相变材料制造技术

在一个示例性实施方案中，热界面材料包含至少一种聚合物、至少一种相变材料、至少一种交联剂和至少一种导热填料。所述至少一种导热填料包含颗粒直径为约1微米或更小的多个第一颗粒。所述至少一种导热填料占热界面材料总重量的至少80重量％。还提供了用于形成热界面材料的配制物和包含热界面材料的电子部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相变材料专利
本公开大体上涉及热界面材料，更具体地，涉及包含相变材料的热界面材料。相关技术的描述热界面材料广泛地用于从电子部件，诸如中央处理单元、视频图形阵列、服务器、游戏控制台、智能电话、LED板等散热。热界面材料通常用于从电子部件传递过量的热量至散热片(heatspreader)，然后将热量传递至散热器(heatsink)。图1示意性地图示说明电子芯片10，其包括硅芯片模(silicondie)12、印刷电路板14和在印刷电路板14上的多个倒装芯片连接件(flipchipjoints)16。电子芯片10通过一种或多种第一热界面材料（TIM）22示意性地连接到散热片18和散热器20。如图1图示说明，第一TIM22A连接散热器20和散热片18，第二TIM22B连接散热片18和电子芯片10的硅芯片模12。热界面材料22A,22B的一者或两者可以是如下所述的热界面材料。TIM22A被指定为TIM2并位于散热片18和散热器20之间，从而使TIM22A的第一表面与散热片18的表面接触，并使TIM22A的第二表面与散热器20的表面接触。TIM22B被指定为TIM1并位于电子芯片10和散热片18之间，从而使TIM22B的第一表面与电子芯片34的表面（例如硅芯片模12的表面）接触，并使TIM22B的第二表面与散热片18的表面接触。在一些实施方案（未示出）中，TIM22被指定为TIM1.5并位于电子芯片10和散热器20之间，从而使TIM22的第一表面与电子芯片10的表面（例如硅芯片模12的表面）接触，并使TIM2的第二表面与散热器22的表面接触。热界面材料包括散热膏、膏状材料、弹性体带和相变材料。传统的热界面材料包括诸如间隙垫(gappad)和热垫(thermalpad)的部件。示例性的热界面材料在以下专利和申请中公开：CN103254647、CN103254647、JP0543116、U.S.6,238,596、U.S.6,451,422、U.S.6,500,891、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.6,874,573、U.S.7,172,711、U.S.7,147,367、U.S.7,244,491、U.S.7,867,609、U.S.8,324,313、U.S.8,586,650、U.S.2005/0072334、U.S.2007/0051773、U.S.2007/0179232、U.S.2008/0044670、U.S.2009/0111925、U.S.2010/0048438、U.S.2010/0129648、U.S.2011/0308782、US2013/0248163、WO2008/121491和PCT/CN2014/093138。散热膏和相变材料由于以非常薄的层铺展，并提供相邻表面之间的紧密接触的能力而具有比其它类型的热界面材料更低的热阻。然而，在一些情况下，电子芯片10和散热器20和/或散热片18以垂直取向布置，例如在图2中所示。以这样的垂直取向，气隙24直接位于TIM22A和/或TIM22B的下方使得TIM未在下端被支撑。在较高温度下，热界面材料，如TIM22A、22B，可以通过气隙24滴出界面并滴至电子部件的其他部分上。上述内容的改进是期望的。专利技术概述本公开提供了可用于从产热电子器件（如计算机芯片）传热至散热结构（诸如散热片和散热器）的热界面材料。所述热界面材料示例性地包含至少一种相变材料、至少一种聚合物基质材料、一种或多种导热填料和至少一种交联剂，其中所述导热填料占所述热界面材料总重量的至少80重量％，并且导热填料包含颗粒直径小于1微米的多个第一颗粒。在一个更具体的实施方案中，导热填料占热界面材料总重量的至少90重量％、91重量％、92重量％、93重量％或95重量％。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，所述热界面材料包含1重量％至16重量％的至少一种聚合物基质材料；0.5重量％至8重量％的至少一种相变材料；和0.1重量％至1重量％的至少一种胺或基于胺的交联剂。在一个更具体的实施方案中，所述热界面材料包含1重量％至8重量％的至少一种聚合物基质材料；0.5重量％至5重量％的至少一种相变材料；和0.1重量％至1重量％的至少一种胺或基于胺的交联剂。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，所述多个第一颗粒包括氧化锌颗粒。在一个甚至更具体的实施方案中，氧化锌颗粒具有0.1微米至约1微米的直径。