一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱膠膜，特別涉及一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，可廣泛應(yīng)用于電子元器件導(dǎo)熱領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子、信息、通信工業(yè)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品在向短、小、輕、薄發(fā)展的同時(shí)，電子產(chǎn)品在高功能、高傳輸速率下工作，各元器件(如CPU等)的工作溫度相對大幅升高，電子元器件與整機(jī)的發(fā)熱功率也越來越大。通常，傳統(tǒng)電子元器件發(fā)熱功率較小時(shí)，其散熱方式主要依靠加裝散熱片或風(fēng)扇來提高散熱效率。這時(shí)，對于接觸熱阻、擴(kuò)散熱阻等重要因素通常被忽略。然而，隨著整機(jī)功能及功率的提升，熱管理技術(shù)的要求相對也越來越苛刻。在電子產(chǎn)品各個(gè)元器件由內(nèi)向外散熱途徑中，除了要求發(fā)熱元件本身應(yīng)具備低熱阻特性及充分使用高效率的散熱元件之外，還與元件間互聯(lián)密度、界面接觸材料的熱傳導(dǎo)性能有很大關(guān)系。因此，在電子產(chǎn)品元件散熱途徑中，熱界面材料(Thermal Interface Materials:TIM)是決定散熱功率高低的關(guān)鍵材料。
[0003]在微電子材料表面和散熱器之間存在極細(xì)微的凹凸不平的空隙，如果將他們直接安裝在一起，它們間的實(shí)際接觸面積只有散熱器底座面積的10%，其余均為空氣間隙。因?yàn)榭諝鉄釋?dǎo)率只有0.024W/(m*K)，是熱的不良導(dǎo)體，將導(dǎo)致電子元件與散熱器間的接觸熱阻非常大，嚴(yán)重阻礙了熱量的傳導(dǎo)，最終造成散熱器的效能低下。使用具有高導(dǎo)熱性的熱界面材料填充滿這些間隙，排除其中的空氣，在電子元件和散熱器間建立有效的熱傳導(dǎo)通道，可以大幅度低接觸熱阻，使散熱器的作用得到充分地發(fā)揮。
[0004]理想的熱界面材料應(yīng)具有的特性是:(I)高導(dǎo)熱性；(2)高柔韌性，保證在較低安裝壓力條件下熱界面此材料能夠最充分地填充接觸表面的空隙，保證熱界面材料與接觸面間的接觸熱阻很??；(3)絕緣性；(4)安裝簡便并具可拆性；(5)適用性廣，既能被用來填充小空隙，也能填充大縫隙。
[0005]隨著微電子產(chǎn)品對安全散熱的要求越來越高，熱界面材料也在不斷的發(fā)展。導(dǎo)熱脂是最早的一種熱界面材料，曾經(jīng)被廣泛使用。但因其操作使用難度大、長期使用易失效等缺點(diǎn)，目前己經(jīng)逐步讓位于其它新型的熱界面材料。
[0006]相變型導(dǎo)熱界面材料是在上世紀(jì)80年代開始發(fā)展，因?yàn)槠渚邆淞己玫纳嵝耘c工藝性，從90年代開始迅速發(fā)展為一種重要的熱界面材料。相變型導(dǎo)熱界面材料融合了導(dǎo)熱膠粘劑與導(dǎo)熱脂的優(yōu)點(diǎn)，在達(dá)到相變化溫度前，其特性與導(dǎo)熱膠粘劑類似，具有較高的粘性而且不會像導(dǎo)熱脂在扣壓時(shí)有溢出等問題，可直接粘貼在散熱片或晶片上方。當(dāng)晶片工作溫度超過相變溫度時(shí)，部分界面材料由固體變成液態(tài)，特性上與導(dǎo)熱脂類似，具有較強(qiáng)的流動性，更容易填補(bǔ)界面間的孔隙，使得面結(jié)合緊密性變好，降低熱阻。
[0007]但是，相變型熱界面材料相變溫度之上具備高流動性的特性，同樣也會導(dǎo)致工作過程中溢出的問題；另外，相變型熱界面材料本身不具備很強(qiáng)的粘結(jié)特性，使用過程中需要外力夾合裝置，導(dǎo)致成本增加，限制了熱相變界面材料的使用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為了普通導(dǎo)熱膠/熱相變界面材料的不足，提供一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，兼具導(dǎo)熱膠與相變熱界面材料特點(diǎn)。
