一种导热胶带的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于散热器件的具有导热功能的导热胶带，适用于各类热源发生器与散热器之间通过导热胶带进行导热连接。
【背景技术】
[0002]热传导一直是电子工业中的一项重要工艺，元器件的工作温度常常是可靠性的重要依据。特别是微电子的组装越来越密集化，其工作环境急剧向高温方向变化，散热问题也就成为电子产品设计中至关重要的考虑因素。各类热源发生器与散热器之间通过导热胶黏剂进行导热连接，例如半导体、电源电气、白色家电及LED等等行业的散热设计大多都是这样。
[0003]导热胶是一种应用于粘接散热器件和其它的功率消耗元器件的功能性产品，这种胶带通常具有极强的粘合强度，良好的粘着力及导热性能，柔软、可压缩，易于模切，分为有基材和无基材。
[0004]目前的导热胶普遍存在导热系数低、物理性能差等缺陷，对于高散热环境适应性差。无基材的双面胶带导热性能受到导热胶的限制很大，导热系数难以通过低成本方案加以提高，且热阻随着厚度的增加下降很快。有基材的单双面胶带普遍采用PET膜作基材，除了受到导热胶的限制，还受到基材的限制，难以满足电子设备散热的需要。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种导热胶带，以减少或避免前面所提到的问题。
[0006]具体来说，本实用新型的目的是提供一种工艺简单，操作安全，成本低的片状导热填料高定向导热胶带，具有较高的导热系数，适用于各类热源发生器与散热器之间通过导热胶带进行导热连接。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种导热胶带，用于设置于热源发生器与散热器之间通过所述导热胶带进行导热连接，所述导热胶带为平片状结构，所述导热胶带具有相互平行的上表面和下表面，所述导热胶带内部均匀分布有片状导热填料，所述片状导热填料的片状表面垂直于所述上表面和所述下表面。
[0008]优选地，所述表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及硬脂酸之一或其混合物。
[0009]优选地，所述导热胶带具有一个厚度H，所述片状导热填料具有一个直径R，其中R<H< 5R0
[0010]优选地，所述片状导热填料的直径为I?30μπι，厚度为5?200nm。
[0011]优选地，所述导热胶带的厚度为5?150μπι。
[0012]优选地，所述导热胶带由导热胶流延片干燥固化而成，所述导热胶流延片具有一个厚度Hl，所述片状导热填料具有一个直径R，其中1R <H1< 200R。
[0013]优选地，所述导热胶流延片的厚度为10?200μπι。
[0014]本实用新型提供的导热胶带中的片状导热填料的排列方向是高度定向的，片状导热填料都垂直于导热胶带的平片方向，因而获得的导热胶带具有较高的导热取向性，避免了杂乱排列的导热颗粒的导热损耗，减少了片状导热填料的卡片搭桥结构，提高了导热胶带垂直方向的导热系数，并且定向排列的导热颗粒同时还可以在垂直方向获得更大的机械强度和抗撕裂强度，物理性能明显提高。
【附图说明】
[0015]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，
[0016]图1显示的是根据本实用新型的一个具体实施例的导热胶带的剖视结构示意图；
[0017]图2显示的是根据本实用新型的另一个具体实施例的导热胶带的制备工艺示意图；
[0018]图3显示的是根据本实用新型的又一个具体实施例的导热胶带的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0020]正如【背景技术】所述，为了提高导热胶带的导热性能，本实用新型提供了一种改进的导热胶带的结构，如图1所示，其显示的是根据本实用新型的一个具体实施例的导热胶带100的剖视结构示意图，如图，本实用新型的用于设置于热源发生器与散热器之间通过所述导热胶带100进行导热连接，所述导热胶带100为平片状结构，即导热胶带100具有相互平行的上表面10和下表面20，导热胶带100内部均匀分布有片状导热填料30，其中片状导热填料30的片状表面垂直于导热胶带100的上表面10和下表面20。图1所示的仅仅是本实用新型的一个具体实施例的导热胶带100的示意图，其可以进一步与离型纸(图中未示出)配合包装成可供存储、运输乃至销售的成品。另外，本实用新型的导热胶带还可以是一种无基材的双面胶带(例如，如图1所示)，也可以进一步提供一个基材(图中未示出)，将图1所示的导热胶带100附着在基材的一侧形成单面胶带;也可以在基材的两侧均附着一层图1所示的导热胶带100以形成带有基材的双面胶带。
