包括铝粉的导热电磁干扰EMI吸收体制造技术

公开了包括铝粉的导热电磁干扰(EMI)吸收体的示例性实施方式。体的示例性实施方式。体的示例性实施方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括铝粉的导热电磁干扰EMI吸收体
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2020年5月22日提交的美国临时申请No.63/028,685的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用被合并于此。


[0003]本公开涉及包括铝粉的导热EMI吸收体。

技术介绍

[0004]本节提供了与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。
[0005]诸如半导体、集成电路封装、晶体管等的电气部件通常具有预先设计的温度，电气部件在这些温度下最佳地操作。理想情况下，预先设计的温度接近周围空气的温度。但是电气部件的操作生成热。如果热不去除，则电气部件可能在显著高于其正常或可取的操作温度的温度下操作。这样过高的温度可能不利地影响电气部件的操作特性和相关装置的操作。
[0006]为了避免或至少减少来自热生成的不利操作特性，应该例如通过将来自操作电气部件的热传导到热沉来去除热。然后可通过传统对流和/或辐射技术来冷却热沉。在传导期间，热可通过电气部件与热沉之间的直接表面接触和/或通过电气部件和热沉表面经由中间介质或热界面材料(TIM)的接触来从操作电气部件传递到热沉。与利用空气(相对差的热导体)填充间隙相比，可使用热界面材料来填充热传递表面之间的间隙以便增加热传递效率。
[0007]另外，电子装置的工作中的常见问题是在设备的电子电路内生成电磁辐射。这种辐射会导致电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI)，该EMI或RFI会干扰一定距离内的其他电子装置的操作。在没有充分屏蔽的情况下，EMI/RFI干扰会引起重要信号的劣化或完全丢失，从而致使电子设备低效或不可操作。
[0008]减轻EMI/RFI影响的常见解决方案是通过使用能够吸收和/或反射和/或重定向EMI能量的屏蔽件。这些屏蔽件通常被采用来使EMI/RFI位于其源内，并且隔离邻近EMI/RFI源的其他装置。
[0009]本文所用的术语“EMI”应当被认为总体上包括并指EMI发射和RFI发射，并且术语“电磁”应当被认为通常包括并指来自外部源和内部源的电磁频率和射频。因此，(如这里所用的)术语屏蔽广泛地包括并指诸如通过吸收、反射、阻挡和/或重定向能量或其某一组合减轻(或限制)EMI和/或RFI，使得EMI和/或RFI例如对于电子部件系统的政府合规和/或内部功能不再干扰。
附图说明
[0010]这里所描述的附图仅用于例示所选实施方式而不是所有可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。
[0011]图1是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的衰减(分贝/厘米(dB/cm))对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，对于18GHz及以上的频率，样本导热EMI吸收体具有大于100dB/cm的衰减。
[0012]图2是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的介电常数(实部)对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，导热EMI吸收体的介电常数在对于2GHz至18GHz的频率约100或以上直至40GHz的频率下约20的范围内。
[0013]图3是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的介电常数(虚部)对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。
[0014]图4是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的损耗角正切对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，导热EMI吸收体对于约20GHz及更高的频率具有约1或更高的损耗角正切。
具体实施方式
[0015]现在将参照附图充分地描述示例实施方式。
[0016]传统EMI吸收体通常具有已被鉴定为良好的无线电波吸收体的介电填料或磁性填料。常用的磁性填料包括羰基铁粉、其它铁合金和铁素体。不太常见的磁性填料包括镍和钴。常用的介电填料包括炭黑和碳化硅。
[0017]传统EMI吸收体可用于吸收或衰减无线电波。但如本文中所认识到的，与传统EMI吸收体和混合导热EMI吸收体所提供的相比，在大于3GHz的频率下需要更好的衰减和/或更好的热性质。由于在更高的频率下衰减需要增加，所以传统EMI吸收体材料可能没有足够高的衰减。
[0018]但如本文中所认识到的，铝粉可用作EMI吸收体和/或增强EMI吸收体的性能(例如，增加衰减等)。也如本文中所认识到的，铝粉可用于增强聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)或使聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)适合用作导热EMI吸收体。所添加的铝粉还可增加EMI吸收体的热导率，这是另一额外的益处，例如对于需要保护免受EMI和/或辐射不想要的电磁波等的集成电路(IC)。
