一种可印刷的热相变材料导热胶膜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导热胶膜，特别涉及一种可印刷的热相变材料导热胶膜，可广泛应用于电子元器件导热领域。
【背景技术】
[0002]随着电子、信息、通信工业的飞速发展，电子产品在向短、小、轻、薄发展的同时，电子产品在高功能、高传输速率下工作，各元器件(如CPU等)的工作温度相对大幅升高，电子元器件与整机的发热功率也越来越大。通常，传统电子元器件发热功率较小时，其散热方式主要依靠加装散热片或风扇来提高散热效率。这时，对于接触热阻、扩散热阻等重要因素通常被忽略。然而，随着整机功能及功率的提升，热管理技术的要求相对也越来越苛刻。在电子产品各个元器件由内向外散热途径中，除了要求发热元件本身应具备低热阻特性及充分使用高效率的散热元件之外，还与元件间互联密度、界面接触材料的热传导性能有很大关系。因此，在电子产品元件散热途径中，热界面材料(Thermal Interface Materials:TIM)是决定散热功率高低的关键材料。
[0003]在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将他们直接安装在一起，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积的10%，其余均为空气间隙。因为空气热导率只有0.024W/(m*K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造成散热器的效能低下。使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度低接触热阻，使散热器的作用得到充分地发挥。
[0004]理想的热界面材料应具有的特性是:(I)高导热性；(2)高柔韧性，保证在较低安装压力条件下热界面此材料能够最充分地填充接触表面的空隙，保证热界面材料与接触面间的接触热阻很小；(3)绝缘性；(4)安装简便并具可拆性；(5)适用性广，既能被用来填充小空隙，也能填充大缝隙。
[0005]随着微电子产品对安全散热的要求越来越高，热界面材料也在不断的发展。导热脂是最早的一种热界面材料，曾经被广泛使用。但因其操作使用难度大、长期使用易失效等缺点，目前己经逐步让位于其它新型的热界面材料。
[0006]相变型导热界面材料是在上世纪80年代开始发展，因为其具备良好的散热性与工艺性，从90年代开始迅速发展为一种重要的热界面材料。相变型导热界面材料融合了导热胶粘剂与导热脂的优点，在达到相变化温度前，其特性与导热胶粘剂类似，具有较高的粘性而且不会像导热脂在扣压时有溢出等问题，可直接粘贴在散热片或晶片上方。当晶片工作温度超过相变温度时，部分界面材料由固体变成液态，特性上与导热脂类似，具有较强的流动性，更容易填补界面间的孔隙，使得面结合紧密性变好，降低热阻。
[0007]但是，相变型热界面材料相变温度之上具备高流动性的特性，同样也会导致工作过程中溢出的问题；另外，相变型热界面材料本身不具备很强的粘结特性，使用过程中需要外力夹合装置，导致成本增加，限制了热相变界面材料的使用范围。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是为了普通导热胶/热相变界面材料的不足，提供一种可印刷的热相变材料导热胶膜，兼具导热胶与相变热界面材料特点。
[0009]本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案:一种可印刷的热相变材料导热胶膜，包括轻剥离力离型膜、压敏型导热胶、相变型导热胶、重剥离力离型膜，重剥离力离型膜离型面与轻剥离力离型膜之间印刷有压敏型导热胶与相变型导热胶组成的导热胶膜，在一个印刷单元中，相变型导热胶填充于轻剥离力离型膜、压敏型导热胶与重剥离力离型膜围成的密闭空间内。
[0010]所述轻剥离力离型膜剥离力为5~20g.πΓ2，基材为聚酯膜，基材厚度为6~25微米，离型剂为硅油。
[0011]所述重剥离力离型膜剥离力为50~100g.πΓ2，基材为聚酯膜，基材厚度为12~50微米，离型剂为硅油。
[0012]所述压敏型导热胶为填充有导热填料的丙烯酸压敏胶、聚氨酯压敏胶、有机硅压敏胶中的一种，所述导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锌、石英粉及碳纳米管中的一种或几种的混合物。
[0013]进一步的，所述压敏型导热胶中还含有后固化剂微胶囊，环氧树脂微胶囊、氨基树脂微胶囊、HDI微胶囊中的一种或多种。
[0014]所述相变型导热胶为填充有导热材料的有机型相变材料、无机型相变材料中的一种，相变温度40~70 V，所述导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锌、石英粉及碳纳米管中的一种或几种的混合物。