[0021]与现有技术不同的是，本实用新型的导热胶带中，均匀混合填充的是片状的导热填料，而不是颗粒状或其它形状的导热填料。其次，本实用新型的导热胶带中的片状导热填料30的片状表面是与导热胶带100的上下表面垂直的。也就是说，本实用新型提供的导热胶带100中的片状导热填料30的排列方向是高度定向的，片状导热填料30都垂直于导热胶带的平片方向(图1中为了显示清楚，对片状导热填料30的排列方向进行了简化画法，其实际排列有可能不会这么规整，虽然所有片状导热填料30的片状表面都是垂直于导热胶带的平片方向的，但是片状导热填料30在垂直状态下有可能是可以任意偏转的，例如如图2中所示的那样排列，实际情况可能会更类似于图2所示的排列状态，后面还会对此进一步说明)，因而获得的导热胶带具有较高的导热取向性，避免了杂乱排列的导热颗粒的导热损耗，减少了片状导热填料的卡片搭桥结构，提高了导热胶带垂直方向的导热系数，并且定向排列的导热颗粒同时还可以在垂直方向获得更大的机械强度和抗撕裂强度，物理性能明显提高。
[0022]在一个具体实施例中，所述片状导热填料30可为片状氮化硼、片状石墨和片状石墨烯之一或其混合物。
[0023]在另一个具体实施例中，优选地，所述导热胶带100可以由高分子聚合物、片状导热填料、表面改性剂、流变改性剂、抗氧剂、增粘剂、溶剂、固化剂为原料，经搅拌、流延定向成型、固化后制成。
[0024]例如，在一个具体实施例中，可以以如下质量份的原料制备本实用新型的上述导热胶带，所述原料为:高分子聚合物:100份;片状导热填料:20-200份;表面改性剂:0.2-2份;流变改性剂:0.2-2份;抗氧剂:0.1-1份;增粘剂:1-10份;溶剂50-500份；固化剂:0.1-1份。
[0025]具体地，所述高分子聚合物可为天然橡胶、丁苯橡胶、聚异丁烯橡胶、聚丙烯酸酯、聚乙烯基醚树脂之一或其混合物。所述表面改性剂可为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及硬脂酸之一或其混合物。所述流变改性剂可为膨润土、有机粘土、二氧化硅、纤维素、黄原胶之一或其混合物。
[0026]实施例1
[0027]原料:聚丙烯酸酯100份;片状导热填料石墨烯70份;片状导热填料石墨40份;硅烷偶联剂I份;膨润土I份;抗氧剂0.5份;增粘剂5份;溶剂180份;固化剂0.5份。
[0028]首先片状导热填料30进行表面改性处理，改性后的片状导热填料30与其它原料经搅拌、流延定向成厚度为5-150μπι的导热胶流延片，流延的同时施加垂直方向的磁场使片状导热填料30磁化后偏转到与磁场方向一致，从而形成垂直于导热胶带的片状导热填料(下面将对此进一步详细说明)。片状导热填料30表面改性的目的是改善片状导热填料30在高分子聚合物基体中的相容性，也可在改性剂中加入顺磁性的粉体使导热填料具有磁性，流延定向成型的目的是使片状导热填料30在导热胶带中通过磁场的作用定向排列。再将流延成型后的导热胶流延片放入干燥机中在50-100°C下干燥、固化成型5-30min，自然冷却后得到导热系数为20-30W/(m.K)的高定向高导热系数的导热胶带。
[0029]实施例2
[0030]本实施例的方法与实施例1相同，不同之处为:本实施例中，片状导热填料石墨烯40份;片状导热填料石墨50份。本实施例制备的高定向高导热系数的导热胶材料导热系数为22W/(m.K)。
[0031]实施例3
[0032]本实施例的方法与实施例1相同，不同之处为:本实施例中，片状导热填料石墨烯50份;片状导热填料氮化硼