凝胶型热界面材料制造技术

本发明专利技术公开了一种热界面材料，所述热界面材料可用于将来自诸如计算机芯片的发热电子设备的热量传递到诸如热扩散器和散热器的热耗散结构。所述热界面材料包含至少一种硅油和至少一种导热填料。

Gel type thermal interface materials

The invention discloses a thermal interface material which can be used to transfer heat from a heating electronic device such as a computer chip to a heat dissipation structure such as a thermal diffuser and a radiator. The thermal interface material comprises at least one silicone oil and at least one thermal conductive filler.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】凝胶型热界面材料相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月26日提交的美国临时专利申请序列号62/366,704以及2016年12月20日提交的美国临时专利申请序列号62/436,746的优先权，这些临时专利申请据此全文明确地以引用方式并入本文。
本公开整体涉及热界面材料，并且更具体地涉及凝胶型热界面材料。相关领域说明热界面材料(TIM)广泛用于从诸如中央处理单元、视频图形阵列、服务器、游戏控制台、智能手机、LED板等电子部件耗散热量。热界面材料通常用于将来自电子部件的过多热量传递到热扩散器，诸如散热器。包含热界面材料的典型电子器件封装结构10在图1中示出。电子器件封装结构10示例性地包括诸如电子芯片12的发热部件以及诸如热扩散器14和散热器16的一个或多个热耗散部件。示例性热扩散器14和散热器包含金属、金属合金或镀金属基底，诸如铜、铜合金、铝、铝合金或镀镍铜。TIM材料(诸如TIM18和TIM20)提供发热部件与一个或多个热耗散部件之间的热连接。电子器件封装结构10包括连接电子芯片12和热扩散器14的第一TIM18。TIM18通常称为“TIM1”。电子器件封装结构10包括连接热扩散器14和散热器16的第二TIM20。TIM20通常称为“TIM2”。在另一个实施方案中，电子器件封装结构10不包括热扩散器14，并且TIM(未示出)将电子芯片12直接连接到散热器16。将电子芯片12直接连接到散热器16的此类TIM通常称为TIM1.5。传统热界面材料包括诸如间隙垫的部件。然而，间隙垫具有某些缺点，诸如不能满足很小厚度要求以及难以用于自动化生产。其他热界面材料包括凝胶产品。凝胶产品可自动地分配用于进行大规模生产，并且可形成为所需形状和厚度。然而，典型凝胶产品具有在温度循环测试中滴落和开裂的问题，包括产品可潜在地更可能在极端情况下失效。希望在上述方面加以改进。
技术实现思路
本公开提供了热界面材料，所述热界面材料可用于将来自诸如计算机芯片的发热电子设备的热量传递到诸如热扩散器和散热器的热耗散结构。热界面材料包含至少一种硅油、至少一种导热填料和至少一种加成抑制剂。在一个示例性实施方案中，提供了热界面材料。热界面材料包含：重均分子量(Mw)为小于50,000道尔顿的至少一种低分子量硅油；至少一种导热填料；至少一种加成催化剂；以及至少一种高分子量硅油，其中该高分子量硅油包括重均分子量(Mw)为至少60,000道尔顿的乙烯基官能化硅油。在更具体的实施方案中，所述至少一种低分子量硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。在更具体的实施方案中，导热填料包括第一导热填料和第二导热填料，其中第一导热填料是粒度为大于1微米的金属氧化物，并且第二导热填料是粒度为小于1微米的金属氧化物。在另一个更具体的实施方案中，导热填料包括第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料，其中第一导热填料是平均粒度为大于10微米的金属氧化物，第二导热填料是平均粒度为介于1微米与10微米之间的金属氧化物，并且第三导热填料是平均粒度为小于1微米的金属氧化物。在又一个更具体的实施方案中，热界面材料包含：2重量％至20重量％的低分子量硅油；50重量％至95重量％的导热填料；以及0.1重量％至5重量％的高分子量硅油。在又一个更具体的实施方案中，低分子量硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。在上述任一实施方案中的更具体实施方案中，提供了热界面材料。热界面材料包含：至少一种硅油；至少一种导热填料；以及至少一种加成抑制剂，其中加成抑制剂包括炔基化合物。在还更具体的实施方案中，加成抑制剂选自下述各项构成的组：多乙烯基官能化聚硅氧烷、乙炔基环己醇中的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、2-甲基-3-丁炔-2-醇以及3-甲基-1-戊炔-3-醇。在上述任一实施方案中的更具体实施方案中，至少一种硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。在上述任一实施方案中的更具体实施方案中，导热填料包括第一导热填料和第二导热填料，其中第一导热填料是粒度为大于1微米的金属，并且第二导热填料是粒度为小于1微米的金属氧化物。在上述任一实施方案中的更具体实施方案中，第一导热填料与第二导热填料的比率为1.5:1至3:1。