[0015]本实用新型的优点是:
[0016]1、本实用新型采用两种热界面材料组成导热胶膜，兼具相变型热界面材料与胶粘剂型热界面材料优点。
[0017]2、本实用新型中相变型导热材料在高温时转变为液态，具备热容效果，增加导热效率；压敏型导热胶具备初始粘结效果，同时压敏型导热胶组成的边框阻止了液态的相变材料流动溢出。
[0018]3、本实用新型中压敏型导热胶中添加有后固化剂微胶囊，在工作温度高温条件下，微胶囊破裂，固化剂与压敏胶反应，增加体系交联，并能增强压敏胶与粘结基材的粘结强度，可无需夹具实现安装。
[0019]4、本实用新型中压敏型导热胶与相变型导热胶在溶剂稀释或适当温度条件下具有较好的流动性，可利用印刷工艺生产，方法简单易行。
[0020]5、本实用新型中印刷单元形状、大小可调，导热胶膜中可同时具备多个导热单元，方便模切。
【附图说明】
[0021]图1是可印刷的热相变材料导热胶膜印刷单元破剖面图。
[0022]图2是可印刷的热相变材料导热胶膜去离型膜后的印刷单元平面图。
[0023]图3是可印刷的热相变材料导热胶膜去离型膜后的多印刷单元平面图。
[0024]以上附图中:1、轻剥离力离型膜；2、相变型导热胶；3、压敏型导热胶；4、重剥离力离型膜。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0026]如附图1所述的本实用新型的一种可印刷的热相变材料导热胶膜，包括轻剥离力离型膜1、相变型导热胶2、压敏型导热胶3、重剥离力离型膜4，重剥离力离型膜4离型面与轻剥离力离型膜I之间印刷有压敏型导热胶3与相变型导热胶2组成的导热胶膜；如图2所示，在一个印刷单元中，相变型导热胶2填充于轻剥离力离型膜1、压敏型导热胶3与重剥离力离型膜4围成的密闭空间内。
[0027]可印刷的热相变材料导热胶膜的制备主要是印刷及复合设备来进行的，其制备过程为:
[0028]步骤一、在重离型力离型膜上印刷相变型导热胶与压敏型导热胶组成的图案；
[0029]步骤二、在烘道中烘干溶剂；
[0030]步骤三、在复合辊处与轻离型力离型膜复合，即得到热相变材料导热胶膜。
[0031]使用过程中，根据需要模切成各种大小规格，贴合在需要导热的两个界面之间，方便使用。
[0032]储存温度需在相变型导热胶相变温度以下。
【主权项】
1.一种可印刷的热相变材料导热胶膜，其特征在于该导热胶膜包括轻剥离力离型膜、压敏型导热胶、相变型导热胶、重剥离力离型膜，重剥离力离型膜离型面与轻剥离力离型膜之间印刷有压敏型导热胶与相变型导热胶组成的导热胶膜，在一个印刷单元中，相变型导热胶填充于轻剥离力离型膜、压敏型导热胶与重剥离力离型膜围成的密闭空间内。
2.根据权利要求1所述一种可印刷的热相变材料导热胶膜，其特征在于轻剥离力离型膜剥离力为5~20g.m_2，基材为聚酯膜，基材厚度为6~25微米，离型剂为硅油。
3.根据权利要求1所述一种可印刷的热相变材料导热胶膜，其特征在于重剥离力离型膜剥离力为50~100g.m_2，基材为聚酯膜，基材厚度为12~50微米，离型剂为硅油。
4.根据权利要求1所述一种可印刷的热相变材料导热胶膜，其特征在于压敏型导热胶为填充有导热填料的丙烯酸压敏胶、聚氨酯压敏胶、有机硅压敏胶中的一种。
5.根据权利要求1所述一种可印刷的热相变材料导热胶膜，其特征在于相变型导热胶为填充有导热材料的有机型相变材料、无机型相变材料中的一种，相变温度40~70°C。
【专利摘要】一种可印刷的热相变材料导热胶膜，采用两种热界面材料组成导热胶膜，兼具相变型热界面材料与胶粘剂型热界面材料优点。相变型导热材料在高温时转变为液态，具备热容效果，增加导热效率；压敏型导热胶具备初始粘结效果，同时压敏型导热胶组成的边框阻止了液态的相变材料流动溢出。压敏型导热胶中添加有后固化剂微胶囊，在工作温度高温条件下，微胶囊破裂，固化剂与压敏胶反应，增加体系交联，并能增强压敏胶与粘结基材的粘结强度，可无需夹具实现安装。压敏型导热胶与相变型导热胶在溶剂稀释或适当温度条件下具有较好的流动性，可利用印刷工艺生产，方法简单易行。印刷单元形状、大小可调，导热胶膜中可同时具备多个导热单元，方便模切。
【IPC分类】C09J133-00, C09J11-04, B32B7-12, C09J175-04, C09J11-00, C09J183-04, B32B27-36, B32B7-06, C09J7-02, C09K5-06
【公开号】CN204529729
【申请号】CN201420842083
【发明人】王传广, 徐杰
【申请人】王传广, 徐杰
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2014年12月28日