热界面材料制造技术

可交联的热界面材料通过混合至少一种橡胶化合物、至少一种胺树脂和至少一种导热性填料来生产。该界面材料采取液体或“软凝胶”的形式。凝胶状态通过在至少一种橡胶化合物组合物和至少一种胺树脂组合物之间的交联反应所引起。一旦已经制备了包括至少一种橡胶化合物、至少一种胺树脂和至少一种导热性填料的基础组合物，该组合物必须与电子元件、出售商或电子产品的要求进行对比，以确定是否需要相变材料来改变组合物的一些物理性能。用于形成本文所公开的可交联的热界面材料的方法包括ａ）提供至少一种饱和橡胶化合物，ｂ）提供至少一种胺树脂，ｃ）让该至少一种饱和橡胶化合物和该至少一种胺树脂交联以形成交联的橡胶－树脂混合物，ｄ）将至少一种导热性填料加入到交联的橡胶－树脂混合物中，和ｅ）将润湿剂添加到交联的橡胶－树脂混合物中。该方法也可进一步包括将至少一种相变材料添加到交联的橡胶－树脂混合物中。所考虑的热界面材料能够作为可分配的液体浆料、凝胶、胶带或膜的形式提供。这里所述的热界面材料的应用包括将该材料引入到层状材料、电子元件或成品电子产品中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是国际申请日为2003年1月13日，国际申请号为PCT/US03/01094，进入中国国家阶段的申请号为03805679.8的PCT国际申请的分案申请。本申请是1999年12月1日提交的US技术申请序列号09/452483的部分继续申请并要求了它的权益，其全部内容被引入这里供参考。专利
本专利技术的领域是在电子元件和层状材料应用中的界面材料。专利技术背景电子元件用于不断增加的消费品和商业电子产品。这些消费品和商品的一些例子是电视、个人电脑、互联网服务器、手机、传呼机、掌上编制器(palm-type organizers)、便携式收音机、汽车用立体声收音机或遥控器。随着这些消费品和商业电子产品需求的增加，还要求同样这些产品变得更小、更功能化、且对于消费者和商家来说更便携。作为这些产品的尺寸减少的结果，包括该产品的元件必须也变得更小。需要减少尺寸或按比例缩小的那些元件中的一些例子是印刷电路或接线板、电阻器、布线、键盘、触垫和芯片封装。因此，元件被破坏并进行研究来确定是否有更好的构造材料和方法，使得这些元件可以缩减尺寸而满足更小电子元件的需要。在层状元件中，一个目标似乎是减少层数，同时提高剩余层的功能和耐久性。然而这一任务是困难的，因为一般应该存在几层以及这些层的组分，以便操作该设备。同样，随着电子设备变得更小且在更高速度下操作，以热量形式散发的能量急剧地增加。在工业中普遍的实践是使用热油脂，或油脂状材料，单独或在该设备的载体上，来转移横穿物理界面所散逸的多余热量。最常用类型的热界面材料是热油脂、相变材料和弹性体胶带。-->热油脂或相变材料具有比弹性体胶带更低的耐热性，因为其具有以非常薄的层铺展的能力并在相邻表面之间提供紧密接触。典型的热阻抗值是0.6-1.6℃cm2/w。然而，热油脂的严重缺点是在热循环如65℃到150℃之后，或当用于VLSI芯片时在功率循环之后，热性能显著地劣化。也已经发现，当表面平面性的大偏差引起在电子设备中的配合表面之间形成缝隙时或当由于其它原因如制造公差等而引起在配合表面之间的大缝隙时，这些材料的特性劣化。当这些材料的热可转移性受破坏时，使用它们的电子设备的性能受到不利影响。因此，仍然需要：a)设计和生产热界面材料和层状材料，它们满足消费品技术规格而同时减少设备尺寸和层数；和b)开发用于生产所需热界面材料和层状材料以及包括所述热界面材料和层状材料的元件的可靠方法。专利技术概述所考虑的可交联的热界面材料是通过混合至少一种橡胶化合物、至少一种胺树脂和至少一种导热性填料来生产。所述的界面材料采取液体或“软凝胶”的形式。凝胶状态通过在至少一种橡胶化合物组合物和至少一种胺树脂组合物之间的交联反应所引起。更具体地说，该胺树脂被引入到橡胶组合物中使在橡胶化合物上的伯羟基交联，由此形成软的凝胶相。因此，需要考虑的是橡胶化合物中的至少一些包括至少一个末端羟基基团。胺或胺型树脂被添加或引入到橡胶组合物或橡胶化合物的混合物中，主要用于促进在胺树脂和在至少一种橡胶化合物上的伯或末端羟基之间的交联反应。在胺树脂和橡胶化合物之间的交联反应导致在混合物中形成“软凝胶”相，而不是液态。一旦已经制备了包括至少一种橡胶化合物、至少一种胺树脂和至少一种导热性填料的基础组合物，该组合物必须与电子元件、出售商或电子产品的要求进行对比，以确定是否需要相变材料来改变组合物的一些物理性能。相变材料可用于热界面材料应用中，因为当它们在固体和液体形式之间来回变化时它们贮存和释放热量。相变材料在它转变成固态时散发热量，而当它回到液体时，它吸收热量。相变温度即熔化温度，-->在该温度下发生热吸收和热排斥。