专利名称：导热膏及其制备方法
技术领域：
本发明是关于一种热界面材料，尤其是一种导热膏及其制备方法。
背景技术：
随着集成电路的密集及微型化程度越来越高，电子元件变的越来越小且以高速度运行，电子元件在其工作温度范围内才能确保具有良好的工作性能及稳定性，因此，其对散热的要求越来越高。为将热量散发出去，在电子元件表面安装一散热装置成为业内普遍的做法，利用散热装置材料的热传导性，将热量迅速向外部散发。但是，散热装置与电子元件表面存在一定间隙，使散热装置与电子元件未能紧密接触，此是散热装置散热的一大缺陷。针对散热装置与电子元件表面的接触问题，业内的做法一般是在电子元件与散热装置之间添加一热界面材料，以提高电子元件与散热装置之间的热传导效率。
通常，用于发热电子元件上以帮助散热的热界面材料有导热膏、导热薄片、散热鳍片等。其中，导热膏是在液态高分子基体材料中添加陶瓷粉体、石墨粉或金属粉，以做成液态或者半固态的导热膏，该等粉体的主要作用为担任热传递的主体、填补电子元件表面的凹凸处。但是，该等粉体的粒径较大，不能有效地填补电子元件表面的不平整。
为有效地填补电子元件的凹凸处，改善导热膏的性能，提高其导热系数，现有技术中利用填充纳米级高导热性能材料，如纳米银粉、钻石粉末以及纳米碳球等具有优良导热性能的材料。虽然上述现有技术中所提供的导热膏的导热性能有较大提升，但是与预期效果仍有一定差距。其原因是当在聚合物基体材料中添加纳米级高导热性能材料时，由于高导热性能材料尺寸为纳米级，比表面积大、表面能量高，使得纳米粉体在基体材料中会倾向缩小表面积以趋于稳定，故易于聚集成大粒径的粒子，导致电子元件与导热膏很难充分接触，从而导致导热膏的热阻增加，影响导热膏的导热性能。
有鉴于此，有必要提供一种热阻小、导热性能优异的导热膏及其制备方法。
发明内容
以下将通过实施例说明一种热阻小、导热性能优异的导热膏及其制备方法。
为实现上述内容，提供一种导热膏，该导热膏包括基体以及分散在基体中的导热粉体，该导热粉体表面具有银粒子。
该银粒子的粒径大小为1～100纳米(nm)。
以及，提供一种导热膏制备方法，该方法包括以下步骤提供一硝酸银的水溶液；将导热粉体浸泡在上述水溶液之中，使导热粉体表面附着硝酸银；将导热粉体从水溶液中分离；热处理附着有硝酸银的导热粉体，使硝酸银分解，银粒子附着在导热粉体表面；将导热粉体与基体混合制成导热膏。
该硝酸银水溶液的浓度为1×10-4～0.1摩/升(mol/L)，导热粉体与硝酸银溶液的重量比值为1∶1000～3∶10。
与现有技术相比，本实施例的导热膏的导热粉体表面具有粒径小、导热率高的银粒子，该银粒子可以填补电子元件表面的不平整，将凹凸处的空气排出，因此可降低导热膏与电子元件之间的接触热阻，具有优异的导热性能。
图1是本发明第一实施例导热膏的示意图。
图2是本发明使用状态参考图。
图3是本发明第二实施例导热膏制备方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，其为本发明第一实施例所提供的导热膏10，该导热膏10包括基体12以及分散在该基体12中的导热粉体14。其中，该导热粉体14表面均匀分布有银粒子140。
该导热粉体14的粒径大小为1～100微米(μm)，银粒子140的粒径在1～100nm之间，该导热粉体14与基体12的重量比值为1∶1～1∶20。
该基体12可选自高分子材料，如聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、丙烯酸脂、聚丙烯、环氧树脂、聚甲醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中之一种或者几种组成的混合物。
该导热粉体14可选自具有良好导热性能的材料，如铜、镍、氧化铝、镍化硼、碳化硅、碳化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛中之一种或者几种组成的混合物。
如图2所示，使用时，将导热膏10涂布在电子元件20与散热装置40之间，导热粉体14表面的银粒子140可以填补电子元件20表面的凹陷22，减少导热膏10与电子元件20之间的接触热阻，使导热膏10具有优异的导热性能。
请参阅图3，其为本发明第二实施例导热膏制备方法的流程图，该方法包括以下步骤步骤1，提供一硝酸银的水溶液；步骤2，将导热粉体浸泡在上述水溶液之中，使导热粉体表面附着硝酸银；步骤3，将导热粉体从水溶液中分离；步骤4，热处理附着有硝酸银的导热粉体，使硝酸银分解，银粒子附着在导热粉体表面；步骤5，将导热粉体与基体混合制成导热膏。
下面结合具体实施例对各步骤进行详细说明。
步骤1是提供一硝酸银的水溶液。该硝酸银水溶液的浓度可为1×10-4～0.1mol/L。
步骤2是将导热粉体浸泡在上述水溶液之中，使导热粉体表面附着硝酸银。导热粉体浸泡在硝酸银溶液中一定时间，如24小时，导热粉体表面会附着有硝酸银溶液。导热粉体与硝酸银溶液的重量比值可为1∶1000～3∶10。
该导热粉体可选自具有良好导热性能的材料，如铜、镍、氧化铝、镍化硼、碳化硅、碳化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛中之一种或者几种组成的混合物。优选地，导热材料为粉体或者微粒结构，其粒径为1～100μm。
步骤3是将导热粉体从水溶液中分离。导热粉体在硝酸银溶液中浸泡24小时候后，将其从硝酸银溶液中分离，分离出的导热粉体表面会残留有硝酸银溶液。该分离方法可采用离心分离、过滤等适合固体、液体的分离方式。
步骤4是热处理附着有硝酸银的导热粉体，使硝酸银分解，银粒子附着在导热粉体表面。在450～500℃的环境中煅烧分离出的导热粉体，由于硝酸银的热分解温度为443℃，在高温下其可分解产生银、一氧化氮及二氧化氮气体，分解产生的气体挥发出去，而银粒子则均匀沉积在导热粉体表面。
