低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜.pdf

本发明公开一种低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜。低温软化导热胶材组成物主要包含有一低温软化胶材与一分散于低温软化胶材内的导热剂。此低温软化胶材是由一液态碳氢增黏剂、一硅油与一聚醋酸乙烯所共同混炼而成。该低温软化导热胶材组成物能应用于发热电子元件与散热器之间作降低热阻抗的填缝热传导界面用，以提升热传效率。

1.  一种低温软化导热胶材组成物，其特征在于，包含有:
一低温软化胶材，其由一液态碳氢增黏剂、一硅油与一聚醋酸乙烯共同混炼而成；以及
一导热剂，其分散于该低温软化胶材内。

2.  根据权利要求1所述的低温软化导热胶材组成物，其特征在于，该聚醋酸乙烯：该硅油：该碳氢增黏剂的重量百分比为75％～85％：1％～5％：10％～15％。

3.  根据权利要求2所述的低温软化导热胶材组成物，其特征在于，该低温软化胶材的软化温度在50～65℃之间。

4.  根据权利要求2所述的低温软化导热胶材组成物，其特征在于，该低温软化胶材与该导热剂的重量百分比为70％～90％：10％～30％。

5.  根据权利要求1所述的低温软化导热胶材组成物，其特征在于，该导热剂的材料是氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨或金属所制成的粒径范围小于1微米的粉末导热剂。

6.  根据权利要求1或4所述的低温软化导热胶材组成物，其特征在于，该低温软化导热胶材组成物的热传导系数为0.5～6W/m-K。

7.  一种以权利要求1所述的低温软化导热胶材组成物所制成的导热薄膜，其特征在于，该导热薄膜的厚度为0.05～1毫米，热传导系数为0.5～6W/m-K，热阻抗值为0.003～0.3℃in²/W5。

8.  一种低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，包含有下列步骤:
步骤S1:将一液态碳氢增黏剂、一硅油与一聚醋酸乙烯共同混炼，以形成一低温软化胶材；以及
步骤S2：添加一导热剂于该低温软化胶材中一起混炼，以制得该低温软化导热胶材。

9.  根据权利要求8所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，该聚醋酸乙烯：该硅油：该碳氢增黏剂的重量百分比为75％～85％：1％～5％：10％～15％。

10.  根据权利要求9所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，该低温软化胶材的软化温度在50～65℃之间。

11.  根据权利要求9所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，该低温软化胶材与该导热剂的重量百分比为70％～90％：10％～30％。

12.  根据权利要求11所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，完成该步骤S2后，更可将该低温软化导热胶材进行延压或涂布，以制成一导热薄膜，该导热薄膜的厚度为0.05～1毫米，热传导系数为0.5～6W/m-K，热阻抗值为0.003～0.3℃in2/W5。

13.  根据权利要求8所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，该导热剂的材料是氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨或金属所制成的粒径范围小于1微米的粉末导热剂。

