[发明专利]一种降低接触热阻导热凝胶的方法及其应用

说明书

一种降低接触热阻导热凝胶的方法及其应用，属于热界面材料技术领域。本发明低接触热阻导热凝胶包括原料组成成分的质量份数如下：乙烯基硅油1‑80，含氢硅油1‑60，导热填料60‑95，催化剂0.1‑1.0，抑制剂0.01‑0.5，添加剂0‑1.0。本发明还提供了一种低接触热阻导热凝胶的制备方法和应用。本发明从导热凝胶分子链结构出发，通过改变其分子链各组份及添加相关化学试剂，使凝胶界面处存在更多的化学官能团，从而凝胶与硅片能够充分作用，增强了界面粘接力。与此同时，界面形成了大量导热通路，导致界面处接触热阻大幅度降低。

技术领域

本发明属于热界面材料技术领域，具体涉及一种降低接触热阻导热凝胶的方法及其应用。

背景技术

所有电子器件在使用过程中都会产生多余的热量，为了提高可靠性，需要开发高性能散热技术以消除电子器件产生的多余热量。热界面材料是降低电子器件与散热片之间热阻，是提高电子器件散热能力必不可少的封装材料。热界面材料种类繁多，包括导热膏、相变材料、导热凝胶、导热垫片等。导热凝胶是一种预成型高温固化的有机硅材料，相对于导热垫片有着更柔软且具有更好的表面亲和性。另外，导热凝胶模量较低，使用后对设备产生内应力较少。相对于导热硅脂，导热凝胶有着更简单的操作性。导热凝胶可以成型成任意形状，对于不规则的电子元器接触界面也能保证其良好紧密的接触；同时，导热凝胶也有一定的附着性，并且不存在渗油和干燥的问题，耐高温、耐老化性好，在使用的可靠性上具有一定的优势，可在-40～200℃下长期工作。

随着电子器件功率密度的提高，封装尺寸的增加，提升该种材料导热效率的要求也在不断地深化。决定导热凝胶的导热能力是该材料被封装在电子器件中时总热阻的大小，该热阻是由导热凝胶自身热阻以及接触热阻组成，导热凝胶自身热阻的降低可通过目前的公知技术可以解决，如提高导热凝胶内部导热填料的含量等。但关于降低导热凝胶接触热阻这方面，现有的技术方法数量相对有限，并且在多数情况下接触热阻影响该种材料的导热能力的占比会更大。因此，降低导热凝胶接触热阻，进而继续提高其导热效率在导热凝胶性能改善上更为重要且是一项技术挑战。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种降低接触热阻导热凝胶的方法及其应用。本发明通过添加相应化学试剂及微调凝胶各组成部分，增强其界面粘接力，从而提高界面导热效率，降低接触热阻(其所制备的导热凝胶热阻范围可降低至1E-7～1E-5m²K/W范围)，提高产品固化后粘接强度。本发明低接触热阻导热凝胶的导热系数在1.0-10.0W/mK，接触热阻在1E-7～1E-5m²K/W范围。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种降低接触热阻导热凝胶的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)称取导热凝胶制备原料和添加剂，所述添加剂包括偶联剂、粘接助剂中的一种或多种；

(2)将上述导热凝胶制备原料和添加剂均匀混合搅拌，再加入催化剂，继续搅拌，完成后取出得到低接触热阻导热凝胶。

所述的一种降低接触热阻导热凝胶的方法，其特征在于所述步骤(1)中导热凝胶制备原料和添加剂包括以下质量份数：乙烯基硅油1-80，含氢硅油1-60，导热填料60-95，催化剂0.1-1.0，抑制剂0.01-0.5，添加剂0.01-1.0。

所述的一种降低接触热阻导热凝胶的方法，其特征在于所述步骤(2)中均匀混合搅拌和继续搅拌的方法包括行星搅拌机、捏合机或高速混合搅拌机。