專利名稱：熱界面材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱界面材料及其制備方法，尤其涉及一種基于碳納米管陣列的熱 界面材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體器件集成工藝的快速發(fā)展，半導(dǎo)體器件的集成化程度越來越 高，而器件體積卻變得越來越小，半導(dǎo)體器件集成工藝對散熱的要求也越來越高，從而散熱 已成為一個越來越重要的問題。為了滿足這些需要，各種散熱方式被大量的運用，如利用風(fēng) 扇散熱、水冷輔助散熱和熱管散熱等方式，并取得一定的散熱效果。但由于散熱器與半導(dǎo)體 集成器件的接觸界面并不平整，一般相互接觸的面積不到2%，沒有理想的接觸界面，從根 本上極大地影響了半導(dǎo)體器件向散熱器進(jìn)行熱傳遞的效果，因此確有必要在散熱器與半導(dǎo) 體器件的接觸界面間增加一導(dǎo)熱系數(shù)較高的熱界面材料來增加界面的接觸面積。傳統(tǒng)的熱界面材料是將一些導(dǎo)熱系數(shù)較高的顆粒，如石墨、氮化硼、氧化硅、氧化 鋁、銦、銀或其它金屬等，分散到高分子聚合物載體材料中形成復(fù)合材料。此種材料的導(dǎo)熱 性能在很大程度上取決于高分子聚合物載體的性質(zhì)。其中以油脂、相變材料為載體的復(fù)合 材料因其使用時為液態(tài)而能與熱源表面和散熱器表面浸潤，故，接觸熱阻較小，而以硅膠和 橡膠為載體的復(fù)合材料的接觸熱阻就比較大。這些材料的一個普遍缺陷是整個材料的導(dǎo)熱 系數(shù)比較小，典型值在lW/mK，這已經(jīng)越來越不能適應(yīng)半導(dǎo)體集成化程度對散熱的需求，而 通過增加聚合物載體中導(dǎo)熱顆粒的含量使顆粒與顆粒盡量相互接觸可以提高整個復(fù)合材 料的導(dǎo)熱系數(shù)，如某些特殊的熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)因此可達(dá)到4-8W/mK(如含有銀顆粒 的硅油導(dǎo)熱膏)。但當(dāng)聚合物載體中導(dǎo)熱顆粒的含量增加到一定程度時，會使聚合物失去所 需的性能，如油脂會變硬，從而浸潤效果會變差，橡膠也會變硬，從而失去柔韌性，這都會使 熱界面材料性能大大降低。為改善熱界面材料的性能，提高其導(dǎo)熱系數(shù)，納米碳球、鉆石粉末以及碳納米管等 具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能的材料被用做導(dǎo)熱填充材料。Savas Berber等人于2000年在美國物理 學(xué)會上發(fā)表的一篇名為"Unusually High Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes" 的文章指出“Z”形(10，10)碳納米管在室溫下導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)6600W/mK，具體內(nèi)容可參閱文 獻(xiàn)Phys. Rev. Lett, vol. 84,p. 4613。如何將碳納米管用于熱界面材料并充分發(fā)揮其優(yōu)良的 導(dǎo)熱性已成為提高熱界面材料性能的一個重要方向?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有利用碳納米管導(dǎo)熱特性的熱界面材料，該熱界面材料通過將碳 納米管摻雜到高分子及金屬基體材料中，然后通過模壓方式制成。但是，該方法制成的熱界 面材料，碳納米管雜亂無序的排列在基體材料中，其在基體材料中分布的均勻性較難得到 保證，因而熱傳導(dǎo)的均勻性也受到影響，而且沒有充分利用碳納米管軸向?qū)岬膬?yōu)勢，影響 了熱界面材料的導(dǎo)熱性能。為解決碳納米管在熱界面材料中排列無序的問題，現(xiàn)有技術(shù)中也有將碳納米管陣 列用于熱界面材料的制備。但是，由于碳納米管陣列中碳納米管密度比較低，會導(dǎo)致熱界面材料導(dǎo)熱性能不佳，因此常在碳納米管陣列中填充其它導(dǎo)熱劑，如金屬等?，F(xiàn)有技術(shù)中金 屬碳納米管陣列復(fù)合熱界面材料的制備方法主要有以下兩種一種是把包含有金屬材料的 液態(tài)基體灌入到碳納米管陣列中，然后進(jìn)行固化處理；另一種方法是把碳納米管陣列浸泡 在包含有金屬材料的液態(tài)基體中，讓包含有金屬材料的液態(tài)基體自行滲入到碳納米管陣列 中，然后固化成復(fù)合材料。