专利名称：高热传导性的热接口材料的组合物及制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热接口材料，特别涉及一种具有纳米粒子的热界 面材料制作方法。
背景技术：
10 热接口材料已成为发热主体与散热装置之间的导热介质，早期以石墨垫片为主，后来演变为导热胶，直至现在的导热膏已成为组装计 算机时不可或缺的必要产品。因为导热膏本身并没有任何散热的功能， 主要作用为填补微处理器表面与散热片底部间的空隙，让微处理器所 产生的热量能顺利的传导至散热片上发散出去。因此导热膏本身的颗15 粒大小、导热系数、硅油析出比率(出油率)、粘结性、密度、传导性... 等都可以是检验质量的标准。传统的导热膏组合物包括50%硅化合物、20%碳化合物、30%氧 化金属化合物。前述的导热膏组合物经过多次的搅拌及抽真空制作成 导热膏，在制作完成的导热膏可填补在微处理器表面与散热片底部间 20 接触，使微处理器在运算时所产生的热能能够有效传导至散热片上散 热出去。由于微处理器表面及散热片底部的接触面在显微镜的观察下， 可以看出微处理器表面及散热片底部的接触面上有许多坑洞，在微处 理器表面与散热片底部接触进行散热时，该坑洞易改变热流传导路径， 而影响热传导速率，因此在微处理器与散热片接触面间涂抹导热膏，25 以填补坑洞，使热流传导路径不会改变。但是传统导热膏的组合物颗 粒较大(属于微米级)，不易填补微处理器表面与散热片底部的坑洞， 使热传导速率降低，造成微处理器散热效果不佳。发明内容30 本发明有鉴于传统缺陷，提供一种具有纳米粒子的热接口材料， 能够填补微处理器表面及散热片底部的坑洞，使热接口材料具有高热 传导性，以提高散热效果。为了达到上述的目的，本发明的高热传导性的热接口材料的制作方法，包才舌5 先准备53 %的聚乙烯乙二醇、42%的碳化硅粉末及5 %的锂离子；将已准备好的组合物倒入于容器中，利用搅拌机搅拌数分钟后，4吏聚乙烯乙二醇、碳化硅粉末及锂离子作初步地混合在一起；再将搅拌后的组合物，利用滚压机构将混合后的组合物所产生的团聚压散，让聚乙烯乙二醇与碳化硅粉末能充分地混合，使混练后的io 组合物具有粘性；再将混练后的组合物倒入另一容器中，再利用搅拌机进行搅拌，在搅拌过程中，并以真空泵对该容器进行抽真空，将搅拌机所搅拌出来的空气抽离，使组合物内不会形成任何气泡，即完成高热传导性的 热接口材料制作。1
图1为发明的导热膏制作流程示意图； 图2为本发明的预搅拌步骤中所使用的设备示意图； 图3为本发明的混练步骤中所使用的设备示意图； 20 图4为本发明的抽真空步骤中所使用的设备示意图；图5为对本发明的热接口材料进行测量的示意图。在附图中，各标号所代表的部件列表如下1 组合物2 容器3 搅拌机31 马达32搅拌棒4 滚压机构41 第一滚轮42 第二滚轮43第三滚轮44 刮刀45 收集槽5 谷為51 封盖6 搅拌机 8 热片 91 风扇61 马达 71 连接头103 电源供应器62 搅拌棒 72管体 9 散热器101、 102 温度感应器 104 温度测量仪具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，现配合
如下。 本发明的具高热传导性的热接口材料的组合物，包括有聚乙烯 io乙二醇(Polyethylene Glycol, PEG)、碳化硅粉末及锂离子。前述的 组合物所占的重量百分比为53%的聚乙烯乙二醇、42%的碳化硅粉末 及5 %的锂离子。而前述的42 %的碳化硅粉末中包含有130nm及 的粒子，该130nm粒子占碳化硅粉末的重量百分比30% ，而6/mi的 粒子占碳化硅粉末的重量百分比70%。在前述的组合物混合形成热接 15口材料后，可涂布在电子组件与金属散热组件的接触面间，或金属散 热组件与热管接触间，以提高热传导效率。图1所示的是本发明的热接口材料制作流程示意图。如图所示， 在制作本发明的热界面材料时，首先，在准备材料步骤10中，先准备 热界面材料组合物，如上述所提的53%的聚乙烯乙二醇、42%的碳化 20 硅粉末及5%的锂离子。而前述所添加的锂离子作用是为了使热接口 材料具有高度的柔软性与可压缩性。在准备上述热接口材料的组合物后，进行预搅拌的步骤20，将已 准备好的组合物倒入于容器(后述)中，利用高扭力的搅拌机搅拌 20 30分钟后，使聚乙烯乙二醇、碳化硅粉末及锂离子混合在一起。 25 在上述的预搅拌步骤20完成后，再进行混练步骤30,将搅拌后的组合物，利用高扭力及高剪切力的滚压机构(后述)将上述混合的 组合物所产生的团聚压散，让聚乙烯乙二醇与碳化硅粉末能充分混合， 使混练后的组合物具有粘性。在上述混练步骤30完成后，再进行搅拌、抽真空步骤40，将混 30 练后的组合物倒入于容器(后述)中，因为混练后的组合物必定会产