14.  根据权利要求8或11所述的低温软化导热胶材组成物的制作方法，其特征在于，该低温软化导热胶组成物的热传导系数为0.5～6W/m-K。

低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜
技术领域
本发明涉及一种低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜，特别涉及一种应用于发热电子元件与散热器之间作降低热阻抗值的填缝热传导界面用的低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜。
背景技术
随着电子技术迅速的发展，电子元件的集成程度和组装密度不断提高，导致其发热量急剧增大。高温对电子元件的稳定性、可靠性和寿命产生有害的影响，举例来说，过高的温度会损伤电路的连接界面，增加导体的阻值和造成机械应力损伤。因此如何确保发热电子元件所产生的热量能够实时的排出，己经成为微电子产品系统组装的一技术瓶颈。
解决上述问题的方式之一是采用散热器将发热电子元件所产生的热量排出，但发热电子元件和散热器之间存在极细微的凹凸不平空隙，如果直接安装在一起，两者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。此时因为空气导热系数只有0.025W/(m·K)，是属于热的不良导体，造成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，最终反而造成散热器的效能低下。因此需使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，来排除其中的空气，以在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，大幅度低接触热阻，使散热器的作用得到充分地发挥。
现有的热界面材料主要包含有陶瓷导热胶材、导热垫片、导热膏与低熔点金属导热片等，但此些材料尚无法满足现有电子产品系统，举例来说，陶瓷导热材料容易破碎不利于裁切；导热垫片厚度大，使得自身的热阻值偏高；导热膏因为其为液态或半固态，使用时容易造成电子元件或电路板污染，且高温时有干化以及挥发小分子物质的疑虑；低熔点金属导热片则是会因为受压后外渗，导致性能降低，稳定性差以及无法重复使用等缺失。
因此，在这技术领域中仍存在着对更适当的热界面材料的需求，本发明遂 针对此，提出一种崭新的低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜，以满足此一需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜，该低温软化导热胶材组成物能应用于发热电子元件与散热器之间作为降低热阻抗的填缝热传导界面用，以提升热传效率。
为达上述目的，本发明提供一种低温软化导热胶材组成物，其包含有一低温软化胶材与一分散于低温软化胶材内的导热剂。此低温软化胶材是由一液态碳氢增黏剂(hydrocarbon tackifier resin)、一硅油(silicon oil)与一聚醋酸乙烯(EVA)所共同混炼而成。
其中，该聚醋酸乙烯：该硅油：该碳氢增黏剂的重量百分比为75％～85％：1％～5％：10％～15％。
其中，该低温软化胶材的软化温度在50～65℃之间。
其中，该低温软化胶材与该导热剂的重量百分比为70％～90％：10％～30％。
其中，该导热剂的材料是氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨或金属所制成的粒径范围在次微米或纳米的粉末导热剂，也就是粒径范围小于1微米的粉末导热剂。
其中，该低温软化导热胶材组成物的热传导系数为0.5～6W/m-K。
本发明还提供一种低温软化导热胶材组成物的制作方法，其步骤包含有：步骤S1:将一液态碳氢增黏剂(hydrocarbon tackifier resin)、一硅油(silicon oil)与一聚醋酸乙烯(EVA)共同混炼，以形成一低温软化胶材；以及步骤S1:添加一导热剂于该低温软化胶材中一起混炼，以制得低温软化导热胶材。
其中，该聚醋酸乙烯：该硅油：该碳氢增黏剂的重量百分比为75％～85％：1％～5％：10％～15％。
其中，该低温软化胶材的软化温度在50～65℃之间。
其中，该低温软化胶材与该导热剂的重量百分比为70％～90％：10％～30％。
其中，完成该步骤S2后，更可将该低温软化导热胶材进行延压或涂布，以制成一导热薄膜，该导热薄膜的厚度为0.05～1毫米，热传导系数为0.5～6W/m-K，热阻抗值为0.003～0.3℃in2/W5。
其中，该导热剂的材料是氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨或金属所制成的粒径范围在次微米或纳米的粉末导热剂，也就是粒径范围小于1微米的粉末导热剂。
其中，该低温软化导热胶组成物的热传导系数为0.5～6W/m-K。
此外，本发明的低温软化导热胶材组成物更可制成导热薄膜，即，本发明还提供一种前述低温软化导热胶材组成物所制成的导热薄膜，该导热薄膜的厚度为0.05～1毫米，热传导系数为0.5～6W/m-K，热阻抗值为0.003～0.3℃in2/W5。
本发明提供一种低温软化导热胶材组成物、其制法及其制成的导热薄膜，该低温软化导热胶材组成物具有如下功效：
1)该低温软化导热胶材组成物能应用于发热电子元件与散热器之间作为降低热阻抗的填缝热传导界面用，以提升热传效率。
2)该低温软化导热胶材组成物于发热电子产生50～65℃的温度时产生软化，提升导电胶材的填缝性，以降低发热电子元件与散热器之间的热阻抗值。
3)该低温软化导热胶材组成物的软化温度为50～65℃之间，因此其制品能有效避免存放或运送中产生液化。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的低温软化导热胶材组成物制成导热薄膜的步骤流程示意图。
具体实施方式
底下借由具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、 特点及其所达成的功效。
请参阅图1，其为本发明的低温软化导热胶材组成物的制作流程图。首先，如步骤S1所述，将液态碳氢增黏剂(hydrocarbon tackifier resin)、硅油(silicon oil)与聚醋酸乙烯(EVA)共混炼，以制得一低温软化胶材。上述液态碳氢增黏剂举例来说，如液态直链碳氢树酯。混炼过程以热溶型为主,其中热溶温度可以为80～100℃。
随后，如步骤S2所载，于低温软化胶材内添加适量的导热剂一起混炼，以形成一导热胶材，其中导热剂的材料可以是氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、石墨或金属等所制成粒径范围在次微米或纳米等级的粉末导热剂，也就是粒径范围小于1微米的粉末导热剂。混炼温度为80～100℃。再者，更可如步骤S3所述，将导热胶材延压或涂布制成导热薄膜。上述步骤S2所制得的导热胶材已可使用于发热电子元件与散热器间，作为填缝热传导界面。
本发明是借由硅油调整液态碳氢增黏剂与EVA混炼后的胶体熔点，也就是软化温度，并大幅降低液态碳氢增黏剂与EVA混炼后的胶体的黏度，以供添加更大量的导热粉，来提高导热胶材的热传导系数。因此硅油的比例可视需求适当调整。
举例来说，可采EVA：硅油：碳氢增黏剂之重量百分比为75％～85％：1～5％：10％～15％来进行共同混炼，以获得可作为相变化材料的低温软化胶材。最后采低温软化胶材与导热粉重量百分比为70％～90％：10％～30％来进行混炼，以制得软化温度范围在50～65℃之间的低温软化导热胶材。随后更可将此低温软化导热胶材压延或涂布形成低温软化导热薄膜。当此低温软化导热薄膜的厚度在0.05～1毫米(mm)时，热传导系数在0.5～6W/m-K之间，热阻抗值在0.003～0.3℃in2/W5之间。
本发明所制得的低温软化导热薄膜具有优良的热传效果与低热阻抗值，且软化温度范围在50～65℃之间，最佳温度在55℃。因此当本发明的低温软化导热薄膜设置于发热电子元件和散热器之间作为热传导界面时，当发热电子表面温度上升至50～65℃之间会使得低温软化导热薄膜产生软化，进而提升导电胶材的填缝性，产生良好的填缝效果，并降低发热电子元件与散热器之间的热阻抗值，提升热传效率。此外，本发明的低温软化导热胶材的软化温度范围更可有效避免存放及运送中产生液化。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。