由于上述包含有金屬材料的液態(tài)基體中包含有金屬材料，液態(tài)基 體固化后可以形成金屬碳納米管陣列復(fù)合熱界面材料。然而，以上兩種方法無論是直接把 陣列浸泡在包含有金屬材料的液態(tài)基體中，還是把包含有金屬材料的液態(tài)基體灌入到碳納 米管陣列中都會不同程度上破壞碳納米管陣列的結(jié)構(gòu)，使陣列出現(xiàn)形變、倒塌、相互粘連等 問題。由于上述方法制備的熱界面材料的結(jié)構(gòu)存在缺陷，故上述方法使獲得的熱界面材料 無法發(fā)揮碳納米管軸向?qū)嵝愿叩膬?yōu)勢，導(dǎo)熱性不夠好。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種不破壞碳納米管陣列形態(tài)的熱界面材料及其制備方 法，用該方法制備的該熱界面材料導(dǎo)熱性能好，導(dǎo)熱效率高。一種熱界面材料的制備方法，其包括以下步驟提供一形成有圖形化的碳納米管 陣列的基底，所述圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各個相鄰的子陣列之 間存在第一間隙；提供一模具，將所述形成有圖形化的碳納米管陣列的基底放置于所述模 具中；提供低熔點金屬納米顆粒，將該低熔點金屬納米顆粒填充入所述圖形化的碳納米管 陣列中；熔化所述低熔點金屬納米顆粒為液態(tài)低熔點金屬，使所述液態(tài)低熔點金屬與圖形 化的碳納米管陣列結(jié)合，從而在所述基底上形成一復(fù)合材料；以及將所述復(fù)合材料與基底 分離。一種熱界面材料，其包括一低熔點金屬基體，以及設(shè)置于該低熔點金屬基體中的 圖形化的碳納米管陣列，其特征在于，所述圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣 列，各個相鄰的碳納米管子陣列之間存在第一間隙。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的熱界面材料及其制備方法具有以下優(yōu)點用粒徑 很小的低熔點金屬納米顆粒填充碳納米管子陣列間的第一間隙中比較容易實現(xiàn)，填充后不 會破壞碳納米管陣列的原有形貌和結(jié)構(gòu)，在燒結(jié)后碳納米管陣列中的碳納米管的形態(tài)仍然 不會發(fā)生改變，因此可以獲得陣列形態(tài)結(jié)構(gòu)較好的碳納米管金屬復(fù)合熱界面材料。由于本 發(fā)明熱界面材料中的圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各碳納米管子陣列 之間存在第一間隙，低熔點金屬基體的材料可均勻填充在所述第一間隙中，該碳納米管陣 列具有較好的形貌和結(jié)構(gòu)，使得該熱界面材料具有較高的導(dǎo)熱率。


圖1為本發(fā)明實施例熱界面材料的制備方法的流程圖。圖2為本發(fā)明實施例熱界面材料制備方法的工藝流程圖。圖3為本發(fā)明實施例熱界面材料中圖形化的碳納米管陣列制備方法的工藝流程 圖。圖4為圖2及圖3中IV部分的局部放大圖。圖5為本發(fā)明實施例熱界面材料中的圖形化的碳納米管陣列的掃描電鏡照片。
圖6為本發(fā)明實施例熱界面材料的制備方法所采用的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實施例熱界面材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖1及圖2，本發(fā)明實施例提供的熱界面材料的制備方法主要包括以下幾 個步驟(一 )提供一形成有圖形化的碳納米管陣列14的基底10。所述基底10的材料為硅、氧化硅或金屬等。