[0009]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，包括輕剝離力離型膜、壓敏型導(dǎo)熱膠、相變型導(dǎo)熱膠、重剝離力離型膜，重剝離力離型膜離型面與輕剝離力離型膜之間印刷有壓敏型導(dǎo)熱膠與相變型導(dǎo)熱膠組成的導(dǎo)熱膠膜，在一個(gè)印刷單元中，相變型導(dǎo)熱膠填充于輕剝離力離型膜、壓敏型導(dǎo)熱膠與重剝離力離型膜圍成的密閉空間內(nèi)。
[0010]所述輕剝離力離型膜剝離力為5~20g.πΓ2，基材為聚酯膜，基材厚度為6~25微米，離型劑為硅油。
[0011]所述重剝離力離型膜剝離力為50~100g.πΓ2，基材為聚酯膜，基材厚度為12~50微米，離型劑為硅油。
[0012]所述壓敏型導(dǎo)熱膠為填充有導(dǎo)熱填料的丙烯酸壓敏膠、聚氨酯壓敏膠、有機(jī)硅壓敏膠中的一種，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、石英粉及碳納米管中的一種或幾種的混合物。
[0013]進(jìn)一步的，所述壓敏型導(dǎo)熱膠中還含有后固化劑微膠囊，環(huán)氧樹脂微膠囊、氨基樹脂微膠囊、HDI微膠囊中的一種或多種。
[0014]所述相變型導(dǎo)熱膠為填充有導(dǎo)熱材料的有機(jī)型相變材料、無機(jī)型相變材料中的一種，相變溫度40~70 V，所述導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、石英粉及碳納米管中的一種或幾種的混合物。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]1、本實(shí)用新型采用兩種熱界面材料組成導(dǎo)熱膠膜，兼具相變型熱界面材料與膠粘劑型熱界面材料優(yōu)點(diǎn)。
[0017]2、本實(shí)用新型中相變型導(dǎo)熱材料在高溫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，具備熱容效果，增加導(dǎo)熱效率；壓敏型導(dǎo)熱膠具備初始粘結(jié)效果，同時(shí)壓敏型導(dǎo)熱膠組成的邊框阻止了液態(tài)的相變材料流動溢出。
[0018]3、本實(shí)用新型中壓敏型導(dǎo)熱膠中添加有后固化劑微膠囊，在工作溫度高溫條件下，微膠囊破裂，固化劑與壓敏膠反應(yīng)，增加體系交聯(lián)，并能增強(qiáng)壓敏膠與粘結(jié)基材的粘結(jié)強(qiáng)度，可無需夾具實(shí)現(xiàn)安裝。
[0019]4、本實(shí)用新型中壓敏型導(dǎo)熱膠與相變型導(dǎo)熱膠在溶劑稀釋或適當(dāng)溫度條件下具有較好的流動性，可利用印刷工藝生產(chǎn)，方法簡單易行。
[0020]5、本實(shí)用新型中印刷單元形狀、大小可調(diào)，導(dǎo)熱膠膜中可同時(shí)具備多個(gè)導(dǎo)熱單元，方便模切。
【附圖說明】
[0021]圖1是可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜印刷單元破剖面圖。
[0022]圖2是可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜去離型膜后的印刷單元平面圖。
[0023]圖3是可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜去離型膜后的多印刷單元平面圖。
[0024]以上附圖中:1、輕剝離力離型膜；2、相變型導(dǎo)熱膠；3、壓敏型導(dǎo)熱膠；4、重剝離力離型膜。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]如附圖1所述的本實(shí)用新型的一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，包括輕剝離力離型膜1、相變型導(dǎo)熱膠2、壓敏型導(dǎo)熱膠3、重剝離力離型膜4，重剝離力離型膜4離型面與輕剝離力離型膜I之間印刷有壓敏型導(dǎo)熱膠3與相變型導(dǎo)熱膠2組成的導(dǎo)熱膠膜；如圖2所示，在一個(gè)印刷單元中，相變型導(dǎo)熱膠2填充于輕剝離力離型膜1、壓敏型導(dǎo)熱膠3與重剝離力離型膜4圍成的密閉空間內(nèi)。
