三维成型的导热模制体及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种三维成型的导热模制体及其制造方法，该三维成型的导热模制体可确保相对于散热器件诸如散热器等和发热器件诸如IC芯片等的足够的间隙填充特性以及接触表面积，而不增加这些器件的过度应力。本公开的第一方面的三维成型的导热模制体包含导热材料和有机硅系材料，该模制体具有大体上平坦的底表面，并且三维成型部件位于该底表面的内侧上，并且高于底表面的三维成型部件的高度在至少两个位置中不同。

THERMAL CONDUCTIVE MOULD FOR THREE-DIMENSIONAL FORMING AND ITS MANUFACTURING METHOD

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维成型的导热模制体及其制造方法
本公开涉及三维成型的导热模制体及其制造方法。
技术介绍
为了有效地冷却构成电子装置的发热器件(功率晶体管、半导体闸流管等)和集成电路(IC、LSI等)的发热，通过在这些器件与散热器诸如散热板、外壳等之间的间隙中施加厚散热片材来增强发热器件的散热。当热膨胀例如由于柔韧性较差而发生时，可能通过对基板和相邻元件施加过大的应力而损坏常规的散热片材。因此，需要更柔性的散热片材。专利文献1(JP3492656B)公开了一种制造导热片材的方法，该方法为通过从袋形薄膜片材中的开口部件注入预定量的流体导热油脂，将导热油脂沿袋的轮廓涂敷，与蒸发内部空气的同时气密地密封开口部件，通过热空气来收缩薄膜片材并成型至最终薄膜形状。专利文献2(JP2728607B)公开了一种制造导热复合片材的方法，该方法包括将通过用包含导热填料的有机硅橡胶涂布和固化辐材形状的增强材料制成的散热绝缘片材与通过模具成型、注塑或涂布模制包含导热填料的未固化的加成型液体有机硅橡胶整体模制而制成的散热绝缘片材组合，其中固化后的硬度在如AskerF硬度测试仪确定的10至95的范围内。专利文献3(JP2938340B)公开了导热复合片材，该导热复合片材包含有机硅橡胶层，该有机硅橡胶层包含导热填料材料并且具有5至50的AskerC硬度，以及多孔材料层，该多孔材料层具有直径为0.3mm或更大的空隙，该空隙包括并交织在有机硅橡胶层中。专利文献4(JP3382842B)公开了一种用于电子器件的冷却结构，其中具有不同器件高度的多个电子器件安装在印刷线路板上，散热器通过由具有柔韧性和高热传导率的材料制成的热传递构件连接在与这些电子器件的印刷线路板相对的侧面上的表面上，在从平坦尖端端部表面朝向基板的另一端部移动时逐渐变厚的多个圆柱形突出部整体成形为在面向热传递构件上的电子器件的表面上互相靠近，在具有V形横截面的凹槽形成于互相邻近的圆柱形突出部之间的情况下，圆柱形突出部的尖端端部表面被压入电子器件，并且热传递构件设置在电子器件之间。现有技术文献专利文献专利文献1：JP3492656B专利文献2：JP2728607B专利文献3：JP2938340B专利文献4：JP3382842B
技术实现思路
本专利技术将要解决的问题已知的是，用于填充发热器件和导热片材中的散热器件诸如散热器等之间的间隙的性能(本文中也被称为“间隙填充特性”)随着片材的柔韧性增加而增强。然而，存在如下问题：在片材太柔性的情况下，保持片材的形状变得困难，并且在一些情况下，从片材的端部部件突出的片材的组成材料污染相邻的电子部件等。标准导热片材具有片状形状，其中两个主表面均为平坦的(专利文献2至专利文献3)，并且就常规柔性导热片材而言，提供了由塑性材料诸如具有较差柔韧性的聚砜等制成的外皮(专利文献1)，因此存在发热器件和散热器等之间容易发生空气捕集的问题，并且无法确保足够的接触面积。本公开提供了一种三维成型的导热模制体及其制造方法，该三维成型的导热模制体可确保足够的间隙填充特性以及相对于散热器件诸如散热器等和发热器件诸如IC芯片等的接触表面积，而不增加这些器件的过度应力。