导热油脂制造技术

本发明专利技术涉及可包含载体油、分散剂和导热颗粒的导热油脂，其中所述导热颗粒为至少三种分布的导热颗粒的混合物，所述至少三种分布的导热颗粒的每一种均具有与其他平均粒度相差因子至少为５的平均（Ｄ↓［５０］）粒度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导热油脂对相关申请的交叉引用本申请是2005年8月3日提交的美国申请No. 11/195,953的部 分继续申请，所述申请的公开内容以引用的方式全文并入本文中。
技术介绍
本专利技术涉及热界面材料以及它们的使用。计算机行业一直在不断地向更高的计算能力和速度前进。微处理 器的形体尺寸正被制造得越来越小以提高计算速度。因此，就增加了 功率通量，并且每单位面积的微处理器产生更多热量。当微处理器的 热输出增加时，热或热能管理就成为一种更大的挑战。在本行业，热能管理的一个方面被称为热界面材料或TIM， 这种材料被置于热源(例如微处理器)和散热装置之间来促进热传递。 此类TIM可以采取油脂或片状材料的形式。也使用这些热界面材料来 排除微处理器和散热装置之间的任何绝缘空气。通常，TIM用于将热源热连接至散热器(即比热源更大的导热 板)，这种情况下它们被称为TIMI。也可以将TIM用于散热器和 散热装置如冷却装置或翅式散热器之间，这种情况下TIM被称为 TIM II。在具体的安装中，TIM可存在于一个位置或两个位置中。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供了一种导热油脂，所述油脂包含0 至约49.5重量％的载体油、约0.5至约25重量％的至少一种分散剂 和至少约50重量％的导热颗粒。导热颗粒包含至少三种分布的导热颗粒的混合物，其中该至少三种分布的导热颗粒的每一种均具有与其他分布相差因子至少为5的平均(D5())粒度。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种制造本专利技术的导热油脂的 方法，所述方法包括以下步骤提供载体油、分散剂和导热颗粒，然 后将载体油(如果存在的话)、分散剂和导热颗粒混合在一起。在一个方面，将载体油(如果存在的话)与分散剂混合在一起， 然后将导热颗粒按最小至最大平均粒度的次序混入载体油和分散剂的 混合物中。在另一个方面，将导热颗粒混合在一起，然后将它们混入 载体油(如果存在的话)和分散剂的混合物中。在另一个方面，在将 导热颗粒混入载体油(如果存在的话)和分散剂的混合物中之前，先 用分散剂将一部分或全部的导热颗粒预分散。在另一个实施例中，本专利技术提供了微电子组件，该组件包括基板、 连接到基板上的至少一个微电子热源和在至少一个微电子热源上的本 申请所公开的导热油脂。在一个方面，本专利技术提供的上述微电子组件还包括散热器和位于 微电子热源和散热器之间的本申请中所公开的导热油脂。在另一个方面，本专利技术提供了微电子组件，该组件包括基板、连 接到基板上的至少一个微电子热源、散热器以及连接到散热器上的散 热装置，其中本申请中所公开的导热油脂位于散热器和散热装置之间。在另一个方面，本专利技术提供了微电子组件，该组件包括基板、连 接到基板上的至少一个微电子热源、散热器、位于微电子热源和散热 器之间的本申请所公开的导热油脂以及散热装置，其中导热油脂位于 散热器和散热装置之间。具体实施方式如本文所用，油脂是指在1/s剪切速率下和20°C时具有大于lX104cps (lOPa.s)的粘度并且在1/s剪切速率下和125°C时具有小于108cps 的粘度的物质。导热油脂是指当按下文所述的测试方法体积热导率测定 时具有大于0.05W/m-K的体积热导率的油脂。除非另外规定，假定本文所有数字均被术语约修饰。由端点 表述的数值范围包括包含在该范围内的所有数值(例如，1至5包括 1、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4和5)。本专利技术的导热油脂(TCG)可包含一种或多种载体油。载体油为本 专利技术的TCG提供基料或基质。可用的载体油可包括合成油或矿物油、 或它们的组合，并且通常在环境温度下易流动。可用载体油的具体实 例包括多羟基化合物酯、环氧化物、硅油和聚烯烃或它们的组合。市售载体油包括二戊赤藓醇与短链脂肪酸的多羟基化合物酯 HATCOL1106以及三羟甲基丙垸、己二酸、辛酸和癸酸的复合多羟基 化合物酯HATCOL 3371 (两者均得自Hatco Corporation, Fords, NJ); 和得自Hexion Specialty Chemicals, Inc., Houston TX的脂族环氧酯树 月旨HELOXY71。载体油可以存在于本专利技术的TCG中的量为所述总组合物的0 至约49.5重量％，并且在其他实施例中为0至最多约20或约12重 量％。在其他实施例中，载体油可以存在的量为所述组合物的至少2、 1或0.5重量％。载体油也可以包括约0.5、 1或2至约12、 15或20 重量％的范围存在于本专利技术的TCG中。本专利技术的TCG包含一种或多种分散剂。分散剂可以与载体油联 合存在，或可以在没有载体油的情况下存在。分散剂改善了载体油(如 果存在的话)中导热颗粒(下文所述)的分散性。可用的分散剂可以 表征为聚合物或离子性质的。离子分散剂可以为阴离子的或阳离子的。 在一些实施例中，分散剂可以为非离子的。可以使用分散剂的组合， 例如离子分散剂和聚合物分散剂的组合。可用分散剂的实例包括但不限于聚胺、磺酸酯、改性聚己酸内酯、 有机磷酸酯、脂肪酸、脂肪酸的盐、聚醚、聚酯和多羟基化合物、以 及例如表面改性的无机纳米级微粒等无机分散剂、或它们的任何组合。市售分散剂包括得自Lubrizol Corporation, Cleveland, OH的子公 司Noveon， Inc.