人造钻石导热膏及其制造方法
【专利摘要】一种人造钻石导热膏及其制造方法，包含有二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油的混合物，该人造钻石导热膏具低热阻抗，其可充分润湿该散热元件和该发热电子元件贴合表面，填补该贴合表面间隙，形成一个极低的热阻界面，藉此，该发热电子元件运作时所产生的热能，可经由该人造钻石导热膏以热传导的方式传送至该散热元件表面，有效地降低该发热电子元件本身的温度。其制造方法将包含有二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油的混合物，在25℃～35℃常态温度下经过8小时均匀搅拌后制成。
【专利说明】人造钻石导热膏及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明系应用于电子元件散热的【技术领域】，尤指其技术上提供一种人造钻石导热膏及其制造方法，该人造钻石导热膏可充分填补发热电子元件与散热元件的间隙且具低热阻抗，并能有效降低生产成本。
【背景技术】
[0002]随着积体电路的密集及微型化程度日益提升，电子元件变的越来越小且以高速度运行，电子元件在其工作温度范围内才能确保具有良好的工作性能及稳定性，因此，其对散热的要求越来越高。为快速除去电子元件运行时产生的高热，于电子元件表面安装一散热元件成为业内普遍的做法，其运作模式不外乎利用增加散热元件的散热表面积及材料的高热传导性，将热量迅速传导向外部散发，并藉由高速风扇以强迫对流的方式将热量带走。
[0003]为使散热元件能快速地将发热电子元件产生的热量散发出去，发热电子元件与散热元件间需具有良好的热传递，即发热电子元件与散热元件间应具有较小的接触热阻，然而，由于加工技术及生产成本的限制，使得发热电子元件与散热元件的接触面无法达到完全平整的表面，当两者贴合时，其接触面无法完全接触而形成间隙，而间隙中的空气导热系数甚低(几乎为热的绝缘体)，严重影响发热电子元件向散热元件传递热量的效果。为此，一般于散热元件与发热电子元件之间涂布热介面材料，以填补散热元件与发热电子元件间的空气间隙，藉由减小接触热阻，提升散热效果，以保证发热电子元件的正常运作。在习知的热介面材料中，导热膏由于具有较小的接触热阻而被广泛的应用，然而传统具高传导性能的导热膏系以银粉为基材，价格极为昂贵颇不经济，为此，提供一种可充分填补发热电子元件与散热元件的间隙且具低热阻抗，并能有效降低生产成本的导热膏实为必要。
[0004]是以，针对上述习知散热元件所存在的问题点，如何开发一种更具理想实用性的创新产品，实消费者所殷切企盼，亦系相关业者须努力研发突破的目标及方向。
[0005]有鉴于此，发明人本于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。
【发明内容】
[0006]为改善上述问题，本发明的目的在于提供一种人造钻石导热膏及其制造方法，该人造钻石导热膏可充分填补发热电子元件与散热元件的间隙且具低热阻抗，并能有效降低生产成本。
[0007]为实现上述目的，本发明首先在材料中寻找具低热阻抗且成本远低于银粉的高热传导性材料做为导热膏的热导填充物，该等热导填充物系为二氧化硅、氧化铝粉末及人造钻石粉末的混合物。导热膏一般包括基体及填充于基体内的热导填充物，目前导热膏中使用的基体大多为选自高分子材料，如聚乙酸乙烯、聚乙烯、二甲基硅油、丙烯酸脂、聚丙烯、环氧树脂、聚甲醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中的一或者几种组成的混合物，该热导填充物可选自具有良好导热性能的材料，如铜、铝、银、金、铁、镍、钴、钥、钨、氧化铝、镍化綳、人造钻石、碳化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛中的一或者几种组成的混合物。本发明的人造钻石导热膏系包含二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油的混合物，在25°C~35°C常态温度下经过8小时均匀搅拌后制成。
[0008]其中，本发明的人造钻石导热膏包含10至25重量百分比的基体及混拌于基体内75至90重量百分比的热导填充物，该基体为二甲基硅油，该热导填充物包含10至15重量百分比的二氧化硅粉末、20至50重量百分比的氧化铝粉末及15至60重量百分比的人造钻石粉末。
[0009]其中，该人造钻石粉末的粒径小于5 μ m，其导热系数最高为2000W/m.K。
[0010]其中，该人造钻石粉末为不规则形状颗粒结构。 [0011]通过上述描述，本发明对照先前技术的功效如下:传统具高传导性能的导热膏以银粉为热导填充物，其价格极为昂贵颇不经济，本发明的人造钻石导热膏包含二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油的混合物，其可充分润湿贴合表面，填补发热电子元件与散热元件的间隙，形成一个极低的热阻界面，并能有效降低生产成本。