生由空气所形成的气泡，该气泡会阻碍热流通过，以及影响聚乙烯乙 二醇与碳化硅粉末的密合性，使得组合物填补空隙的能力降低。所以 利用搅拌机进行搅拌，在搅拌过程中，并以真空泵(后述)对该容器 进行抽真空，将搅拌机所搅拌出来空气抽离，使组合物内不会形成任 5 何气泡，即完成高热传导性的热接口材料制作。图2所示的是本发明的预搅拌步骤中所使用的设备示意图。如图 所示，在准备完热接口材料的组合物1后，将前述的组合物1倒入于容器2，并将容器2放置在搅拌平台上，该搅拌平台上具有搅拌机3， 该搅拌机3为高扭力搅拌机，其上具有马达31，该马达31的前端连io 接搅拌棒32,将搅拌棒32伸入于容器2内部，在马达31被启动后， 带动搅拌棒32在容器2内部转动使组合物1 (聚乙烯乙二醇、碳化硅 粉末及锂离子)混合。图3所示的是本发明的混练步骤中所使用的设备示意图。本发明 的组合物1经过上述混合后，被倒入于滚压机构4中，利用滚压机构15 4内部高扭力及高剪切力的第一滚轮41、第二滚轮42及第三滚轮43 进行滚压，将团聚的组合物l压散，让聚乙烯乙二醇与碳化硅粉末能 充分混合，使混练的组合物1具有粘性。在滚压至第三滚轮43时，利 用刮刀44将附着在第三滚轮43表面上的组合物l刮除，然后将其落 至于收集槽45中。20 图4所示的是本发明的抽真空步骤中所使用的设备示意图。如图所示，在混练后的组合物1倒入于容器5中，将容器5放置在另一搅 拌平台上，该搅拌平台具有搅拌机6，该搅拌机6为高扭力的搅拌机， 其上具有马达61，该马达61前端连接搅拌棒62,并将搅拌棒62穿过 封盖51伸入于容器5内部，在封盖51上方连接有连接头71,该连接25 头71与管体72连接，该管体72—端与真空泵7连接，在马达61被 启动后进行组合物1的搅拌，在搅拌过程中，该抽真空泵7进行抽气， 将组合物1所搅拌出来的空气抽离，使组合物1内不会形成任何气泡。 使聚乙烯乙二醇与碳化硅粉末有较佳的密合性，让组合物1填补空隙 的能力更高，而且热传导率更佳。30 图5所示的是对本发明的热接口材料进行测量的示意图。如图所
示，在对本发明的热接口材料(组合物1)制作完成后进行测量时，将待测的热接口材料(组合物l)涂布在加热片8上，再将散热器(Heat Sink) 9、风扇91与加热片8以扣具(图中未示)扣紧，该温度感应 器101放置于风扇91正上方约一厘米处，而温度感应器102则放置于 5 风扇91内部且接近于加热片处。在测量时，由电源供应器103供应固定的功率(80W)对加热片 8进行加热，然后等待系统达到热平衡时，由温度测量仪104经温度 感应器IOI、 102即可读出加热片8与风扇91上方空气的温差，可以 得知热接口材料的粘度，在25。C下为<25000~160000cp。 io 另外，关于热传导率、热阻抗、挥发率都以150克来测量，通过热传导仪测量的值>6w/mk;该热阻仪测量的值<0.38kcm2/w;而 挥发率150g经过150度烘烤6hr除以150g的值<0.5%。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施范 围。凡依本发明的范围内所做的均等变化与修饰，皆为本发明的范围15 所涵盖。
权利要求
1.一种高热传导性的热接口材料的组合物，包括占重量百分比为53％的聚乙烯乙二醇、占重量百分比为42％的碳化硅粉末及占重量百分比为5％的锂离子。
2. 如权利要求l所述的高热传导性的热接口材料的组合物，其中， 在所述碳化硅粉末中包含有130nm及6/xm的粒子。
3.如权利要求2所述的高热传导性的热接口材料的组合物，其中，所述130nm粒子占碳化硅粉末的重量百分比为30%，而6/mi的粒子 占碳化硅粉末的重量百分比为70%。
4、 一种高热传导性的热接口材料的制作方法，该方法包括15 a)、准备预定比例的聚乙烯乙二醇、碳化硅粉末及锂离子组合物；b) 、将组合物进行搅拌，使组合物混合在一起；c) 、将搅拌后的组合物进行混练，使团聚的组合物打散；d) 、将搅拌混练后的组合物再进行搅拌，在搅拌过程中，同时抽 真空。
5. 如权利要求4所述的高热传导性的热接口材料的制作方法，其 中，在a步骤中的聚乙烯乙二醇占重量百分比为53%，碳化硅粉末占 重量百分比为42%及锂离子占重量百分比为5%。
6.如权利要求5所述的高热传导性的热接口材料的制作方法，其中，所述碳化珪粉末中包含有130nm及6/mi的粒子。
7.如权利要求6所述的高热传导性的热接口材料的制作方法，其 中，所述130nm粒子占碳化硅粉末的重量百分比为30%,而6/mi的 30 粒子占碳化硅粉末的重量百分比为70%。
8.如权利要求4所述的高热传导性的热接口材料的制作方法，其中，在b步骤中对组合物进行20 30分钟的搅拌。
全文摘要
一种高热传导性的热接口材料的组合物及制作方法，该热接口材料的组合物包括有53％的聚乙烯乙二醇、42％的碳化硅粉末及5％的锂离子。在制作时，将前述的组合物倒入于容器中利用搅拌机进行搅拌，在搅拌后的组合物再经滚压机构进行混练，将搅拌后团聚的组合物压散，再将混练后的组合物倒入于另一个容器中，利用搅拌机进行搅拌，且在搅拌过程中将组合物所产生的气泡打散，并利用抽真空泵将空气抽离，使搅拌后的热接口材料不带有气泡，以完成具有高热传导性的热接口材料制作。
文档编号C09K5/08GK101130681SQ200610111829
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者刘文荣, 刘明昌, 曾添志, 林国仁 申请人:珍通科技股份有限公司