解决问题的方法本公开的第一方面提供了包含导热材料和有机硅系材料的三维成型的导热模制体，其中该模制体具有大体上平坦的底表面和位于该底表面的内侧上的三维成型部件，并且高于底表面的三维成型部件的高度在至少两个位置上不同。本公开的另一方面提供一种制造三维成型的导热模制体的方法，该方法包括：制备包含导热材料和有机硅系材料的混合物；制备模具，该模具可提供具有大体上平坦的底表面的模制体，和位于该底表面的内侧上的三维成型部件，并且高于底表面的三维成型部件的高度在至少两个位置上不同；在模具上提供可伸展膜以便能够与模具内表面接触；将可伸展膜上覆在模具上；将混合物填充到已放置可伸展膜的模具的中空部分中，并且对形成模制体的底表面的部分执行任选的平滑化处理；在模具中固化混合物；以及通过任选地冷却模具，从模具取出具有可伸展膜的三维成型的导热模制体，任选地移除可伸展膜，以及任选地冲压出不具有模具形状的部分来提供三维导热模制体。本公开的另一个方面提供了一种制造三维成型的导热模制体的方法，该方法包括：通过在包含可伸展膜和离型膜的层合膜的可伸展膜上施加并固化包含导热材料的第一有机硅系材料，来形成上部部件处外层；移除具有上部外层的层合膜的离型膜，然后将层合膜放置在模具上，使得可伸展膜可接触模具的内表面，其中模具为这样的模具，该模具可提供具有大体上平坦的底表面的模制体和位于底表面的内侧上的三维成型部件，并且高于底表面的三维成型部件的高度在至少两个位置上不同；将层合物膜上覆在模具上；将包含第二有机硅系材料(包含导热材料)的中间构件填充到层合膜所上覆的模具的中空部分中，并且任选地对定位在模制体的底表面侧上的部分执行平滑化处理；通过将包含导热材料的第三有机硅系材料施加到离型膜上并将包含底部外层的离型膜放置在模具上，使得离型膜为最外层，使得底部外层覆盖上部外层和填充在中空部分中的中间构件，来任选地形成底部外层；固化形成中间构件的第二有机硅系材料和形成底部外层的第三有机硅系材料(如果存在的话)；通过任选地冷却模具，从模具取出具有可伸展膜和任选的离型膜(如果存在的话)的三维成型的导热模制体，任选地移除可伸展膜和/或任选的离型膜(如果存在的话)，以及任选地冲压出不包括中间构件的上部外层部分和底部外层部分(如果存在的话)，来提供三维导热模制体。本公开的另一方面提供了一种三维成型的导热模制体，该三维成型的导热模制体具有底部外层和多个突出层，其中该突出层包含导热材料和有机硅系材料；该底部外层包含导热材料、有机硅系材料和加强基材；该突出层被布置为在相邻突出层之间提供间隙，使得相邻的突出层的底表面外周部分不接触；以及满足以下公式(I)[公式1]αY＝100-X(I)[在公式中，α为大约0.70至大约1.00，X为通过突出层的压缩变形完全填充间隙时的压缩率(％)，并且Y为突出层底表面的总表面积占底部外层上表面的总表面积的比率(％)]。本公开的又一方面提供了一种制造三维成型的导热模制体的方法，该方法包括：制备包含导热材料和有机硅系材料的混合物；制备可形成三维成型的导热模制体的突出层和间隙的模具；在模具上提供可伸展膜以便能够与模具内表面接触；将可伸展膜上覆在模具上；将混合物填充到可伸展膜已上覆的模具的中空部分中；将在离型膜上具有底部外层的用于底部外层的层合膜放置到模具上，使得底部外层覆盖填充在间隙部分中的混合物，并且该离型膜形成最外层；固化混合物和底部外层的有机硅系材料；以及通过在任选地冷却模具后从模具取出具有可伸展膜的三维成型的导热模制体，并且任选地移除可伸展膜，来提供三维导热模制体。本专利技术的效果本公开提供了一种三维成型的导热模制体及其制造方法，该三维成型的导热模制体可确保足够的间隙填充特性以及相对于散热器件诸如散热器等和发热器件诸如IC芯片等的接触表面积，而不增加这些器件的过度应力。本公开提供了一种具有用于防止从组成材料的端部部件等突出的优异特性的三维成型的导热模制体及其制造方法。本公开提供了一种三维成型的导热模制体，该三维成型的导热模制体可增加与被粘物的接触表面积，并且具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维成型的导热模制体，所述三维成型的导热模制体包含导热材料和有机硅系材料，其中所述模制体具有大体上平坦的底表面，和位于所述底表面的内侧上的三维成型部件，并且高于所述底表面的所述三维成型部件的高度在至少两个位置中不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 JP 2016-213184;2017.08.03 JP 2017-151151.