在另一个更具体的实施方案中，氧化锌颗粒具有0.9微米或更小的直径。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，导热填料还包含具有大于1微米的颗粒直径的多个第二颗粒。在一个甚至更具体的实施方案中，所述多个第二颗粒包括铝颗粒。在又一更具体的实施方案中，所述多个第二颗粒包括具有约3微米至约15微米的直径的铝颗粒。在一个还更具体的实施方案中，所述多个第二颗粒包含具有约3微米的直径的第一部分铝颗粒和具有约10微米的直径的第二部分铝颗粒。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，所述交联剂是胺或基于胺的交联剂。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，导热填料占热界面材料总重量的91重量％至95重量％。在一个甚至更具体的实施方案中，导热填料占热界面材料总重量的92重量％至94重量％。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，所述热界面材料进一步包含至少一种偶联剂，如钛酸酯偶联剂。在任何上述实施方案的另一个更具体的实施方案中，所述热界面材料进一步包含至少一种抗氧化剂。在任何上述实施方案的另一个更具体的实施方案中，所述热界面材料进一步包含至少一种离子清除剂。在任何上述实施方案的另一个更具体的实施方案中，所述热界面材料进一步包含至少一种触变剂。在另一个实施方案中，提供了用于形成热界面材料的配制物。所述配制物包含溶剂、至少一种相变材料、至少一种聚合物基质材料、一种或多种导热填料和至少一种交联剂，其中所述导热填料占所述热界面材料的干重（无溶剂重量）的至少80重量%，和导热填料包含具有小于1微米的颗粒直径的多个第一颗粒。在另一个实施方案中，提供电子部件。所述电子部件包括散热器、电子芯片和位于所述散热器和电子芯片之间的热界面材料，该热界面材料包含：至少一种相变材料、至少一种聚合物基质材料、一种或多种导热填料和至少一种交联剂，其中所述导热填料占所述热界面材料总重量的至少91重量％，和导热填料包含具有小于1微米的颗粒直径的多个第一颗粒。电子芯片和散热器以垂直取向布置，并且热界面材料以垂直取向位于垂直取向的电子芯片和散热器之间。在一个更具体的实施方案中，所述热界面材料的第一表面与所述电子芯片的表面接触，和所述热界面材料的第二表面与散热器接触。在另一个更具体的实施方案中，电子部件包括位于散热器和电子芯片之间的散热片，其中热界面材料的第一表面与电子芯片的表面接触，和热界面材料的第二表面与散热片接触。在又一个更具体的实施方案中，电子部件包括位于散热器和电子芯片之间的散热片，其中所述热界面材料的第一表面与散热片的表面接触，和热界面材料的第二表面与散热器接触。附图的简要说明通过参考本专利技术实施方案的以下描述并结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热界面材料，其包含：1重量％至16重量％的至少一种聚合物基质材料；0.5重量％至8重量％的至少一种相变材料；0.1重量％至1重量％的至少一种胺或基于胺的交联剂；和至少一种导热填料，其包含颗粒直径为约1微米或更小的多个第一颗粒；其中所述至少一种导热填料占所述热界面材料的总重量的80重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.热界面材料，其包含：1重量％至16重量％的至少一种聚合物基质材料；0.5重量％至8重量％的至少一种相变材料；0.1重量％至1重量％的至少一种胺或基于胺的交联剂；和至少一种导热填料，其包含颗粒直径为约1微米或更小的多个第一颗粒；其中所述至少一种导热填料占所述热界面材料的总重量的80重量％。2.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述多个第一颗粒包括具有约0.1微米至约1微米的直径的氧化锌颗粒。3.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述至少一种导热填料包含具有约1微米或更大的颗粒直径的多个第二颗粒。4.根据权利要求3所述的热界面材料，其中所述多个第二颗粒包括具有约2微米至约12微米的颗粒直径的铝颗粒。5.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述胺或基于胺的交联剂是烷基化三聚氰胺树脂。6.根据权利要求1所述的热界面材料，其中基于所述热界面材料的总重量计，所述热界面材料包含1重量％至8重量％的所述至少一种聚合物基质材料；0.5重量％至5重量％的所述至少一种相变材料；0.1重量％至1重量％的所述至少一种胺或基于胺的交联剂；和91重量％至9...

【专利技术属性】
技术研发人员：B张，汪慰军，刘亚群，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