請一并參見圖3，該圖形化的碳納米管陣列14的制備方法采用化學(xué)氣相沉積法， 其具體步驟包括(a)提供一平整基底10，該基底10可選用P型或N型硅基底，或選用形成 有氧化層的硅基底，本實施例優(yōu)選為采用4英寸的硅基底；(b)在基底10的表面均勻形成 圖形化的催化劑層12，該圖形化的催化劑層12包括多個催化劑區(qū)塊122，每兩個相鄰個催 化劑區(qū)塊122之間具有一第一間隙144，該第一間隙144的寬度為10微米 200微米，該催 化劑層12的材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一 ；(c)將上述形 成有圖形化的催化劑層12的基底10在700 900°C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘； (d)將處理過的基底10置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到500 740°C，然后通入碳 源氣體反應(yīng)約5 30分鐘，每個催化劑區(qū)塊122上將會有碳納米管生長出來，從而得到圖 形化的碳納米管陣列14，其高度為10微米 1毫米。其中，碳源氣可選用乙炔、乙烯、甲烷 等化學(xué)性質(zhì)較活潑的碳?xì)浠衔铮Ｗo(hù)氣體可選用氬氣、氮氣、氨氣或惰性氣體。本實施例 中，保護(hù)氣體可選用氬氣，碳源氣為乙炔。請一并參閱圖4，所述圖形化的碳納米管陣列14包括多個碳納米管子陣列142，各 碳納米管子陣列142之間存在著第一間隙144，該第一間隙144的寬度為10微米 200微 米。該碳納米管子陣列142包含多個彼此平行且垂直于基底10生長的碳納米管。所述碳 納米管子陣列142中相鄰的碳納米管之間存在第二間隙146，該第二間隙146的寬度為20 納米 500納米。該圖形化的碳納米管陣列14中的碳納米管可為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及 多壁碳納米管中的一種或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 50納米。所述雙壁 碳納米管的直徑為1. 0納米 50納米。所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。 通過上述控制生長條件，該圖形化的碳納米管陣列14中基本不含有雜質(zhì)，如無定型碳或殘 留的催化劑金屬顆粒等。所述在基底10的表面均勻形成圖形化的催化劑層12的方法可以通過以下方式實 現(xiàn)在所述基底10的表面設(shè)置一個掩模，然后再采用電子束蒸發(fā)的方法通過該掩模在所述 基底10的表面形成一個圖形化的催化劑層12。可以理解，所述圖形化的碳納米管陣列14的面積可以通過控制基底10的大小來 控制，所述碳納米管子陣列142之間的第一間隙144的寬度可以通過控制掩模的大小來控 制，因此，所述碳納米管子陣列142的面積不限，所述第一間隙144的寬度不限，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以根據(jù)需要自行選擇。本實施例中所述第一間隙144的寬度為10微米 200微米。
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( 二 )提供一模具20，將所述形成有圖形化的碳納米管陣列14的基底10放置于 所述模具20中。所述模具20為耐高溫的剛性材料制成，可以為高熔點的金屬或玻璃。所述模具20 可以為多個側(cè)板一體成型，或者有多個可以拆卸的側(cè)板組合而成。本實施例中，該模具20 的材料為銅。該模具20由多個側(cè)板一體成型而成。請一并參閱圖6，所述模具20包括一第一側(cè)板21，一第二側(cè)板22，一第三側(cè)板23， 一第四側(cè)板24，以及一個下基板25。第一側(cè)板21與第三側(cè)板23相對且平行間隔設(shè)置，且 第二側(cè)板23與第四側(cè)板24相對且平行間隔設(shè)置，各側(cè)板垂直于所述下基板25。所述第一 側(cè)板21，第二側(cè)板22，第三側(cè)板23，第四側(cè)板24，以及下基板25可以通過一體成型組合在 一起，共同形成一個收容空間208。為方便所述基底10從所述模具20中脫模，在將所述基底10放入所述模具20中 之前，先在所述模具20的收容空間208中設(shè)置一層石墨紙。具體地，可以在所述收容空間 208的內(nèi)壁設(shè)置一層石墨紙。然后，直接將形成有圖形化的碳納米管陣列14的基底10放置 在所述收容空間208的底面的石墨紙上，基底10靠近下基板25設(shè)置。(三)提供大量的低熔點金屬納米顆粒300，并將該低熔點金屬納米顆粒300填充 入所述模具20中，使得該低熔點金屬納米顆粒300填充入所述圖形化的碳納米管陣列14 中的第一間隙144中。