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TWI856288B - 導熱膏的製造方法 - Google Patents

導熱膏的製造方法 Download PDF

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Abstract

一種導熱膏的製造方法。此製造方法包含：提供一基底材料；將一金屬材料加熱至液態，以產生一液態化金屬材料；將液態化金屬材料過篩以產生一金屬粉末材料；在金屬粉末材料中加入一分散劑並進行混合以產生一混合粉末材料；以及將混合粉末材料與基底材料混合。

Description

導熱膏的製造方法
本案係關於一種導熱膏的製造方法。
隨著晶片和電子零組件體積不斷縮小，散熱問題已成為電子裝置的重要課題。
目前常見的散熱技術利用熱傳導方式將電子元件運作過程產生的高熱傳遞至金屬散熱片進行排除。為了避免金屬散熱片與電子元件之接合處產生空氣間隙影響散熱效果，通常會填入導熱膏避免空氣間隙產生。
由於導熱膏是以矽酮樹脂為主要材料，其導熱能力有限。為了提升導熱膏的導熱能力，市面上出現了以液態金屬材料為主要成分的液態金屬導熱膏，利用液態金屬相變吸熱的特性提升其散熱效率。不過，此等液態金屬導熱膏的價格高昂，且不易均勻塗佈於接合面。
本案提供一種導熱膏的製造方法。此製造方法包含：提供一基底材料；將一金屬材料加熱至液態，以產生一液態化金屬材料；將液態化金屬材料過篩以產生一金屬粉末材料；在金屬粉末材料中加入一分散劑並進行混合以產生一混合粉末材料；以及將混合粉末材料與基底材料混合。
透過本案所提供之導熱膏的製造方法，可在導熱膏的基底材料內均勻混合低熔點金屬粉末，以提昇導熱膏的整體導熱能力，同時方便塗佈使用。此外，由於此導熱膏是以非金屬之基底材料為主成分，可確保導熱膏的絕緣性。
下面將結合示意圖對本案的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本案的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本案實施例的目的。
第一圖係依據本案一實施例所提供之導熱膏製造方法之流程圖。
首先，如步驟S110所述，提供一基底材料。一實施例中，基底材料係由一矽酮材料以及一溶劑構成。一實施例中，基底材料係由一矽酮材料、一導熱粒子材料以及一溶劑構成。此導熱粒子材料是用來提升熱傳導效果的添加劑。舉例來說，此導熱粒子材料可以是氮化鋁、氮化硼、氧化鋁、氧化銅等。
隨後，如步驟S120所述，將一金屬材料加熱至液態，以產生一液態化金屬材料。金屬材料是熔點低於攝氏300度的金屬材料。一實施例中，金屬材料係選自由一鎵銦錫(Ga-In-Sn)合金材料、一銦錫(In-Sn)合金材料、一鎵鋁(Ga-Al)合金材料、一鎵鉍(Ga-Bi)合金材料、一鎵錫(Ga-Sn)合金材料以及一鎵銦(Ga-In)合金材料構成之群組。
如步驟S140所述，將液態化金屬材料過篩以產生一金屬粉末材料。一實施例中，將液態化金屬材料過篩之步驟係利用一篩網將液態化金屬材料過篩，並將過篩後的液態化金屬材料冷卻，以產生金屬粉末材料。此篩網可以是一不鏽鋼篩網。
一實施例中，步驟140中所使用之篩網之目數(mesh)係介於300至1000，產生粒徑大致介於30至40微米的金屬粉末，以確保液態化金屬材料可以順利過篩，同時避免過篩後產生之金屬粉末材料的粒徑過大影響導熱膏的熱傳效果。
如步驟S150所述，對金屬粉末材料進行一表面電漿處理。此步驟可有效去除金屬粉末所帶的靜電，防止金屬粉末互相連結成塊。
如步驟S160所述，在金屬粉末材料中加入一分散劑並進行混合以產生一混合粉末材料。
一實施例中，此分散劑係一層狀矽酸鹽黏土材料。層狀矽酸鹽黏土材料可填充於金屬粉末之間，防止金屬粉末接觸連結成塊。一實施例中，此分散劑係一氟樹脂材料。氟樹脂材料可降低金屬粉末材料間之表面張力，防止金屬粉末連結成塊。由於層狀矽酸鹽黏土材料與氟樹脂材料防止金屬粉末連接成塊的機制不同，一實施例中，可在金屬粉末材料中同時混入層狀矽酸鹽黏土材料以及氟樹脂材料作為分散劑，以避免金屬粉末連結成塊。
前述在金屬粉末材料中加入分散劑並進行混合之步驟包含對金屬粉末材料與分散劑進行研磨混合。舉例來說，可使用球磨機、滾輪研磨機等可用於混合的設備對金屬粉末材料與分散劑進行研磨混合。
如步驟S180所述，將混合粉末材料與基底材料混合。一實施例中，前述將混合粉末材料與基底材料混合之步驟包含對混合粉末材料與基底材料進行研磨混合。舉例來說，可使用球磨機、滾輪研磨機等可用於混合的設備對金屬粉末材料與分散劑進行研磨混合。
第二圖係依據本案另一實施例所提供之導熱膏製造方法之流程圖。
本實施例與第一圖之實施例的主要差異在於，本實施例省略了第一圖之導熱膏製造方法中的步驟S150。本實施例之導熱膏製造方法在將液態化金屬材料過篩產生金屬粉末材料之步驟(即圖中步驟S240)後，直接在金屬粉末材料中加入分散劑並進行混合以產生混合粉末材料(即圖中步驟S260)。
本實施例之其他步驟，如步驟S210、S220以及S280相似於第一圖之實施例的步驟S110、S120以及S180，在此不予贅述。
下表列舉三種不同配方的導熱膏之導熱值(thermal conductivity,K)的改善情況。這三種配方所添加的鎵銦錫合金為品牌名Galinstan的鎵銦錫共晶合金，表中以重量百分比呈現三種配方的差異。這三種配方的導熱膏都是以第一圖之導熱膏製造方法所製造。
Figure 111105963-A0305-02-0007-1
如表中所示，由於本案所提供之導熱膏的製造方法可以有效地製造金屬材料（如表中的鎵銦錫合金）的金屬粉末材料，並將其均勻混合至矽酮樹脂內，因此，隨著鎵銦錫合金的比例增加，導熱膏材料整體的導熱值也會有明顯的提升。
透過本案所提供之導熱膏的製造方法，可在導熱膏的基底材料內均勻混合低熔點金屬粉末，以提昇導熱膏的整體導熱能力，同時方便塗佈使用。此外，由於此導熱膏是以非金屬之基底材料為主成分，可確保導熱膏的絕緣性。
上述僅為本案較佳之實施例而已，並不對本案進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本案的技術手段的範圍內，對本案揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本案的技術手段的內容，仍屬於本案的保護範圍之內。
S110,S120,S140,S150,S160,S180,S210,S220,S240,S260,S280:步驟
第一圖係依據本案一實施例所提供之導熱膏製造方法之流程圖；以及 第二圖係依據本案另一實施例所提供之導熱膏製造方法之流程圖。
S110,S120,S140,S150,S160,S180:步驟

