一种导热界面材料的制作方法及导热界面结构与流程

1.本发明涉及导热复合材料制作方法技术领域，尤其涉及一种导热界面材料的制作方法及导热界面结构。


背景技术：

2.导热界面材料，常见为软体或膏状体形态，主要用来填充发热源(面)与散热器(面)之间的间隙，起到增加有效接触面积，降低接触热阻的作用。现有导热界面材料的制作方法，一般是在性能稳定的基材中——如硅胶或硅油等，填充以一定含量和比例的高导热材料制成的粉体——如氧化铝粉末、碳化硅粉末、氮化铝粉末等，再配以辅剂和助剂，经过物理和或化学反应成型而得到。
3.现有导热界面材料一般通过增加导热粉体填充含量、优化粉体比例或者改变粉体粒径的方法提高材料导热系数，在制作过程中，导热粉体形状不规则，且是无需填充的状态，颗粒与颗粒之间不可避免的被导热系数较低的基材填充，影响最终材料导热系数的提升，且材料导热同性，无法实现材料特定方向的导热性能提升。
4.在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.现有导热界面材料的导热粉体形状不规则，导热粉体间填充较多基材，影响导热性能。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种导热界面材料的制作方法及导热界面结构，以解决现有技术中存在的现有导热界面材料的导热粉体形状不规则，导热粉体间填充较多基材，影响导热性能的技术问题。
7.本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
9.本发明提供的一种导热界面材料的制作方法，所述导热界面材料包括导热填充料和基材混合料原材；该制作方法包括以下步骤：
10.s100、选择所述导热填充料；
11.s200、对所述导热填充料充电荷，使所述导热填充料带有静电荷；
12.s300、对所述基材混合料原材施加可变电场；
13.s400、将所述导热填充料与所述基材混合料原材进行混合，形成材料胚体；
14.s500、对所述材料胚体加工处理制成成品。
15.优选的，当所述s200、s300步骤中的所述导热填充料为磁性导热粒子时，所述s200、s300步骤分别替换为或增加如下步骤：
16.s200'、对所述导热填充料进行充磁，使所述导热填充料带有磁性；
17.s300'、对所述基材混合料原材施加可变磁场。
18.优选的，所述s300具体包括如下步骤：
19.s310、所述电场能够通过电场器调节方向、强度，所述电场器能够修正所述导热填充料的排序方向、位置。
20.优选的，所述s300'具体包括如下步骤：
21.s310'、所述磁场能够通过磁场仪调节方向、强度，所述磁场仪能够修正所述导热填充料的排序方向、位置。
22.优选的，所述s500具体包括如下步骤：
23.s510、将所述材料胚体进行抽真空，去除或减少所述材料胚体中的可溢出气体；
24.s520、对所述材料胚体进行硫化，使所述材料胚体成型；
25.s530、对成型的所述材料胚体进行整形及覆膜。
26.优选的，成型的所述材料胚体上覆盖的膜为保护膜；所述保护膜与所述材料胚体相互匹配；所述保护膜附着在所述材料胚体上，在产品使用时去除。
27.优选的，所述s100具体包括：所述导热填充料通过筛粉机筛选出柱状体的所述导热填充料；所述柱状体形状为圆柱体、棱柱体或侧面不规则的长条形结构体；所述柱状体两端为平整面。
28.优选的，所述基材混合料原材为软体材料或液体材料。
29.优选的，所述导热填充料的材质为金属、合金、石墨、氧化铝、碳化硅、氮化铝或其混合物构成的陶瓷。
30.一种导热界面结构，所述导热界面结构采用以上任一所述的一种导热界面材料的制作方法制造而成，包括导热填充部、基材混合部；所述导热界面由所述导热填充部、基材混合部相互混合成型。
31.实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
32.本发明通过对导热填充料充电荷和/或充磁，并在基材混合料原材分散区域施加电场和/或磁场，使导热填充料在电场和/或磁场内发生方向、位置的变化，进行紧凑的排序，只填充少量基材混合料原材，提高导热性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
34.图1是本发明导热界面材料的制作方法实施例的充电荷方案流程示意图；
35.图2是本发明导热界面材料的制作方法实施例的充磁方案流程示意图；
36.图3是本发明导热界面材料的制作方法实施例的即充电荷又充磁的方案流程示意图；
37.图4是本发明导热界面材料的制作方法实施例的材料胚体加工流程示意图；
38.图5是本发明导热界面结构实施例的结构示意图；