該低熔點金屬納米顆粒300的直徑為10納米 100納米，材料可以為銦(In)、鎵 (Ga)等金屬，也可以為銻-鉍(Sb-Bi)合金、錫-鉍(Sn-Bi)合金、鉛-錫(Pb-Sn)合金等， 其熔點通常在200攝氏度以下。本實施例中，該低熔點金屬納米顆粒300的材料為In，其直 徑為10納米 100納米。所述碳納米管陣列14的第一間隙144的寬度為10微米 200 微米，因此在填充過程中，該低熔點金屬納米顆粒300可以填充入所述圖形化的碳納米管 陣列14的第一間隙144中。而碳納米管子陣列142中碳納米管之間還具有第二間隙146， 該第二間隙146的范圍為20納米 500納米，因此該低熔點金屬納米顆粒300還可以填充 至碳納米管子陣列142相鄰的碳納米管之間。當(dāng)所述低熔點金屬納米顆粒300的直徑大于 等于所述第二間隙146的寬度時，該低熔點金屬納米顆粒300可能會無法完全的填充于該 第二間隙146中。(四)加熱所述填充有低熔點金屬納米顆粒300的圖形化的碳納米管陣列14，所 述低熔點金屬納米顆粒300完全熔化為液態(tài)的低熔點金屬，使得所述液態(tài)低熔點金屬與圖 形化的碳納米管陣列14結(jié)合，在所述基底10的表面形成一復(fù)合材料80。具體地，可以將所述模具20放置于一加熱爐中，在加熱爐中通入氮氣或者氬氣等 保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)氣體的流量為500毫升/分鐘 700毫升/分鐘；加熱溫度設(shè)為 170攝氏度，對所述模具20中的填充有低熔點金屬納米顆粒300的圖形化的碳納米管陣列 14加熱，加熱時間為10分鐘 30分鐘；待所述低熔點金屬納米顆粒300完全熔化為液態(tài) 的低熔點金屬后，即，所述圖形化的碳納米管陣列14的第一間隙144中，以及碳納米管子陣 列142的碳納米管之間的第二間隙146中均充滿了液態(tài)的低熔點金屬后，形成一低熔點金 屬基體30。停止加熱，繼續(xù)通入保護(hù)氣，在保護(hù)氣存在的條件下，降至室溫，靜置30分鐘 60分鐘。在所述基底10的表面形成一復(fù)合材料80。可以通過控制填入低熔點金屬納米顆 粒300的數(shù)量來控制該復(fù)合材料80的厚度，該復(fù)合材料80的厚度可以與圖形化的碳納米管陣列14的高度相同，也可以高于或低于該圖形化的碳納米管陣列14的高度。本實施例 中，可通過控制添加低熔點金屬納米顆粒300的數(shù)量，使獲得的復(fù)合材料80中剛好有部分 碳納米管露頭。本實施例中的圖形化的碳納米管陣列14包括多個第一間隙144，所述低熔 點金屬納米顆粒300很容易被填充于該多個第一間隙144當(dāng)中，填充后不會破壞圖形化的 碳納米管陣列14的形態(tài)以及結(jié)構(gòu)，再通過加熱融化該低熔點金屬納米顆粒300，獲得的復(fù) 合材料80中的碳納米管陣列具有較好的形態(tài)以及結(jié)構(gòu)。(五)將復(fù)合材料80與基底10分離，從而獲得熱界面材料100。將所述基底10和形成在該基底10的復(fù)合材料80從所述模具20中取出。由于在 圖形化的碳納米管陣列14的第一間隙144中，以及相鄰的碳納米管之間的第二間隙146中 充滿了低熔點金屬，該低熔點金屬與圖形化的碳納米管陣列14中的碳納米管緊密結(jié)合在 一起，該碳納米管陣列與低熔點金屬復(fù)合的復(fù)合材料80已經(jīng)實現(xiàn)自支撐，因此，可將該復(fù) 合材料80從基底10的表面剝離，從而獲得熱界面材料100。具體地，可以采用一小刀將所 述圖形化的碳納米管陣列14與低熔點金屬復(fù)合的復(fù)合材料80從所述基底翹起一角，由于 圖形化的碳納米管陣列14與低熔點金屬復(fù)合的復(fù)合材料80已經(jīng)實現(xiàn)自支撐，因此可以直 接用外力拉住該翹起的一角，將所述圖形化的碳納米管陣列與低熔點金屬復(fù)合的復(fù)合材料 80從基底10的表面剝離，從而獲得一熱界面材料100。在依照上述方法制備得到的熱界面材料中，低熔點金屬均勻地填充于上述圖形化 的碳納米管陣列的第一間隙內(nèi)，以及各個相鄰的碳納米管之間的第二間隙中。