的具有商品名SOLSPERSE 24000和SOLSPERSE 39000超分散剂的那些；得自Efka Additives BV, Heerenveen， The Netherlands的改性聚氨酯分散剂EFKA 4046;和得自Rhone-Poulenc， Plains Road， Granbury, NJ的有机磷酸酯RHODAFAC RE-610。分散剂存在于本专利技术的TCG中的量为所述总组合物的至少0.5 并且不超过50重量％，并且在其他实施例中不超过25、 10或5重量 %。在另一个实施例中，分散剂可以存在的量为至少1重量％。分散剂 也可以包括约1至约5重量％的范围存在于本专利技术的TCG中。本专利技术的TCG包含导热颗粒。可用的导热颗粒包括但不限于由 以下物质制成或包含以下物质的那些金刚石、多晶金刚石、碳化硅、 矾土、氮化硼(六方形或立方体)、碳化硼、二氧化硅、石墨、无定 形碳、氮化铝、铝、氧化锌、镍、钨、银、以及它们中任一个的组合。 这些颗粒中的每种都是不同类型的。可用于本专利技术的TCG中的导热颗粒为至少三种分布的导热颗粒 的混合物。该至少三种分布的导热颗粒的每一种均具有同其上和/或其下分布的平均粒度相差因子至少为5的平均粒度，并且在其他实施例中，至少7.5的因子，或至少10的因子，或大于10。例如，导热颗 粒的混合物可由以下物质组成具有0.3微米的平均粒径(D5a)的最 小颗粒分布；具有3.0微米的平均粒径(D5。)的中等分布；和具有30 微米的平均粒径(D5())的最大分布。另一个实例可以具有平均粒径 (D5Q)值为0.03微米、0.3微米和3微米的平均粒径分布。可用于本专利技术的TCG中的导热颗粒为导致至少三模态分布的至 少三种分布的导热颗粒的混合物。在这种三模态分布中，各峰之间的 最小值(各峰的基线与各分布峰之间的谷的最低点之间的距离)可不 超过相邻峰之间的内插值(高度)的75%、 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热油脂，所述导热油脂包含：　　　　０至约４９．５重量％的载体油；　　　　约０．５至约２５重量％的至少一种分散剂；和　　　　至少约４９．５重量％的导热颗粒，其中所述导热颗粒包含至少三种分布的导热颗粒的混合物，所述至少三种分布的导热颗粒的每一种均具有与其他分布相差因子至少为５的平均（Ｄ↓［５０］）粒度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-3 11/195,9531.一种导热油脂，所述导热油脂包含0至约49.5重量％的载体油；约0.5至约25重量％的至少一种分散剂；和至少约49.5重量％的导热颗粒，其中所述导热颗粒包含至少三种分布的导热颗粒的混合物，所述至少三种分布的导热颗粒的每一种均具有与其他分布相差因子至少为5的平均(D50)粒度。2. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒的每一种均具有与其他分布相差因子至少为7.5的平均 (D50)粒度。3. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒的每一种均具有与其他分布相差因子至少为10的平均(DmO 粒度。4. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述导热颗粒包含选自由下列材料组成的组的材料金刚石、碳化硅、矾土、氮化硼(六 方形或立方体)、碳化硼、二氧化硅、石墨、无定形碳、多晶金刚石、 氮化铝、铝、氧化锌、镍、钨、银、以及它们的组合。5. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述分散剂包含选自由下列物质组成的组的分散剂非离子分散剂、聚合物分散剂、离子 分散剂、无机分散剂、以及它们的组合。6. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中载体油的存在量为约0.5至约20重量％。7. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的导热颗粒的一种具有约0.02至约5微米范围内的平均粒度。8. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒的一种具有约0.10至约50.0微米范围内的平均粒度。9. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒的一种具有约0.50至约500微米范围内的平均粒度。10. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少一种分散剂 包含离子分散剂和聚合物分散剂。11. 根据权利要求1所述的导热油脂，所述导热油脂还包含第四 种分布的导热颗粒。12. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述导热颗粒包含金 刚石和碳化硅颗粒的混合物。13. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒基本上不重叠。14. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中所述至少三种分布的 导热颗粒具有最小的重叠。15. 根据权利要求1所述的导热油脂，其中具有最大平均(D5(0 粒度的颗粒分布包含金...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾弗里T安德森，菲利普E肯德尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]