新型的金属垫片均由金属构成，其沸点很高，可使此种金属垫片的使用温度较传统导电膏的使用温度高，进而使其使用寿命也更长。
[0043]最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种金属垫片，其特征在于，其由低熔点金属和金属网组成； 所述低熔点金属具有很高的热导率和电导率； 所述低熔点金属的高热/电导率可保证金属垫片优异的导热/电性能，因此，金属垫片既能作为导热垫片使用，也可用作导电垫片； 所述金属网为所述金属垫片的骨架，一方面控制垫片的厚度，同时减轻低熔点金属的流动。
2.按权利要求1所述的一种金属垫片，其特征在于，所述低熔点金属为镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金或铋基合金中的一种。
3.按权利要求2所述的一种金属垫片，其特征在于，所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓汞合金中的一种。
4.按权利要求2所述的一种金属垫片，其特征在于，所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。
5.按权利要求2所述的一种金属垫片，其特征在于，所述铟基合金为铟铋锡合金。
6.按权利要求1所述的一种金属垫片，其特征在于，所述金属网为铜网、铁网、铝网或镍网中的一种。
7.按权利要求1所述的一种金属垫片，其特征在于，所述金属网厚度为0.005~10_。
8.按权利要求1所述的一种金属垫片，其特征在于，所述金属垫片厚度为0.005~15_。
【专利摘要】本实用新型涉及的一种金属垫片，其特征在于，其由低熔点金属和金属网组成。所述低熔点金属为镓基合金、铟基合金或铋基合金。使用时，由于所述低熔点金属的高热/电导率可保证金属垫片优异的导热/电性能，因此，金属垫片既能作为导热垫片使用，也可用作导电垫片。所述金属网可以防止金属垫片在使用过程中出现流淌泄露现象。本实用新型涉及的一种金属垫片的导热/电性能优异，操作方便，且不会出现使用过程中流淌泄漏现象，可保证系统的长期安全稳定运行。本实用新型可广泛用于航天热控、先进能源、信息电子等需降低接触热/电阻的导热/电领域。
【IPC分类】C09K5-06, H01R4-58
【公开号】CN204369797
【申请号】CN201420714751
【发明人】郭瑞
【申请人】北京依米康科技发展有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月25日