應(yīng)用時，將 熱界面材料100置于散熱器和半導(dǎo)體集成器件之間，由于熱界面材料100中包括以陣列形 式存在的碳納米管，充分利用了碳納米管的縱向?qū)醿?yōu)勢，且碳納米管子陣列142間的第 一間隙144內(nèi)以及碳納米管之間的第二間隙146內(nèi)填充了低熔點金屬，提高了熱界面材料 100的致密性，進(jìn)而使熱界面材料100具有更好的熱導(dǎo)性能和更高的熱導(dǎo)率，從而使半導(dǎo)體 集成器件中的熱量能夠更加快速、高效的通過散熱器散發(fā)出去。請參閱圖7，本發(fā)明制備的熱界面材料100，其包括低熔點金屬基體30，以及一圖 形化的碳納米管陣列14，所述圖形化的碳納米管陣列14設(shè)置于低熔點金屬基體30中。該 圖形化的碳納米管陣列14包括多個碳納米管子陣列142，各碳納米管子陣列142之間存在 第一間隙144。所述圖形化的碳納米管陣列14的高度可根據(jù)實際應(yīng)用的需要而確定。該圖形化 的碳納米管陣列14的高度可以大于所述低熔點金屬基體30的厚度，從而圖形化的碳納米 管陣列14中的碳納米管從該熱界面材料100露頭。該圖形化的碳納米管陣列14的高度可以小于所述低熔點金屬基體30的厚度，從 而圖形化的碳納米管陣列14中的碳納米管完全包裹在所述低熔點金屬基體30中。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)實際的需要，通過圖形化的碳納米管陣列14的制備方法控制第一間隙 144的大小。該圖形化的碳納米管陣列14包括多個碳納米管，該碳納米管包括單壁碳納米管、 雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或其任意組合。本實施例中，所述碳納米管是多壁 碳納米管。所述圖形化的碳納米管陣列14優(yōu)選為超順排碳納米管陣列，即該圖形化的碳納 米管陣列14中的絕大多數(shù)碳納米管相互平行。所述低熔點金屬基體30的材料為低熔點金屬或合金。具體地，該金屬材料可以為銦(In)、鎵(Ga)等金屬，也可以為銻-鉍(Sb-Bi)合金、錫-鉍(Sn-Bi)合金、鉛-錫 (Pb-Sn)合金等，其熔點通常在200攝氏度以下。本發(fā)明熱界面材料100在使用過程中，當(dāng)溫度加熱到低熔點金屬基體30的熔點以 上時，低熔點金屬就會發(fā)生相變。此時，液態(tài)的低熔點金屬能夠和界面有更好的浸潤效果， 降低界面接觸熱阻。由于本發(fā)明熱界面材料100中的圖形化的碳納米管陣列14包括多個 碳納米管子陣列142，各碳納米管子陣列142之間存在第一間隙144，低熔點金屬基體30的 材料均勻填充在所述第一間隙144中，該熱界面材料100中的碳米管陣列14的形態(tài)結(jié)構(gòu)比 較完整，且碳納米管相互平行排列，使得該熱界面材料100具有較高的導(dǎo)熱率。本發(fā)明實施例提供的熱界面材料的制備方法具有以下優(yōu)點其一，用粒徑很小的 低熔點金屬納米顆粒填充碳納米管子陣列的第一間隙中比較容易實現(xiàn)，填充后不會破壞碳 納米管陣列的原有形貌和結(jié)構(gòu)，在燒結(jié)后碳納米管陣列中的碳納米管的形態(tài)仍然不會發(fā)生 改變，因此可以獲得陣列形態(tài)結(jié)構(gòu)較好的碳納米管金屬復(fù)合熱界面材料。其二，該界面材料 的制備方法，無需進(jìn)行抽真空，在常壓下即可進(jìn)行，該方法工藝簡單，從而生產(chǎn)成本較低。其 三，由于本發(fā)明熱界面材料中的圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各碳納 米管子陣列之間存在第一間隙，低熔點金屬基體的材料均勻填充在所述第一間隙中，該碳 納米管陣列具有較好的形貌和結(jié)構(gòu)，使得該熱界面材料具有較高的導(dǎo)熱率。其四，通過該方 法制備的熱界面材料中，至少部分碳納米管從該熱界面材料的表面露頭，從而可以提高碳 納米管與熱源的熱界觸，使得該熱界面材料具有較好的散熱效果。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種熱界面材料的制備方法，其包括以下步驟提供一形成有圖形化的碳納米管陣列的基底，所述圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各個相鄰的子陣列之間存在第一間隙；提供一模具，將所述形成有圖形化的碳納米管陣列的基底放置于所述模具中；提供低熔點金屬納米顆粒，將該低熔點金屬納米顆粒填充入所述圖形化的碳納米管陣列中；加熱熔化所述低熔點金屬納米顆粒為液態(tài)低熔點金屬，使所述液態(tài)低熔點金屬與圖形化的碳納米管陣列結(jié)合，從而在所述基底上形成一復(fù)合材料；以及將所述復(fù)合材料與基底分離。