一种三维成型的导热模制体，所述三维成型的导热模制体包含导热材料和有机硅系材料，其中所述模制体具有大体上平坦的底表面，和位于所述底表面的内侧上的三维成型部件，并且高于所述底表面的所述三维成型部件的高度在至少两个位置中不同。2.根据权利要求1所述的三维成型的导热模制体，其中，所述三维成型部件的至少一部分由包含有机硅系材料的上部外层覆盖。3.根据权利要求1或2所述的三维成型的导热模制体，其中，非织造材料设置在所述底表面的一侧内部上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的三维成型的导热模制体，其中，所述三维成型部件的至少一部分具有大体上圆顶的形状或大体上圆顶的棱柱形状。5.根据权利要求1至3中任一项所述的三维成型的导热模制体，其中，所述三维成型部件的形状大体上匹配被施加所述成型部件的被粘物构件的形状。6.根据权利要求1至5中任一项所述的三维成型的导热模制体，其中，所述模制体包括具有所述底表面的底部外层、设置为以便覆盖所述底部外层的上部外层，以及设置在所述底部外层和所述上部外层之间的中部构件，其中所述上部外层、所述中间构件和所述底部外层包含有机硅系材料。7.根据权利要求6所述的三维成型的导热模制体，其中，所述上部外层和所述底部外层，或所述底部外层和所述中间构件是一体化的且由相同材料制成。8.根据权利要求6或7所述的三维成型的导热模制体，其中，所述上部外层包含有机硅橡胶，所述中间构件包含有机硅凝胶，并且所述底部外层包含有机硅橡胶或有机硅凝胶。9.根据权利要求6至8中任一项所述的三维成型的导热模制体，其中，所述中间构件比所述上部外层和/或所述底部外层更具柔性。10.根据权利要求1至9中任一项所述的三维成型的导热模制体，其中，在所述底表面和所述三维成型的导热模制体除所述底表面之外的表面部分之间的粘着性不同。11.一种制造三维成型的导热模制体的方法，所述方法包括：制备包含导热材料和有机硅系材料的混合物；制备模具，所述模具可提供具有大体上平坦的底表面的模制体，和位于所述底表面的内侧上的三维成型部件，并且所述三维成型部件的高于所述底表面的高度在至少两个位置中不同；在所述模具上提供可伸展膜以便能够与所述模具内表面接触；将所述可伸展膜上覆在所述模具上；将所述混合物填充到所述可伸展膜已上覆的所述模具的中空部分中，并且对形成所述模制体的所述底表面的任选部分进行平滑处理；在所述模具中固化所述混合物；以及在任选地冷却所述模具之后，通过取出具有可伸展膜的所述三维成型的导热模制体，并且任选地冲压出不具有所述模具形状的部分，来提供所述三维成型的导热模制体。12.一种制造三维成型的导热模制体的方法，所述方法包括：通过将包含导热材料的第一有机硅系材料施加在包含可伸展膜和离型膜的层合膜的所述可伸展膜上并固化来形成上部外层；移除具有所述上部外层的层合膜的所述离型膜，并且然后将所述层合膜放置在所述模具上，使得所述可伸展膜可接触所述模具的内表面，其中所述模具为可提供具有大体上平坦的底表面和位于所述底表面的内侧上的三维成型部件的模具，并且高于所述底表面的所述三维成型部件的高度在至少两个位置中不同；将所述层合膜上覆在所述模具上；将包含含有导热材料的第二有机硅系材料的中间构件填充到所述可伸展膜所上覆的所述模具的中空部分中，并且任选地对定位在所述模制体的底表面侧上的部分执行平滑化处理；任选地，通过将包含导热材料的第三有机硅系材料施加到所述离型膜上并将包含底部外层的所述离型膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：打矢智昭，阪口良，高阶任弘，根津将，竹之内崇，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US