39.图6是图5中a部分的放大示意图。
40.图中：1、导热填充料；2、基材混合料原材；3、材料胚体。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
44.实施例一：
45.如图1-6所示，本发明提供了一种导热界面材料的制作方法，导热界面材料包括导热填充料1和基材混合料原材2；该制作方法包括以下步骤：
46.s100、选择导热填充料1；
47.s200、对导热填充料1充电荷，使导热填充料1带有静电荷；
48.s300、对基材混合料原材2施加可变电场；
49.s400、将导热填充料1与基材混合料原材2进行混合，形成材料胚体3；
50.s500、对材料胚体3加工处理制成成品。
51.具体的，选择导热系数高的导热填充料1，保证导热界面具有良好的导热性，筛选柱状体的导热填充料1，便于对导热填充料1进行排序。导热填充料1无论是普通导热粒子还是磁性导热粒子，均可以进行充电荷，使导热填充料1带有静电荷，便于与基材混合料原材2分散区域施加的电场发生反应，当导热填充料1与基材混合料原材2进行混合时，导热填充料1在电场的作用下进行排序，相邻的导热填充料1之间具有较小的间隙，用于填充基材混合料原材2，导热填充料1排序紧凑，是为了使相邻的导热填充料1之间填充入较少的基材混合料原材2，使导热界面不会因为基材混合料原材2的导热系数较低，而导热填充料1间隙中较多基材混合料原材2影响导热界面的系数。导热填充料1排序好后，间隙中填充基材混合料原材2形成材料胚体3，对材料胚体3进行硫化，固定导热填充料1和基材混合料原材2，能够形成裸材，最后对裸材整形和覆膜，制成完整的导热界面。本发明通过对导热填充料1充电荷和/或充磁，并在基材混合料原材2分散区域施加电场和/或磁场，使导热填充料1在电场和/或磁场内发生方向、位置的变化，进行紧凑的排序，只填充少量基材混合料原材2，提
高导热性。
52.作为可选的实施方式，如图1-3所示，当s200、s300步骤中的导热填充料1为磁性导热粒子时，s200、s300步骤分别替换为或增加如下步骤：
53.s200'、对导热填充料1进行充磁，使导热填充料1带有磁性；
54.s300'、对基材混合料原材2施加可变磁场。
55.具体的，当导热填充料1为磁性导热粒子时，可以对导热填充料1进行充磁，同时它本身也能够充电荷，但是当导热填充料1为普通导热粒子时，导热填充料1只能够进行充电荷。导热填充料1进行充电荷和充磁要根据实际情况和实际需求来确定，当导热填充料1为普通导热粒子时，对导热填充料1进行充电荷，使导热填充料1带有静电荷；当导热填充料1为磁性导热粒子时，对导热填充料1进行充磁，使导热填充料1带有磁性，或者对导热填充料1同时进行充电荷和充磁，使导热填充料1即带静电荷，也带磁性。相应的，对导热填充料1充电荷，就对基材混合料原材2施加电场；对导热填充料1充磁，就对基材混合料原材2施加磁场；对导热填充料1充电荷和充磁，就对基材混合料原材2施加电场和磁场。电场和磁场施加在基材混合料原材2的分散区域。
56.作为可选的实施方式，如图5-6所示，s300具体包括如下步骤：
57.s310、电场能够通过电场器调节方向、强度，电场器能够修正导热填充料1的排序方向、位置。具体的，电场器根据需求来调整电场的方向、强度，由于导热填充料1上带有静电荷，并且导热填充料1为柱状体，导热填充料1与不同电场的方向、强度发生不同的反应，导热填充料1在电场区域内，因不同方向、强度的电场会发生位置和方向的变化，进行不同的排序。导热填充料1的排序方式优选为，导热填充料1在基材混合料原材2中排列至少一层或者一层以上的多层结构，每一层内，各个柱状体的导热填充料1平行排列；上一层与下一层内对应位置的柱状体导热填充料1端面抵接，上一层的导热填充料1的尾端面与下一层导热填充料1的首端面进行收尾相连，各个导热填充料1的侧面之间填充基材混合料原材2。排序是为了使导热填充料1紧凑，导热填充料1的间隙之间不能填充太多的基材混合料原材2，不会因为基材混合料原材2的低导热系数而影响导热界面的导热性，也是为了使导热填充料1均匀分布，导热界面上的导热性能够均匀。
58.作为可选的实施方式，如图5-6所示，s300'具体包括如下步骤：
59.s310'、磁场能够通过磁场仪调节方向、强度，磁场仪能够修正导热填充料1的排序方向、位置。具体的，磁场仪根据需求来调整磁场的方向、强度，由于导热填充料1上带有磁性，并且导热填充料1为柱状体，导热填充料1与不同磁场的方向、强度发生不同的反应，导热填充料1在磁场区域内，因不同方向、强度的磁场会发生位置和方向的变化，进行不同的排序。导热填充料1的排序方式优选为，导热填充料1在基材混合料原材2中排列至少一层或者一层以上的多层结构，每一层内，各个柱状体的导热填充料1平行排列；上一层与下一层内对应位置的柱状体导热填充料1端面抵接，上一层的导热填充料1的尾端面与下一层导热填充料1的首端面进行收尾相连，各个导热填充料1的侧面之间填充基材混合料原材2。排序是为了使导热填充料1紧凑，导热填充料1的间隙之间不能填充太多的基材混合料原材2，不会因为基材混合料原材2的低导热系数而影响导热界面的导热性，也是为了使导热填充料1均匀分布，导热界面上的导热性能够均匀。