[0019]因此，本文公开了包括铝粉的导热电磁干扰(EMI)吸收体的示例性实施方式。公开了使用铝粉作为EMI吸收体和/或增强聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)或使聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)适合用作导热EMI吸收体的示例性方法。还公开了使用铝粉增加导热EMI吸收体的介电常数的示例性方法。增加的介电常数可改进或增加导热EMI吸收体的吸收性质(例如，在高于3千兆赫(GHz)的频率下每行进距离的衰减增加等)。铝粉还可提供增加导热EMI吸收体的热导率(例如，约3.0瓦特/米/开尔文(W/
mK)或更高等)的额外益处。
[0020]在示例性实施方式中，用于导热电磁干扰(EMI)吸收体的导热EMI吸收体包括基础或基质材料以及在基础或基质材料中的至少一种填料。所述至少一种填料包括足以增加导热EMI吸收体的介电常数的预定量的铝粉。
[0021]至少一种填料还可包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝。基础或基质材料中的总填料用量取决于约1重量％至约95重量％范围内的基质。基础或基质材料可包括有机硅树脂、环氧树脂或者包括弹性体、热塑性材料和热固性材料的许多石油树脂中的任一种。示例基础或基质材料包括聚合物树脂、油胶树脂、有机硅油胶树脂、有机硅油胶树脂、苯乙烯和乙烯/丁烯共聚物、苯乙烯和乙烯/丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)；具有铂催化剂和交联剂的有机硅聚合物；工艺油、包括液态有机硅的热塑性树脂、尿烷、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、环氧树脂、热塑性树脂、热固性非有机硅树脂等。
[0022]至少一种填料可包括与本文所提及的任何其它填料(例如，碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导热电磁干扰EMI吸收体，该导热EMI吸收体包括基础或基质材料以及在所述基础或基质材料中的至少一种填料，其中，所述至少一种填料包括足以增强所述导热EMI吸收体的性能的预定量的铝粉。2.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：所述至少一种填料还包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝；并且/或者所述基础或基质材料包括有机硅树脂和/或蜡。3.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中，所述基础或基质材料中的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％，包括足以增加所述导热EMI吸收体的介电常数以及在高于3千兆赫的频率下每行进距离的衰减的所述预定量的所述铝粉。4.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有以下中的至少一个或更多个：在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；在约3千兆赫的频率下约0.04的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，在约18千兆赫的频率下，所述导热EMI吸收体具有：约50的电容率Dk；大于约0.5的损耗角正切；以及大于约100分贝/厘米的衰减。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。8.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：所述基础或基质材料包括有机硅树脂；所述至少一种填料包括与包括碳化硅的至少一种其它填料在所述有机硅树脂中共混的所述铝粉；并且所述导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。9.根据权利要求8所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是可分配导热EMI
吸收体。10.根据权利要求8或9所述的导热EMI吸收体，其中：在所述有机硅树脂中铝与碳化硅之比为约1.1:1；并且在所述有机硅树脂中所述铝粉和所述碳化硅的总填料用量为至少约90重量％。11.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：所述基础或基质材料包括有机硅树脂；所述至少一种填料包括与包括氧化锌的至少一种其它填料在所述有机硅树脂中共混的所述铝粉；并且所述导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。12.根据权利要求11所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是相变热界面材料。13.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是相变热界面材料，该相变热界面材料具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减；以及在约4...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森，
申请(专利权)人：莱尔德技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：