用于形成本文所公开的可交联的热界面材料的方法包括a)提供至少一种饱和橡胶化合物，b)提供至少一种胺树脂，c)让该至少一种饱和橡胶化合物和该至少一种胺树脂交联以形成交联的橡胶-树脂混合物，d)将至少一种导热性填料加入到交联的橡胶-树脂混合物中，和e)将润湿剂添加到交联的橡胶-树脂混合物中。该方法也可进一步包括将至少一种相变材料添加到交联的橡胶-树脂混合物中。所考虑的热界面材料能够作为可分配的液体浆料提供，从而通过分配方法被施涂并然后根据需要加以固化。它也能够作为高度顺从性的、固化的、弹性体膜或片提供，以预先施加于界面上，如吸热层。它能够进一步作为可通过任何合适的分配方法施涂于表面上的软凝胶或液体被提供和生产。甚至进一步，该材料能够作为胶带提供，它能够直接应用于分界面或电子元件。本文所述的热界面材料的应用包括将该材料引入到层状材料，电子元件或成品电子产品中。本专利技术的各种目标、特征、方面和优点将从下面本专利技术优选实施方案的详细说明变得更清楚。专利技术详述所考虑的可交联的热界面材料是通过混合至少一种橡胶化合物、至少一种胺树脂和至少一种导热性填料来生产的。所述的界面材料采取液体或“软凝胶”的形式。本文使用的“软凝胶”是指一种胶体，其中分散相与连续相相结合而形成粘性的“胶状”产品。凝胶状态通过在至少一种橡胶化合物组合物和至少一种胺树脂组合物之间的交联反应所引起。更具体地说，该胺树脂被引入到橡胶组合物中使在橡胶化合物上的伯羟基交联，由此形成软的凝胶相。因此，需要考虑的是橡胶化合物中的至少一些包括至少一个末端羟基基团。这里使用的短语“伯羟基”是指羟基处于分子或化合物上的末端位置。该橡胶化合物还可包括也能够与胺树脂发生交联反应的附加的仲、叔或另外的内部羟基。该附加交联是理想的，这取决于在其中引入了凝胶的产品或元件所需要的最终凝胶状态。需要考虑的是该橡胶化合物可以是“可自交联的”，即它们能够-->与其它橡胶化合物进行分子间交联或与它们本身进行分子内交联，这取决于组合物的其它组分。还要考虑的是，该橡胶化合物能够通过胺树脂化合物交联并也与它们本身或其它橡胶化合物产生一些自交联活性。在优选实施方案中，所使用的橡胶组合物或化合物可以是饱和的或不饱和的。饱和橡胶化合物在这一应用中是优选的，因为它们对热氧化降解不太敏感。可使用的饱和橡胶的例子是乙丙橡胶(EPR，EPDM)，聚乙烯/丁烯，聚乙烯-丁烯-苯乙烯，聚乙烯-丙烯-苯乙烯，氢化聚烷二烯(polyalkyldiene)“单醇”(如氢化聚丁二烯单醇，氢化聚丙二烯单醇，氢化聚戊二烯单醇)，氢化聚烷二烯“二醇”(如氢化聚丁二烯二醇，氢化聚丙二烯二醇，氢化聚戊二烯二醇)和氢化聚异戊二烯。然而，如果化合物是不饱和的，最优选的是该化合物经历加氢过程以断裂或消除至少一些双键。这里使用的短语“加氢过程”是指不饱和有机化合物与氢反应：氢直接加成到一些或全部的双键上，形成饱和产品(加成氢化)，或完全地断裂该双键，据此该片段进一步与氢反应(氢解)。不饱和橡胶和橡胶化合物的例子是聚丁二烯，聚异戊二烯，聚苯乙烯-丁二烯和其它不饱和橡胶，橡胶化合物或橡胶化合物的混合物/组合。这里使用的术语“顺从性的”包括材料的性质，它在室温下屈服和可成型，与在室温下为固体和不屈服相反。这里使用的术语“可交联的”是指还没有交联的那些材料或化合物。每一类型的一种以上的橡胶可以相掺混以生产可交联的热界面材料；然而，可以考虑的是，在优选的热界面材料中，橡胶化合物或组分中的至少一种将是饱和化合物。含有烯烃或不饱和的界面材料，有合适的热填料，显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联的热界面材料，它包括至少一种橡胶化合物，至少一种胺树脂和至少一种导热性填料。

【技术特征摘要】
US 2002-1-14 10/0476171.一种可交联的热界面材料，它包括至少一种橡胶化合物，至少一种胺树脂和至少一种导热性填料。2.权利要求1的可交联的热界面材料，其中至少一种导热性填料包括至少一种填料颗粒。3.权利要求2的可交联的热界面材料，其中至少一种填料颗粒包括具有相同直径的多种填料颗粒。4.权利要求3的可交联的热界面材料，其中多种填料颗粒具有小于100μm的平均粒径。5.权利要求4的可交联的热界面材料，其中多种填料颗粒具有小于50μm的平均粒径。6.权利要求5的可交联的热界面材料，其中多种填料颗粒具有小于20μm的平均粒径。7.权利要求2的可交联的热界面材料，其中至少一种填料颗粒包括具有至少两种代表性直径的多种填料颗粒。8.权利要求7的可交联的热界面材料，其中多种填料颗粒具有小于100μm的平均粒径。9.权利要求8的可交联的热界面材料，其中多种填料颗粒具有小于50μm的平均粒径。10.权利要求9的可交联的热界面材料，其中多...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阮，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[]