60.作为可选的实施方式，如图4所示，s500具体包括如下步骤：
61.s510、将材料胚体进行抽真空，去除或减少材料胚体中的可溢出气体；
62.s520、对材料胚体3进行硫化，使材料胚体3成型；
63.s530、对成型的材料胚体3进行整形及覆膜。
64.具体的，对材料胚体进行抽真空，去除材料胚体中的可溢出气体，防止材料中产生气泡，保证导热界面结构的导热性，在专门设备(提供一定压力和一定温度的环境，典型设备有隧道炉、烤箱、油压机等)中对材料胚体进行硫化反应(硫化反应是材料胚体自身在一定环境下发生的物理化学反应)制成导热界面的裸材，将裸材进行整形，修改裸材的形状和尺寸，可以根据需求任意修改，然后在导热界面的裸材上覆盖一层保护膜，用于保护导热界面。
65.作为可选的实施方式，如图4所示，成型的材料胚体3上覆盖的膜为保护膜，成型的材料胚体3为导热界面，导热界面上覆保护膜能够增加使用寿命，保护导热界面结构自身的粘性不被损坏。保护膜与材料胚体3相互匹配，能够对导热界面进行全面覆盖，不会出现遗漏或多出的现象。保护膜附着在材料胚体3上，在产品使用时去除，使导热界面结构能够进行粘接。
66.作为可选的实施方式，s100具体包括：导热填充料1通过筛粉机筛选出柱状体的导热填充料1，为导热填充料1排序提供良好的基础，柱状体的排序方式能够更加的多样且明了，排序后导热填充料1之间的间隙相对较小，并且导热填充料1均为柱状体，在排序后，能够分布的更加均匀，能够保证导热界面导热的稳定性，不会出现不同地方的导热效果不同的情况。柱状体形状为圆柱体、棱柱体或侧面不规则的长条形结构体，便于实现导热填充料1的排序，且长条形的柱状体紧靠时间隙较小，不会填充太多的基材混合料原材2，保证了导热界面的导热性。柱状体两端为平整面，便于导热填充料1排序时能够上下重叠，上下重叠时间隙较小，能够减少基材混合料原材2的填充量，保证导热界面的导热性。
67.作为可选的实施方式，基材混合料原材2为软体材料或液体材料。具体的，基材混合料原材2为软体材料，在导热填充料1之间通过力的挤压作用，能够任意改变形状，可以较好的填充在导热填充料1之间，并且能够保证导热界面的柔软性，便于导热界面的收纳存放。基材混合料原材2为液体材料，在导热填充料1的间隙之间可以任意填充，同时填充较紧密，不会有剩余缝隙，使结构稳定性较好。
68.作为可选的实施方式，导热填充料1的材质为金属、合金、石墨、氧化铝、碳化硅、氮化铝或其混合物构成的陶瓷。具体的，金属导热包括电子和原子两部分贡献，金属导热率主要包括原子晶格的贡献加上电子集体的贡献，此外电子自旋相互作用同样会贡献导热，原子震动对导热率贡献是最大的，金、银、铜、铝的电子数目多，相对其他金属导热性要好。合金的导热性低于任一组分金属，可以制造高热阻材料。石墨的导热性高，在极高的温度下，石墨甚至趋于绝热状态，导热性不会随着温度升高而降低。氧化铝导热性好，耐高温，硬度高，尺寸稳定性好，极好分散。碳化硅导热性能好，硬度高，热膨胀系数小，耐磨性好。氮化铝具有高导热性，热膨胀系数小，耐高温。陶瓷具有较高的熔点，耐高温，导热性好，陶瓷的线膨胀系数比金属低，温度变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性，同时混合物构成的陶瓷能够充分发挥各个填充料的优点，尽可能提高导热填充料1的导热性。
69.实施例二：
70.如图5-6所示，一种导热界面结构，导热界面结构采用以上任一所述的一种导热界
面材料的制作方法制造而成，包括导热填充部、基材混合部；导热界面由所述导热填充部、基材混合部相互混合成型。具体的，导热填充部是由导热填充料1组成，基材混合部是由基材混合料原材2组成，导热填充料1、基材混合料原材2混合，基材混合料原材2位于导热填充料1的导热粒子缝隙之间。由于基材混合部的基材混合料原材2为软体材料，使导热界面也是软体材料，导热界面中均匀分布有基材混合料原材2，使导热界面能够折叠，便于导热界面的储存与运输。本发明中由于导热界面的导热填充部分布均匀，基材混合部的基材混合料原材2在导热界面中的占比较少，提高了导热界面的导热性。
71.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。