專利名稱：一種導熱硅橡膠墊片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導熱硅橡膠復合材料，尤其是一種用來作為導熱墊片的導熱硅橡膠復合材料，屬新材料技術領域。
背景技術：
近年來，拜電子科技大幅躍進所賜，信息數(shù)字化及網(wǎng)絡化發(fā)展引發(fā)人類對電子產(chǎn)品效能與速度永無止境的渴望與需求。Intel主導的個人電腦芯片行業(yè)，芯片設計持續(xù)演進，納米技術的世代更新，高密度布線，芯片線寬/間距的縮小，嘉惠了全世界筆記本電腦及桌上型電腦用戶，不只滿足了基本的CPU頻率、內存容量、存取速度的需求、更在聲光影音方面一再地令人驚艷。此外，企業(yè)用戶的高階服務器/工作站/網(wǎng)絡通訊設備，在運算速度與穩(wěn)定性方面不斷提升。個人家庭用戶方面，各種電子產(chǎn)品，例如智能型手機、液晶投影機、可攜式投影機、液晶電視、電漿電視等五花八門，日新月異的可攜式多媒體裝置、數(shù)字影音裝置以及個人數(shù)字助理等的顯著需求，也使得內建多功能，輕便型，高效能電子工IC元件的技術需求越來越重要。熱一直是電子元件和集成電路如影隨形且無法避免的問題，也是影響電子元件或系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性的重要因素，不容等閑視之。根據(jù)“10°c理論”，當電子元件每升高 10°C，其壽命則相對減少一半，可見溫度對電子產(chǎn)品的重要性。根據(jù)統(tǒng)計，由熱所產(chǎn)生的損壞，占電子元件故障因素的一半以上。溫度過高除了會造成半導體元件損毀，也會造成電子元件可靠性降低及運作性能下降。特別是近年來3C產(chǎn)品不斷朝高性能化、高速度化和輕薄短小化的趨勢發(fā)展，電子產(chǎn)品的散熱問題更成為相關產(chǎn)品的技術瓶頸與不可或缺的一環(huán)， 這也是為何熱管理(Thermal Management)技術日益受到重視的原因。對于熱問題的解決， 必須尋求封裝層級、印刷電路板層級以及系統(tǒng)層級的整體解決方案。此處所討論的導熱硅橡膠復合材料，特指適用于封裝層級的導熱硅橡膠墊片，應用位置介于發(fā)熱元件與金屬散熱器之間。良好的導熱界面材料必須可以吸收由發(fā)熱源產(chǎn)生的熱量，而不顯著增加本身溫度，且能快速地將所吸收的熱量再傳遞給金屬散熱器?，F(xiàn)有技術由于采用的方法及成份上的差異，一般存在不夠柔軟、易出油、可壓縮/ 可回彈/可重工性不夠、缺乏自勃性。因此，若能開發(fā)出導熱硅橡膠墊片，具有可壓縮/可回彈/可重工(維修后，仍可重復使用)的特質，將可以確?？蛻粢约敖K端電子產(chǎn)品用戶在這方面的便利性與權益。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種墊片形式的導熱硅橡膠復合材料。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種導熱硅橡膠復合材料，包含硅橡膠；具多個分散顆粒，分布于該硅橡膠之中的導熱填料；以及一偶合介質，該偶合介質分子具一親水端與一親油端，其中該親水端與該多個分散顆粒表面結合，使該多個分散顆粒表面因該親油端而具親油性。該偶合介質為一硅烷偶合劑的水解物。

該導熱填料的含量占該導熱硅橡膠復合材料的重量百分比為70%至95%。該導熱填料為陶瓷填料、金屬氧化物、金屬氮化物或碳化物。該金屬氧化物是選自由氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈹、氧化鐵所構成的群組；該金屬氮化物是選自由氮化硼、氮化鋁所構成的群組；且該碳化物是選自由碳化硅、碳黑所構成的群組。該多個分散顆粒的形狀是選自由破碎型、球型、類球型、扁平型、圓餅型、鱗片狀所構成的群組。該導熱填料包括第一導熱填料及第二導熱填料。該第一導熱填料與該第二導熱填料為不同種類的導熱填料。該第一導熱填料與該第二導熱填料的平均粒徑的比值介于10 1至100 1之間。該硅橡膠為一有機基硅氧烷聚合物。該有機基硅氧烷聚合物中含有未交聯(lián)的乙烯基。該未交聯(lián)的乙烯基在該導熱硅橡膠復合材料中的含量，足以使該導熱硅橡膠復合材料呈現(xiàn)具有自勃性的凝膠態(tài)。所述導熱硅橡膠復合材料，還包含一結構補強材料，其中該結構補強材料為玻璃纖維布、石墨片或金屬箔，其中該金屬箔為銅箔或鋁箔。