[0027]可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜的制備主要是印刷及復(fù)合設(shè)備來進(jìn)行的，其制備過程為:
[0028]步驟一、在重離型力離型膜上印刷相變型導(dǎo)熱膠與壓敏型導(dǎo)熱膠組成的圖案；
[0029]步驟二、在烘道中烘干溶劑；
[0030]步驟三、在復(fù)合輥處與輕離型力離型膜復(fù)合，即得到熱相變材料導(dǎo)熱膠膜。
[0031]使用過程中，根據(jù)需要模切成各種大小規(guī)格，貼合在需要導(dǎo)熱的兩個(gè)界面之間，方便使用。
[0032]儲存溫度需在相變型導(dǎo)熱膠相變溫度以下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，其特征在于該導(dǎo)熱膠膜包括輕剝離力離型膜、壓敏型導(dǎo)熱膠、相變型導(dǎo)熱膠、重剝離力離型膜，重剝離力離型膜離型面與輕剝離力離型膜之間印刷有壓敏型導(dǎo)熱膠與相變型導(dǎo)熱膠組成的導(dǎo)熱膠膜，在一個(gè)印刷單元中，相變型導(dǎo)熱膠填充于輕剝離力離型膜、壓敏型導(dǎo)熱膠與重剝離力離型膜圍成的密閉空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，其特征在于輕剝離力離型膜剝離力為5~20g.m_2，基材為聚酯膜，基材厚度為6~25微米，離型劑為硅油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，其特征在于重剝離力離型膜剝離力為50~100g.m_2，基材為聚酯膜，基材厚度為12~50微米，離型劑為硅油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，其特征在于壓敏型導(dǎo)熱膠為填充有導(dǎo)熱填料的丙烯酸壓敏膠、聚氨酯壓敏膠、有機(jī)硅壓敏膠中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，其特征在于相變型導(dǎo)熱膠為填充有導(dǎo)熱材料的有機(jī)型相變材料、無機(jī)型相變材料中的一種，相變溫度40~70°C。
【專利摘要】一種可印刷的熱相變材料導(dǎo)熱膠膜，采用兩種熱界面材料組成導(dǎo)熱膠膜，兼具相變型熱界面材料與膠粘劑型熱界面材料優(yōu)點(diǎn)。相變型導(dǎo)熱材料在高溫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，具備熱容效果，增加導(dǎo)熱效率；壓敏型導(dǎo)熱膠具備初始粘結(jié)效果，同時(shí)壓敏型導(dǎo)熱膠組成的邊框阻止了液態(tài)的相變材料流動溢出。壓敏型導(dǎo)熱膠中添加有后固化劑微膠囊，在工作溫度高溫條件下，微膠囊破裂，固化劑與壓敏膠反應(yīng)，增加體系交聯(lián)，并能增強(qiáng)壓敏膠與粘結(jié)基材的粘結(jié)強(qiáng)度，可無需夾具實(shí)現(xiàn)安裝。壓敏型導(dǎo)熱膠與相變型導(dǎo)熱膠在溶劑稀釋或適當(dāng)溫度條件下具有較好的流動性，可利用印刷工藝生產(chǎn)，方法簡單易行。印刷單元形狀、大小可調(diào)，導(dǎo)熱膠膜中可同時(shí)具備多個(gè)導(dǎo)熱單元，方便模切。
【IPC分類】C09J133-00, C09J11-04, B32B7-12, C09J175-04, C09J11-00, C09J183-04, B32B27-36, B32B7-06, C09J7-02, C09K5-06
【公開號】CN204529729
【申請?zhí)枴緾N201420842083
【發(fā)明人】王傳廣, 徐杰
【申請人】王傳廣, 徐杰
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年12月28日