[0012]有关本发明所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详细说明于后，相信本发明上述的目的、构造及特征，当可由之得一深入而具体的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:本发明的人造钻石导热膏制造步骤流程图。
[0014]图2:本发明的人造钻石导热膏应用于电子产品示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明系提供一种人造钻石导热膏，包含二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油的混合物，其由10至25重量百分比的基体及混拌于基体内75至90重量百分比的热导填充物组合而成，其中，该基体为二甲基硅油，该热导填充物包含10至15重量百分比的二氧化硅粉末、20至50重量百分比的氧化铝粉末及15至60重量百分比的人造钻石粉末。其中，该人造钻石粉末的粒径小于5 μ m，其导热系数最高为2000W/m.K。
[0016]参阅图1所示，该人造钻石导热膏的制造方法，其步骤为:
[0017]步骤一(10).制备10至15重量百分比的二氧化硅粉末；
[0018]步骤二(20).制备20至50重量百分比的氧化铝粉末；
[0019]步骤三(30).制备15至60重量百分比的人造钻石粉末，该人造钻石粉末的平均粒径小于5 μ m ;
[0020]步骤四(40).制备10至25重量百分比的二甲基硅油；
[0021]步骤五(50).在25 °C -35 °C常态温度下将二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油混合；
[0022]步骤六(60).将二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油经过8小时的均匀搅拌，使二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末均匀混合于二甲基硅油中，形成人造钻石导热膏。
[0023]参阅图2所示，一散热元件70贴附于一发热电子元件80，该散热元件70和该发热电子元件80的接触面无法完全接触而形成一间隙91，该间隙91内布满本发明的人造钻石导热膏92，该人造钻石导热膏92具低热阻抗其可充分润湿贴合表面，填补该间隙91，形成一个极低的热阻界面，该散热元件70包括一散热底板71及数散热鳍片72，藉此，该发热电子元件80运作时所产生的热能，可经由该人造钻石导热膏92以热传导的方式传送至该散热元件70表面(包含该散热底板71及各散热鳍片72外表面)，接续再经由该散热元件70表面附近的气体，以强迫热对流的方式与该散热元件70进行热交换，将该发热电子元件80所产生的热能带至外界的大气环境，有效地降低该发热电子元件80本身的温度。
[0024]其中，本发明的人造钻石导热膏与习知导热膏的热阻值实验数据如表一所示:
[0025]表一不同导热膏的热阻值比较表
[0026]
【权利要求】
1.一种人造钻石导热膏，其特征在于:由10至25重量百分比的基体及混拌于基体内的热导填充物组合而成，该热导填充物包含10至15重量百分比的二氧化硅粉末、20至50重量百分比的氧化铝粉末及15至60重量百分比的人造钻石粉末，其中人造钻石粉末的导热系数最高为2000W/m.K。
2.如权利要求1所述的人造钻石导热膏，其特征在于，该基体为二甲基硅油。
3.如权利要求1所述的人造钻石导热膏，其特征在于，该人造钻石粉末的粒径小于5μ m。
4.一种人造钻石导热膏的制造方法，其特征在于步骤为: (1)制备10至15重量百分比的二氧化硅粉末； (2)制备20至50重量百分比的氧化铝粉末； (3)制备15至60重量百分比的人造钻石粉末； (4)制备10至25重量百分比的二甲基硅油； (5)在25°C至35°C常态温度下将二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油混合； (6)将二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末及二甲基硅油经过均匀搅拌，使二氧化硅粉末、氧化铝粉末、人造钻石粉末均匀混合于二甲基硅油中，形成人造钻石导热膏。
5.如权利要求4所述的人造钻石导热膏的制造方法，其特征在于，该人造钻石粉末的粒径小于5 μ m。
【文档编号】C09K5/08GK103923616SQ201310016155
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2013年1月16日
【发明者】林文俊, 赖荣彬 申请人:富旺精密有限公司