多层复合导热片及其制备方法和应用与流程

本申请涉及导热材料，且特别涉及一种多层复合导热片及其制备方法和应用。

背景技术：

1、液态金属作为一种新型导热界面材料，因其热阻低、导热率高而被用于解决电子器件的散热问题。由于液态金属具有流动性，目前在应用过程中都存在泄露的问题。虽然在电子器件(如芯片)周围设置一圈泡棉进行围堵的方法能够一定程度上防止液态金属外溢导致的短路风险，但这种方法一方面增加了额外的成本、占用了相当大的体积，另一方面由于泡棉与芯片表面之间存在缝隙而不能完全阻挡液态金属外溢，仍可能导致液态金属相变熔化后出现空洞、垂流等问题，从而极大地影响产品的导热性能。

2、现有研究通过将液态金属喷涂在铟层表面制成多层结构的导热片，可一定程度解决上述液态金属泄露的问题，但通常结构较为复杂，多层结构的设置反而增大了接触热阻，整体产品的导热性能并未得到有效改善。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种多层复合导热片及其制备方法和应用，在解决液态金属相变后产生泄露、空洞和垂流等问题的同时，提高导热片的导热性能。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种多层复合导热片，包括金属箔片、分别设于金属箔片相对两侧表面的两个过渡层，以及分别设于一过渡层背离金属箔片的表面的两个低温合金层。其中，金属箔片的材质为银、铜、锌、铂中的至少一种，过渡层的材质为铟或锡中的一种，过渡层的厚度为5-13μm。采用gb/t 9286-1998测试标准，过渡层在金属箔片的表面的附着力为0级，即最高级。低温合金层的熔点为30-300℃。

3、本申请通过以金属箔片作为中心基层，在金属箔片表面设置过渡层，并在过渡层表面设置低温合金层，过渡层在低温合金层产生相变熔化时可与液态金属反应迅速形成合金，从而有效克服液态金属泄露、垂流、空洞等问题。并且，通过控制其组成和厚度较薄，附着力为最高级，使其稳定连接金属箔片和低温合金层，可提升过渡层与金属箔片、过渡层和低温合金层之间的附着力，可降低不同材料层之间的接触热阻，保证整体结构的完整性和稳定性。金属箔片、过渡层和低温合金层简单结构的配合使得多层复合导热片具有优异的导热性能，导热系数不低于25w/m·k，热阻不高于0.025cm2·k/w。

4、在本申请的部分实施例中，低温合金层中各组分的质量份数为：in45-70份，bi20-40份，sn 5-20份，ga 0-15份。更为优选地，低温合金层的材质为in51bi30.5sn15.5ga3四元合金。

5、在本申请的部分实施例中，过渡层的厚度为6-8μm。

6、在本申请的部分实施例中，金属箔片的厚度为0.01-0.5mm。

7、在本申请的部分实施例中，低温合金层的厚度为5-40μm。

8、第二方面，本申请实施例提供了上述多层复合导热片的制备方法，包括以下步骤：

9、于金属箔片的相对两表面分别形成过渡层；

10、于每一过渡层背离金属箔片的表面喷涂液态金属，形成低温合金层。

11、在本申请的部分实施例中，步骤“于金属箔片的相对两表面分别形成过渡层”具体包括：

12、采用电镀或磁控溅射的方式于金属箔片的相对两表面分别形成一过渡层。

13、采用电镀或磁控溅射的方式可进一步提升过渡层在金属箔片表面的附着力，使其连接稳定，并使得过渡层致密、均匀，从而有效降低过渡层和金属箔片之间的界面热阻。

14、在本申请的部分实施例中，电镀的步骤具体包括：

15、将金属箔片浸入电镀液中，于金属箔片表面电镀形成过渡层；其中，电镀液中包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

16、第三方面，本申请还提供一种上述多层复合导热片的应用，例如可用于电子元器件散热。

1.一种多层复合导热片，其特征在于，包括金属箔片、分别设于所述金属箔片的相对两表面的两个过渡层，以及分别设于一所述过渡层背离所述金属箔片的表面的两个低温合金层；

2.根据权利要求1所述的多层复合导热片，其特征在于，所述低温合金层中各组分的质量份数为：in 45-70份，bi 20-40份，sn 5-20份，ga 0-15份。

3.根据权利要求2所述的多层复合导热片，其特征在于，低温合金层的材质为in51bi30.5sn15.5ga3四元合金。

4.根据权利要求1所述的多层复合导热片，其特征在于，所述过渡层的厚度为6-8μm。

5.根据权利要求1所述的多层复合导热片，其特征在于，所述金属箔片的厚度为0.01-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的多层复合导热片，其特征在于，所述低温合金层的厚度为5-40μm。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的多层复合导热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤“于所述金属箔片的相对两表面分别形成所述过渡层”包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述电镀的步骤包括：

10.一种如权利要求1至6中任一项所述的多层复合导热片的应用，其特征在于，所述多层复合导热片用于电子元器件散热。