可压缩热界面材料制造技术

提供了可压缩热界面材料，其包含聚合物、导热填料和相变材料。还提供了用于形成可压缩热界面材料的配制品和包括可压缩热界面材料的电子组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求根据35 U.S.C. § 119(e)的2014年2月13日提交的美国临时专利申请序列61/939,412的权益，其公开内容通过引用以其全部并入本文。专利
本公开内容大体上涉及热界面材料，并且更具体地涉及可压缩热界面材料。相关技术描述热界面材料广泛用于从电子组件，例如中央处理单元、视频图形阵列、服务器、游戏机、智能手机、LED板等中散热。热界面材料通常用于将过量的热从电子组件传递至热扩散器（heat spreader）如散热器（heat sink）。热界面材料包括热油脂、油脂状材料、弹性体带和相变材料。传统热界面材料包括组件如间隙垫片和热垫片。示例性热界面材料在下列专利和申请中公开，其公开内容通过引用以其全部并入本文：U.S. 6,238,596、U.S. 6,451,422、U.S. 6,605,238、U.S. 6,673,434、U.S. 6,706,219、U.S. 6,797,382、U.S. 6,811,725、U.S. 7,172,711、U.S. 7,244,491、U.S. 7,867,609、U.S. 2007/0051773、U.S. 2008/0044670、U.S. 2009/0111925、U.S. 2010/0129648和U.S. 2011/0308782。期望热界面材料具有优异的热性能和压缩率。专利技术概述本公开内容提供了可用于从发热电子器件，例如计算机芯片传热至散热结构，例如热扩散器和散热器的可压缩热界面材料。在一个示例性实施方案中，提供了可压缩热界面材料。所述可压缩TIM包含聚合物、导热填料和相变材料。所述相变材料包含具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡。在一个更特别的实施方案中，可压缩热界面材料具有在40 psi压力下至少5%的压缩率。在另一个更特别的实施方案中，可压缩热界面材料具有50%或更小的回弹比。在还另一个更特别的实施方案中，所述相变材料包含第二蜡，所述第二蜡具有如通过ASTM D1321测定的小于50的针头刺入度值。在另一个更特别的实施方案中，所述相变材料包含选自聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物蜡和氧化聚乙烯蜡的蜡。在任何以上实施方案的一个更特别的实施方案中，所述导热填料包含铝。在另一个更特别的实施方案中，所述导热填料占可压缩热界面材料的总重量的10 wt.%至95 wt.%。在任何以上实施方案的一个更特别的实施方案中，所述聚合物选自二元乙丙橡胶（EPR）、三元乙丙橡胶（EPDM）、聚乙烯-丁烯和聚乙烯-丁烯-苯乙烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯一元醇、氢化聚丙二烯一元醇、氢化聚戊二烯一元醇、聚丁二烯二醇、氢化聚丙二烯二醇和氢化聚戊二烯二醇。在一个甚至更特别的实施方案中，所述聚合物是氢化聚丁二烯。在任何以上实施方案的一个更特别的实施方案中，所述可压缩TIM进一步包含偶联剂、抗氧化剂和交联剂。在任何以上实施方案的一个更特别的实施方案中，所述可压缩TIM进一步包含硅酮凝胶。在任何以上实施方案的另一个更特别的实施方案中，所述可压缩TIM包括中间层、第一表面层和第二表面层，所述中间层包含聚合物、导热填料和具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡，所述第一表面层包含至少一种相变材料和至少一种导热填料，所述第二表面层包含至少一种相变材料和至少一种导热填料。在一个更特别的实施方案中，中间层中的导热填料的重量百分比含量小于或等于第一和第二表面层的至少一个中的导热填料的重量百分比含量。在另一个更特别的实施方案中，第一和第二表面层的每个中的导热填料的重量百分比独立地为约70 wt.%至约99 wt.%。在另一个实施方案中，提供了用于形成可压缩热界面材料的配制品。所述配制品包含溶剂、聚合物、导热填料和相变材料，其中所述相变材料包含具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡。在一个更特别的实施方案中，所述配制品具有1,000厘泊至100,000,000厘泊的粘度。在另一个实施方案中，提供了电子组件。所述电子组件包括散热器、电子芯片和置于所述散热器和电子芯片之间的可压缩热界面材料，所述可压缩热界面材料包含聚合物、导热填料和具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡。在一个更特别的实施方案中，可压缩热界面材料的第一表面与电子芯片的表面接触并且可压缩热界面材料的第二表面与散热器接触。在另一个更特别的实施方案中，所述电子组件包括置于散热器和电子芯片之间的热扩散器，其中可压缩热界面材料的第一表面与电子芯片的表面接触并且可压缩热界面材料的第二表面与热扩散器接触。在还另一个更特别的实施方案中，所述电子组件包括置于散热器和电子芯片之间的热扩散器，其中可压缩热界面材料的第一表面与热扩散器的表面接触并且可压缩热界面材料的第二表面与散热器接触。附图简述通过结合附图参考以下本专利技术的实施方案的描述，本公开内容的上述和其它特征和优点以及获得它们的方式将变得更明显并且将更好地理解本专利技术本身，其中：图1A示意地图示说明了电子芯片、热扩散器、散热器和第一和第二热界面材料；图1B示意地图示说明了置于电子芯片和散热器之间的示例性热界面材料；图1C示意地图示说明了置于热扩散器和散热器之间的示例性热界面材料；图1D示意地图示说明了置于电子芯片和热扩散器之间的示例性热界面材料；图2A示意地图示说明了示例性多层热界面材料；图2B示意地图示说明了包含EMI屏蔽的示例性多层热界面材料；图3涉及比较例1并且是显示各种压力下的压缩率的图；图4A涉及比较例2并且是显示各种压力下的压缩率的图；图4B涉及比较例2并且是显示各种压力下的热阻抗的图；图5A涉及实施例1并且是显示各种压力下的压缩率的图；图5B涉及实施例1并且是显示各种压力下的热阻抗的图；图6A涉及实施例2并且是显示各种压力下的压缩率的图；图6B涉及实施例2并且是显示各种压力下的热阻抗的图；图7A涉及实施例3并且是显示各种压力下的压缩率的图；和图7B涉及实施例3并且是显示各种压力下的热阻抗的图。图8A涉及实施例2并且是显示材料的回弹的图。图8B是显示Laird 360垫片的回弹的图。相应参考符号表示所有几个视图的相应部分。本文阐述的实例举例说明本专利技术的示例性实施方案，并且这样的实例不应被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。详细描述本专利技术涉及可用于将热从电子组件传递走的热界面材料。图1A示意地图示说明了电子芯片34、热扩散器36和散热器32，其中第一热界面材料（TIM）10A连接散热器32和热扩散器36并且第二热界面材料10B连接热扩散器36和电子芯片34。热界面材料10A、10B其中之一或两者可以是如下所述的可压缩热界面材料。图1B图示说明作为置于电子芯片34和散热器32之间的指定为TIM 1.5的热界面层的示例性热界面材料10，使得TIM 10的第一表面与电子芯片34的表面接触并且TIM 10的第二表面与散热器32的表面接触。图1C图示说明作为置于热扩散器36和散热器32之间的指定为TIM 2的热界面材料的示例性热界面材料10，使得TIM 10的第一表面与热扩散器36的表面接触并且TIM 10的第二表面与散热器32的表面接触。图1D图示说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
可压缩热界面材料，其包含：至少一种聚合物；至少一种导热填料；和至少一种相变材料，其中所述至少一种相变材料包含具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.13 US 61/9394121.可压缩热界面材料，其包含：至少一种聚合物；至少一种导热填料；和至少一种相变材料，其中所述至少一种相变材料包含具有如通过ASTM D1321测定的至少50的针头刺入度值的蜡。2. 权利要求1的可压缩热界面材料，其中所述可压缩热界面材料在40 psi的施加的接触压力下具有至少5%的压缩率。3.权利要求1的可压缩热界面材料，其中所述可压缩热界面材料具有50%或更小的回弹比。4. 权利要求1的可压缩热界面材料，其中所述至少一种相变材料包含第二蜡，所述第二蜡具有如通过ASTM D1321测定的小于50的针头刺入度值。5.权利要求1的可压缩热界面材料，其中所述至少一种相变材料包含选自聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物蜡和氧化聚乙烯蜡的蜡。6.权利要求1的可压缩热界面材料，其中所述至少一种导热填料包括选自金属、合金、非金属、金属氧化物、陶瓷及其组合的填料。7.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾亮，刘亚群，J常，B张，丁喆，汪慰军，黄红敏，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US