一种液态金属导热材料及其涂层与制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种液态金属导热材料及其涂层与制备方法和应用，属于材料技术领域。按质量百分数计，该液态金属导热材料的制备原料包括0.5

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属导热材料及其涂层与制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料
，具体而言，涉及一种液态金属导热材料及其涂层与制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着科技的不断进步，电子元器件和电子设备向小型化和微型化方向发展，但其因为散热问题带来的负面影响也随之日益严重，散热设计已成为现代电子电器行业的重要组成部分。
[0003]目前，常规的散热方式是通过金属导热片进行散热，但此方式不能在较低成本的条件下获得良好的导热性能。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种液态金属导热材料，其具有较高的导热性能且制备成本较低。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种上述液态金属导热材料的制备方法。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种由上述液态金属导热材料制备得到的金属导热材料涂层。
[0008]本专利技术的目的之四在于提供一种上述金属导热材料涂层的制备方法。
[0009]本专利技术的目的之五在于提供一种含有上述金属导热材料涂层的电子元器件。
[0010]本申请可这样实现：
[0011]第一方面，本申请提供一种液态金属导热材料，按质量百分数计，其制备原料包括0.5
‑
10％的Ga、50
‑
70％的In、20
‑
40％的Bi以及5
‑
25％的Sn。
[0012]在可选的实施方式中，制备原料包括0.5
‑
10％的Ga、55.8
‑
65.3％的In、22
‑
25％的Bi以及9.7
‑
12.2％的Sn。
[0013]在可选的实施方式中，提供Ga的镓源、提供In的铟源、提供Bi的铋源以及提供Sn的锡源均独立为粒径为3
‑
8mm的粉末物料。
[0014]第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的液态金属导热材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料进行液化。
[0015]在可选的实施方式中，液化包括以下特征中的至少一种：
[0016]特征一：液化是于真空条件下进行；
[0017]特征二：液化温度为300
‑
500℃；
[0018]特征三：液化时间为1.5
‑
2.5h。
[0019]第三方面，本申请提供一种金属导热材料涂层，经前述实施方式任一项的液态金属导热材料喷涂后形成。
[0020]在可选的实施方式中，金属导热材料涂层的厚度可以为5
‑
20μm。
[0021]第四方面，本申请提供如前述实施方式的金属导热材料涂层的制备方法，包括以下步骤：将前述实施方式任一项的液态金属导热材料喷涂于待喷涂物料的表面，冷却成型。
[0022]在可选的实施方式中，液态金属导热材料在从喷嘴喷出之前始终保持液态；且，液态金属导热材料在从喷嘴喷出之后呈粘稠的膏体状态。
[0023]在可选的实施方式中，膏体状态的金属导热材料中同时含有In的氧化物、Sn的氧化物和Bi的氧化物。
[0024]在可选的实施方式中，In的氧化物、Sn的氧化物和Bi的氧化物的总量占膏体状态的金属导热材料的4
‑
6wt％。
[0025]在可选的实施方式中，In的氧化物包括In2O3，Sn的氧化物包括SnO2，Bi的氧化物包括Bi2O3。
[0026]在可选的实施方式中，喷涂速度为150
‑
250mm/s；和/或，喷涂距离为25
‑
35cm。
[0027]第五方面，本申请提供一种电子元器件，其包括散热模组以及发热源，散热模组与发热源的接触面具有前述实施方式的金属导热材料涂层。
[0028]本申请的有益效果包括：
[0029]本申请将液态金属导热材料的制备原料中的In、Bi、Sn和Ga按特定配比制备，能够使其具有良好浸润性能并有利于发挥良好的导热及散热效果。通过喷涂的方式将上述液态金属导热材料制备成金属导热材料涂层，不仅制备成本较低，易操作，而且所得的涂层表面光滑平整、导热系数较高、热阻较小，并且该方式制备的涂层与散热模组与发热源之间均具有较好的结合力，进而可提高散热模组与发热源之间的粘结力，延长相应产品的使用寿命。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0031]图1为本申请实施例1提供的喷涂后的涂层照片。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0033]下面对本申请提供的液态金属导热材料及其涂层与制备方法和应用进行具体说明。
[0034]本申请提出一种液态金属导热材料，按质量百分数计，其制备原料包括0.5
‑
10％的Ga、50
‑
70％的In、20
‑
40％的Bi以及5
‑
25％的Sn。
[0035]Ga对金属或者Si具有强浸润性，通过将In、Bi、Sn与Ga共同配合，能够较仅含In、Bi和Sn的导热材料具有更好的浸润能力，更有利于发挥良好的导热及散热效果。
[0036]示例性地，Ga在上述制备原料中的质量百分数可以为0.5％、1％、1.5％、2％、
2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％等，也可以为0.5
‑
10％范围内的其它任意值。
[0037]需说明的是，若制备原料中Ga的质量分数低于0.5％，会使得液态金属导热材料的浸润性以及导热性均不理想；若制备原料中Ga的质量分数超过10％(如达到45％以上)，容易影响材料的柔韧性，使涂覆层表面变脆容易开裂。此外，Ga原子半径小，与金属的润湿性好，若Ga的用量过多，会使其渗入到如Cu、Al等金属中将其原子键破坏，生成金属间化合物，将其腐蚀。
[0038]In在上述制备原料中的质量百分数可以为50％、52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％或70％等，也可以为50
‑
70％范围内的其它任意值。优选地，In在制备原料中的质量百分数可以为55.8
‑
65.3％。
[0039]需说明的是，若制备原料中In的质量分数低于50％，会降低材料的延展性；若制备原料中In的质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态金属导热材料，其特征在于，按质量百分数计，所述液态金属导热材料的制备原料包括0.5
‑
10％的Ga、50
‑
70％的In、20
‑
40％的Bi以及5
‑
25％的Sn。2.根据权利要求1所述的液态金属导热材料，其特征在于，所述制备原料包括0.5
‑
10％的Ga、55.8
‑
65.3％的In、22
‑
25％的Bi以及9.7
‑
12.2％的Sn。3.根据权利要求1或2所述的液态金属导热材料，其特征在于，提供Ga的镓源、提供In的铟源、提供Bi的铋源以及提供Sn的锡源均独立为粒径为3
‑
8mm的粉末物料。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的液态金属导热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述制备原料进行液化；优选地，液化包括以下特征中的至少一种：特征一：液化是于真空条件下进行；特征二：液化温度为300
‑
500℃；特征三：液化时间为1.5
‑
2.5h。5.一种金属导热材料涂层，其特征在于，经权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉楠，曹勇，孙爱祥，杨健虹，窦兰月，周晓燕，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：