Claims (5)

  1. 一種導熱膏的製造方法，包含：提供一基底材料；將一金屬材料加熱至液態，以產生一液態化金屬材料；將該液態化金屬材料過篩以產生一金屬粉末材料；在該金屬粉末材料中加入一分散劑並進行混合以產生一混合粉末材料；以及將該混合粉末材料與該基底材料混合，其中，該金屬材料係選自由一鎵銦錫合金材料、一銦錫合金材料、一鎵鋁合金材料、一鎵鉍合金材料、一鎵錫合金材料以及一鎵銦合金材料構成之群組，將該液態化金屬材料過篩之步驟係利用一篩網將該液態化金屬材料過篩，該篩網之目數(mesh)介於300至1000，過篩後產生粒徑大致介於30至40微米的金屬粉末材料，其中，該基底材料係由一矽酮材料以及一溶劑構成，該分散劑係一層狀矽酸鹽黏土材料或一氟樹脂材料。
  2. 如請求項1所述之導熱膏的製造方法，其中，在該金屬粉末材料中加入該分散劑並進行混合之步驟前，更包括對該金屬粉末材料進行一表面電漿處理。
  3. 如請求項1所述之導熱膏的製造方法，其中，在該金屬粉末材料中加入該分散劑並進行混合之步驟包含對該金屬粉末材料與該層狀矽酸鹽黏土材料進行研磨混合。
  4. 如請求項1所述之導熱膏的製造方法，其中，將該混合粉末材料與該基底材料混合之步驟包含對該混合粉末材料與該基底材料進行研磨混合。
  5. 如請求項1所述之導熱膏的製造方法，其中，該基底材料還包括一導熱粒子材料。
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