2.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述低熔點金屬納米顆 粒的熔點低于200攝氏度。
3.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述低熔點金屬納米顆 粒的材料為銦、鎵、銻_鉍合金和鉛_錫合金中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述低熔點金屬納米顆 粒的直徑為10納米 100納米。
5.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述形成有圖形化的碳 納米管陣列的基底的制備方法，具體包括以下步驟提供一平整基底；在所述基底的表面均勻形成圖形化的催化劑層，該圖形化的催化劑層包括多個催化劑 區(qū)塊，每兩個催化劑區(qū)塊之間形成有第一間隙；將上述形成有圖形化的催化劑層的基底置于反應(yīng)爐中，采用化學(xué)氣相沉積法生長所述 圖形化的碳納米管陣列。
6.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，在將所述形成有圖形化 的碳納米管陣列的基底放置于所述模具中之前進(jìn)一步包括一在所述模具中放置一層石墨 紙的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述熔化所述低熔點金 屬納米顆粒，使所述低熔點金屬與碳納米管陣列結(jié)合的方法，具體包括以下步驟加熱所述模具，熔化所述低熔點金屬納米顆粒，使低熔點金屬完全浸入圖形化的碳納 米管陣列中；冷卻所述模具，使所述低熔點金屬與圖形化的碳納米管陣列結(jié)合，從而在所述基底上 形成一熱界面材料。
8.如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法，其特征在于，所述熔化所述低熔點金 屬納米顆粒，使所述低熔點金屬與碳納米管陣列結(jié)合的步驟在氮氣或者氬氣保護(hù)的環(huán)境中 進(jìn)行。
9.一種采用如權(quán)利要求1所述的熱界面材料的制備方法制備的熱界面材料，其特征在 于，該熱界面材料包括一低熔點金屬基體，以及設(shè)置于該低熔點金屬基體中的圖形化的碳 納米管陣列，所述圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各個相鄰的碳納米管 子陣列之間存在第一間隙。
10.如權(quán)利要求9所述的熱界面材料，其特征在于，所述碳納米管子陣列中相鄰碳納米管之間存在第二間隙，該第二間隙的寬度為20納米 500納米。
11.如權(quán)利要求9或10所述的熱界面材料，其特征在于，所述低熔點金屬基體的材料均 勻填充在所述第一間隙及第二間隙中。
12.如權(quán)利要求9所述的熱界面材料，其特征在于，所述每兩個相鄰的碳納米管子陣列 之間的間隙的寬度為10微米 200微米。
13.如權(quán)利要求9所述的熱界面材料，其特征在于，所述熱界面材料中的碳納米管，至 少部分碳納米管從該熱界面材料的表面露頭。
全文摘要
一種熱界面材料的制備方法，其包括以下步驟提供一形成有圖形化的碳納米管陣列的基底，所述圖形化的碳納米管陣列包括多個碳納米管子陣列，各個相鄰的子陣列之間存在第一間隙；提供一模具，將所述形成有圖形化的碳納米管陣列的基底放置于所述模具中；提供低熔點金屬納米顆粒，將該低熔點金屬納米顆粒填充入所述圖形化的碳納米管陣列中；熔化所述低熔點金屬納米顆粒為液態(tài)低熔點金屬，使所述液態(tài)低熔點金屬與圖形化的碳納米管陣列結(jié)合，從而在所述基底上形成一復(fù)合材料；以及將所述復(fù)合材料與基底分離。本發(fā)明還提供采用該熱界面材料的制備方法制備的熱界面材料。該熱界面材料的制備方法簡單易行，成本較低，該熱界面材料導(dǎo)熱性能好，導(dǎo)熱效率高。
文檔編號H01L23/373GK101899288SQ200910107740
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者姚湲, 張慧玲, 戴風(fēng)偉, 汪友森, 王繼存 申請人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司