本發(fā)明的高導熱界面材料，專指導熱硅橡膠墊片形式的平面片材。產(chǎn)品特性包括高熱傳導系數(shù)(可達5w/mK)、難燃、柔軟、自勃性、易壓縮、易回彈、可重工、低出油率，長期使用不會硬化。主要應用場所為各種發(fā)熱體(主要是芯片)與鋁銅底座等金屬散熱器之間， 作為一種重要的導熱機構件。本發(fā)明的組成主要分為液態(tài)硅橡膠與經(jīng)過粉體表面改質的導熱填充物(氧化鋁)，經(jīng)過混練與成型兩大加工步驟，做成0. 5-3. Omm厚度的平面片材或是卷材。整張導熱硅膠墊片素材經(jīng)裁切成適當尺寸后，可將導熱墊片由離形膜上撕下，利用其優(yōu)良的自勃性， 極易裝設至各種發(fā)熱性元件/散熱器/散熱模塊/機殼間隙。
具體實施例方式以下針對本發(fā)明進行更詳細的說明。本發(fā)明的導熱硅橡膠復合材料的制造方法，大體上可包括下列步驟制備導熱填料；以偶合介質散布包覆多個顆粒表面，而使該多個顆粒的表面被改質為具親油性； 以及將改質后的該導熱填料與一液態(tài)硅橡膠混摻并進行硫化反應，以得到該導熱硅橡膠復合材料。導熱硅橡膠墊片，一般可分為片材或是卷材。產(chǎn)品型式可以是導熱硅橡膠墊片，添加補強材料(玻纖布等)的導熱硅橡膠墊片、濕勃態(tài)。也可以再與銅箔、鋁箔等功能性箔片進行貼合，產(chǎn)生附加功能價值。片材加工為批次式生產(chǎn)。施工法如下
涂布至補強材料膜材?？蜢o置成型；熱壓成型機搭配平板模具。卷材加工為連續(xù)式生產(chǎn)，施工法如下多滾筒式出片機(壓延機)搭配連續(xù)式輸送帶烤箱；螺桿式擠出機(押出機)搭配連續(xù)式輸送帶烤箱。本發(fā)明的導熱硅橡膠墊片厚度為0.3_10mm，其中市場主流產(chǎn)品為0.5-3.0。對于厚度低于0. 3mm的導熱硅橡膠墊片，必須考慮粉末粒徑的選用不宜過粗，以免影響導熱片表面的平整性；對于厚度高于5. Omm的導熱硅橡膠墊片，必須注意半成品漿料的黏度及流動性，如果不是以固定模具成型的方式，而是以涂布方式成型，漿料容易流動，將不利于導熱片厚度的調整。以下說明降低出油量的實施例。所使用原材料如下加成型液態(tài)硅橡膠，雙組份型(道康寧制，25 °C時密度0. 959/cm3,黏度 430mPa · S)；氧化鋁粉末GM_80 (日本輕金屬制，α氧化鋁，密度3. 979/cm3,平均粒徑82 μ m)； SRN-70(印度氧化鋁制，α氧化鋁，密度3.979/cm3，平均粒徑6-7μπι)。表1的實施例記載所使用的氧化鋁與液態(tài)硅橡膠的配比(重量百分比，)，使用真空密閉式捏合機依各自比例混合成泥漿狀半成品后，進行1-2小時抽真空，脫氣泡制程。將定量漿料置于離型膜上，放入熱壓機1. Omm平板模具中，以120°C，5分鐘加熱硫化，可得到1.0mm厚度導熱硅橡膠墊片。烘烤除低，是將導熱片樣品置于真空烤箱中加熱，以求除去部分易揮發(fā)的低分子量高分子，程序如下(1)170°C，2小時；(2)180°C，1小時(3) 200°C，2小時。出油量測試標準訂為200°C，常壓下，24小時。前后重量的減少率(％)=(重量(烘烤前))_重量(烘烤后))/重量(烘烤前)X100%。重量減少率以0.5%以下者為宜。由表1可見，假如導熱片未經(jīng)烘烤除低前，重量損失分別為0.422%、0. 383%、 0.217%。經(jīng)過烘烤除低后，再對導熱片進行出油量測試，可以發(fā)現(xiàn)
權利要求
1.一種導熱硅橡膠墊片，其特征在于，包含硅橡膠；導熱填料，具多個分散顆粒，分布于該硅橡膠之中；以及偶合介質，其分子具一親水端與一親油端，其中該親水端與該多個分散顆粒表面結合，使該多個分散顆粒表面因該親油端而具親油性。
2.一種如權利要求1所述的導熱硅橡膠墊片，其特征在于該導熱墊片的厚度在0. 2 毫米至5毫米之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導熱硅橡膠墊片，其包含硅橡膠、具分散顆粒且分布于該硅橡膠之中的導熱填料以及偶合介質，該偶合介質分子具一親水端與一親油端，其中該親水端與該些分散顆粒表面結合，使該些分散顆粒表面因該親油端而具親油性。本發(fā)明有效改善了導熱接口材料或元件應用的種種關鍵性問題。
文檔編號C08K9/06GK102220009SQ201110133630
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者盧賢生 申請人:吳江朗科化纖有限公司