在上述任一实施方案中的更具体实施方案中，热界面材料包含：2重量％至20重量％的硅油；0.1重量％至5重量％的硅烷偶联剂；50重量％至95重量％的导热填料；以及0.01重量％至5重量％的加成抑制剂。在更具体的实施方案中，加成抑制剂是乙炔基环己醇中的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷。在更具体的实施方案中，硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。在一个示例性实施方案中，提供了电子部件。该电子部件包括：散热器；电子芯片；热界面材料，其具有第一表面层和第二表面层，定位在散热器与电子芯片之间，并且包含至少一种硅油、至少一种导热填料以及至少一种加成抑制剂，其中该加成抑制剂包括炔基化合物。在更具体的实施方案中，至少一种硅油包括至少一种低分子量硅油和至少一种高分子量硅油。在更具体的实施方案中，至少一种高分子量硅油包括重均分子量(Mw)为至少60,000道尔顿的乙烯基官能化硅油。在另一个更具体的实施方案中，第一表面层与电子芯片的表面接触，并且第二表面层与散热器接触。在另一个更具体的实施方案中，电子部件还包括定位在散热器与电子芯片之间的热扩散器，其中第一表面层与电子芯片的表面接触，并且第二表面层与热扩散器接触。在还更具体的实施方案中，电子部件还包括定位在散热器与电子芯片之间的热扩散器，其中第一表面层与热扩散器的表面接触，并且第二表面层与散热器接触。附图说明通过参考以下结合附图对本专利技术实施方案的描述，本公开的上述及其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更显而易见，并且本专利技术本身将得到更好的理解，在附图中：图1示意性地示出了典型电子器件封装结构；图2A与实施例1相关，并且示出了在热循环测试之前由实施例1形成的样品；图2B与实施例1相关，并且示出了在热循环测试之前由比较例形成的样品；图3A与实施例1相关，并且示出了在热循环测试之后由实施例1形成的样品；图3B与实施例1相关，并且示出了在热循环测试之后由实施例1形成的样品；图4A与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之前由比较例2形成的样品；图4B与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之前由实施例2A形成的样品；图4C与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之前由实施例2B形成的样品；图5A与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之后由比较例2形成的样品；图5B与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之后由实施例2A形成的样品；图5C与实施例2相关，并且示出了在热循环测试之后由实施例2B形成的样品；图6A示出了根据本公开的实施方案的分配器装置；并且图6B示出了操作中的图6A的分配器装置。在这些若干视图中对应的附图标记指示对应的部分。本文所述的范例示出了本专利技术的示例性实施方案，并且这些范例不应被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。具体实施方式A.热界面材料本专利技术涉及可用于从电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热界面材料，包含：重均分子量(Mw)为小于50,000道尔顿的至少一种低分子量硅油；至少一种导热填料；以及至少一种高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括重均分子量(Mw)为至少60,000道尔顿的乙烯基官能化硅油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 US 62/366,704;2016.12.20 US 62/436,746;1.一种热界面材料，包含：重均分子量(Mw)为小于50,000道尔顿的至少一种低分子量硅油；至少一种导热填料；以及至少一种高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括重均分子量(Mw)为至少60,000道尔顿的乙烯基官能化硅油。2.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述至少一种低分子量硅油包括第一硅油和第二硅油，其中所述第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且所述第二硅油是氢化物官能化硅油。3.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述导热填料包括第一导热填料和第二导热填料，其中所述第一导热填料是粒度为大于1微米的金属氧化物，并且所述第二导热填料是粒度为小于1微米的金属氧化物。4.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述热界面材料包含：2重量％至20重量％的所述低分子量硅油；50重量％至95重量％的所述导热填料；以及0.1重量％至5重量％的所述高分子量硅油。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立强，段惠峰，张锴，刘亚群，沈玲，汪慰军，亢海刚，
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