专利名称：热介面材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热介面材料。
背景技术：
近年来，随着半导体器件集成工艺的快速发展，半导体器件的集成化程度越来越高，然而，器件体积变得越来越小，其对散热的需求越来越高，已成为一个越来越重要的问题。为满足该需要，风扇散热、水冷辅助散热及热管散热等各种散热方式被广泛运用，并取得一定的散热效果。
请参阅图1，由于散热器20与发热元件30(半导体集成器件等热源，如CPU)的表面不可避免的表面粗糙度，在散热器20与发热元件30间形成的间隙50，使得散热器20与发热元件30一般相互接触面积不到2％，而间隙50中的空气会造成高热阻值，从根本上影响发热元件30向散热器20传递热量的效果。请参阅图2，针对图1中的问题，传统的散热器20通过增加热介面材料10于散热器20与发热元件30之间，藉由热介面材料10的流动性填补散热器20与发热元件30间的间隙。但由于热介面材料10的粘滞性，使得热介面材料10与散热器20及发热元件30间依旧存在个别间隙51，由空气所造成的高热阻仍然会影响散热器20与发热元件30间的传热效果。
综上，提供一种能在散热器与发热元件间充分填隙减少热阻且导热优良的热介面材料实为必要。
发明内容为解决现有技术中热介面材料不能在散热器与发热元件间充分填隙，导致导热性能不佳的问题，本发明的主要目的是提供一种能在散热器与发热元件间完全填隙且导热优良的热介面材料。
为实现发明目的，本发明提供一种热介面材料，包括填隙流体以及分布于填隙流体的可与空气反应的金属微粒；该金属微粒为纳米级微粒。
其中，所述填隙流体包括油类、脂类或胶类，如矿物油、硅油、动物性油脂、植物性油脂、硅胶系列、环氧树脂系列等等；所述可与空气反应的金属微粒为化学性质较活泼的微粒，包括铝、镁、铁等微粒中的一种或几种。
与现有的热介面材料相比，本发明提供的热介面材料具有以下优点其一，由于所添加的金属微粒化学性质活泼，可与空气中约占80％的氮气和20％的氧气发生化学反应，生成金属氮化物及金属氧化物，所以热介面材料与散热器及发热元件间个别间隙中的空气能因化学反应而被减少，进而减少间隙中空气造成的热阻，甚至可以将所述间隙完全消除，消除空气造成的热阻；其二，所述微粒粒径为纳米级，比表面极大，反应速率高，可有效消除间隙中的空气，提升热介面材料导热性能；其三，化学反应所生成的金属氮化物或金属氧化物具有优异的导热性质，添加于填隙流体中能有效提升热介面材料的热传导系数，提升热介面材料导热性能。
图1是现有的散热器的使用状态示意图。
图2是现有的热介面材料的使用状态示意图。
图3是本发明热介面材料发生反应前的使用状态示意图。
图4是本发明热介面材料发生反应后的使用状态示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供一种热介面材料，如图3所示，该热介面材料10包括填隙流体11及分布于其中可与空气反应的金属微粒12。该金属微粒12为纳米级微粒，粒径为1～100纳米，包括铝(Aluminum)、镁(Magnesium)、铁(Iron)等微粒中的一种或几种。
所述填隙流体11包括油类、脂类及胶类，该油类包括矿物油、硅油、石油系列的油膏及凡士林；该脂类包括动物性油脂及植物性油脂；该胶类包括硅胶(Silicone Glue)系列、聚乙烯乙二醇(Polyethylene Glycol)、环氧树脂(Epoxy Resin)系列、缺氧胶系列及压克力胶(Acrylic)系列等等。
本发明提供的热介面材料还进一步包括金属化合物微粒13。
所述金属化合物微粒13包括氧化铝(Aluminum Oxide)、氧化镁(Magnesium Oxide)、氧化铁(Iron Oxide)、氮化铝(Aluminum Nitride)、氮化镁(Magnesium Nitride)及氮化铁(Iron Nitride)等微粒中的一种或几种。
将所述热介面材料10设置于散热器20及发热元件30(如中央处理器等热源)的接触介面之间，可藉由热介面材料10的流动性填补如图1中所示散热器20与发热元件30间的间隙50。由于热介面材料10中所填充金属微粒12的粒径极小，其比表面积大，且化学性质较活泼，即使本发明的热介面材料10未能充分填充散热器20与发热元件30间的间隙50，导致如图3所示的热介面材料10与散热器20及发热元件30间存在间隙51，亦可通过可与空气反应的金属微粒12与间隙51中的空气反应，以减小甚至消除间隙51，形成如图4所示的使用状态。因此所述热介面材料10于散热器20及发热元件30的接触介面之间充分接触，能提供散热器20及发热元件30介面之间的优良热接触；而可与空气反应的金属微粒12与间隙51中的空气反应所生成的金属氮化物或金属氧化物等金属化合物微粒13具有优异的导热性质，添加于填隙流体中能有效提升热介面材料的热传导系数。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种热介面材料，其包括一填隙流体，及分布于其中的可与空气反应的金属微粒。
2.如权利要求1所述的热介面材料，其特征在于，所述的金属微粒选自铝、镁及铁中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的热介面材料，其特征在于，所述的热介面材料进一步含有上述金属的氧化物，该金属氧化物系上述金属微粒与空气反应生成。
4.如权利要求2所述的热介面材料，其特征在于，所述的热介面材料进一步含有上述金属的氮化物，该金属氮化物系上述金属微粒与空气反应生成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的热介面材料，其特征在于，所述的金属微粒的粒径范围为1～100纳米。
6.如权利要求1所述的热介面材料，其特征在于，所述的填隙流体选自油类、脂类或胶类。
7.如权利要求6所述的热介面材料，其特征在于，所述的油类选自矿物油、硅油、石油系列的油膏或凡士林。
8.如权利要求6所述的热介面材料，其特征在于，所述的脂类选自动物性油脂或植物性油脂。
9.如权利要求6所述的热介面材料，其特征在于，所述的胶类选自硅胶系列、聚乙烯乙二醇、环氧树脂系列、缺氧胶系列或压克力胶系列。
全文摘要
一种热介面材料，包括填隙流体及分散于其中的可与空气反应的金属微粒。所述可与空气反应的金属微粒为纳米级颗粒。本发明的热介面材料中，通过金属微粒与热源及散热组件接触介面间隙中的空气反应，减小甚至消除间隙以降低热阻提升导热性能，且具有高导热性质的反应产物还可以进一步提升热介面材料的导热性能。
文档编号C09K5/18GK1715361SQ20041002798
公开日2006年1月4日 申请日期2004年7月2日 优先权日2004年7月2日
发明者简扬昌, 黄元亨 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司