步骤5是将导热粉体与基体混合制成导热膏。将表面沉积有银粒子的导热粉体与基体以重量1∶1～1∶20的比例放入混合器混合，该混合器可为三滚筒混合器、行星式混合器等。优选地，本实施例使用行星式混合器，对混有导热粉体及基体的混合物进行混合，使导热粉体均匀分散在基体中。
该基体可选自高分子材料，如聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、丙烯酸脂、聚丙烯、环氧树脂、聚甲醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中之一种或者几种组成的混合物。
采用该方法制备的导热膏，大粒径的导热粉体表面具有微小的银粒子，该银粒子可以填补电子元件表面的不平整，将凹凸处的空气排出，且银粒子本身具有良好的导热性能，因此可降低导热膏与电子元件之间的接触热阻，使得导热膏具有优异的导热性能。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种导热膏，包括基体及分散在该基体中的导热粉体，其特征在于所述导热粉体表面具有银粒子。
2.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述导热粉体的粒径大小为1～100微米。
3.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述银粒子的粒径大小为1～100纳米。
4.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述基体为聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、丙烯酸脂、聚丙烯、环氧树脂、聚甲醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中之一种或者几种组成的混合物。
5.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述导热粉体为铜、镍、氧化铝、镍化硼、碳化硅、碳化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛中之一种或几种组成的混合物。
6.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述银粒子均匀分布在导热粉体表面。
7.如权利要求1所述的导热膏，其特征在于所述导热粉体与基体的重量比值为1∶1～1∶20。
8.一种导热膏制备方法，包括以下步骤提供一硝酸银的水溶液；将导热粉体浸泡在上述水溶液之中，使导热粉体表面附着硝酸银；将导热粉体从水溶液中分离；热处理附着有硝酸银的导热粉体，使硝酸银分解，银粒子附着在导热粉体表面；将导热粉体与基体混合制成导热膏。
9.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述硝酸银的水溶液浓度为1×10-4～0.1摩/升。
10.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述导热粉体与硝酸银水溶液的重量比值为1∶1000～3∶10。
11.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述导热粉体从水溶液之中分离的方式包括离心分离、过滤分离。
12.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述热处理方式是为煅烧。
13.如权利要求12所述的导热膏制备方法，其特征在于所述煅烧的温度为450～500℃。
14.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述导热粉体与基体的重量比值为1∶1～1∶20。
15.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述导热粉体的粒径大小为1～100微米。
16.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述基体为聚乙酸乙烯、聚乙烯、硅油、丙烯酸脂、聚丙烯、环氧树脂、聚甲醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中之一种或者几种组成的混合物。
17.如权利要求8所述的导热膏制备方法，其特征在于所述导热粉体为铜、镍、氧化铝、镍化硼、碳化硅、碳化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛中之一种或几种组成的混合物。
全文摘要
本发明提供一种导热膏，该导热膏包括基体以及分散在基体中的导热粉体，该导热粉体表面具有银粒子。本发明还提供一种导热膏制备方法，该方法包括如下步骤提供一硝酸银的水溶液；将导热粉体浸泡在上述水溶液之中，使导热粉体表面附着硝酸银；将导热粉体从水溶液中分离；热处理附着有硝酸银的导热粉体，使硝酸银分解，银粒子附着在导热粉体表面；将导热粉体与基体混合制成导热膏。
文档编号C09K5/00GK1916106SQ20051003676
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月19日 优先权日2005年8月19日
发明者萧博元 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