导热的电磁干扰屏蔽制造技术

结合电磁能吸收材料与导热材料，如与电子设备结合用于热控制的那些，从而抑制电磁干扰（ＥＭＩ）经其透过。公开了材料和结合ＥＭＩ吸收材料与导热材料的方法，从而以经济上有效的方式改进ＥＭＩ屏蔽效应。在一个实施方案中，通过结合ＥＭＩ吸收材料（例如铁素体颗粒）与导热材料（例如陶瓷颗粒），其中各自悬浮在弹性基体（例如硅氧烷）内，从而制备导热的ＥＭＩ吸收剂。在应用中，导热的ＥＭＩ吸收材料层施加在电子器件或组件和散热片之间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
导热的电磁干扰屏蔽本申请是申请号为200380104905. 3、申请日为2003年10月21日、专利技术标题为“导热的电磁干扰屏蔽”的分案申请。
技术介绍
1.专利
本专利技术一般地涉及在电子应用中的热管理，和更具体地涉及具有电磁能衰 减性能的导热体。2.现有技术的说明此处所使用的术语EMI应当认为一般是指电磁干扰和射频干扰(RFI)发射 这二者，和术语“电磁”应当认为一般是指电磁和射频。电子器件典型地产生热辐射作为不可避免的副产物。所产生的热辐射量可 与源电子组件或器件的开关速度和复杂性相关。由于较新的电子器件倾向于在越来越大的 开关速度下操作，因此它们也将导致较大的热辐射。这些增加的热辐射，在一定程度上，具 有干扰源电子组件功能和其它邻近器件与组件功能的危险。因此，应当温和地耗散不想要的热辐射，以排除或最小化任何非所需的效 果。除去不想要的热辐射的现有技术的解决方法包括在电子组件上提供热垫和将散热片连 接到该热垫上。散热片通常包括导热率高的材料。当与产热电子组件紧密接触地放置时， 散热片将热量传导离开组件。散热片还具有促进热量从散热片通过例如对流转移到周围环 境的特性。例如，散热片常常包括对于给定的体积来说，导致相对大表面积的“翼片”。此外，在正常操作下，电子组件典型地产生非所需的电子能，而电磁能会干 扰位于附近的电子设备的操作，这是由于通过辐射和传导导致的EMI辐射所致。电磁能可 在宽范围的波长与频率下存在。为了最小化与EMI有关的问题，可屏蔽非所需的电磁能源 并接地，以减少在周围环境内的发射。或者或另外，可类似地屏蔽EMI的感受器并接地，以 保护它们避免在周围环境内的EMI。因此，设计屏蔽，以便相对于阻挡层、外壳或电子设备位 于其内的其它机壳，防止电磁能的进入和外流。完美的EMI设计原理建议尽可能靠近源头处理EMI，以排除不想要的EMI 进入局部环境内，从而最小化干扰的危险。遗憾的是，要求使用散热片的组件和器件并不完 全适于在源头处对EMI的保护处理，因为这种处理会干扰散热片的操作。散热片应当与电 子组件紧密接触，以提供传热路径且还对周围环境开放，以允许散热片通过对流传热发挥 作用。专利技术概述 一般地，本专利技术涉及电磁干扰吸收传热的缝隙填料，如用电磁干扰吸收材 料处理的弹性(例如硅氧烷)垫。EMI吸收材料吸收在处理的热垫上入射的部分EMI，从而 在宽的操作频率范围内减少通过热垫EMI的透射。吸收材料可通过功率的耗散从环境中除 去部分EMI，所述功率的耗散来自于损耗机理。这些损耗机理包括在介电材料内的偏振损耗 和在具有有限导电率的传导材料内的传导或电阻损耗。因此，一方面，本专利技术涉及降低因电子器件产生的电磁发射的复合材料，该复合材料包括导热材料和电磁能吸收材料的结合。导热材料促进热能从器件上转移和电磁 能吸收材料降低因该器件产生的电磁发射。在一个实施方案中，至少一种导热材料和电磁能吸收材料是颗粒。颗粒一 般来说可以是球形，如微球或其它形状，如粉末、纤维、薄片及其结合。该复合材料进一步包 括其中导热材料和电磁能吸收材料在其内悬浮的基体材料。 一般来说，基体材料能透过电磁能，例如由相对介电常数小于约4和损耗 角正切值小于约0.1来定义。在一个实施方案中，以液体形式制备基体。在另一实施方案 中，以固体形式制备基体。在另一实施方案中，以相变材料形式制备基体，所述相变材料在 环境室温下以固相存在和在设备操作温度下转变为液相。在另一实施方案中，以热固性材 料形式制备基体。W011]在一些实施方案中，以厚度大于约0.010英寸和小于约0. 18英寸的片材形 式形成导热的EMI吸收剂。在其它实施方案中，片材包括导热粘合层。在另一方面中，本专利技术涉及降低由器件产生的电磁发射的方法，该方法包 括下述步骤提供导热材料，提供电磁能吸收材料，和结合该导热材料与电磁能吸收材料。在一个实施方案中，该方法包括在基体材料内悬浮结合的导热 材料与电磁 能吸收材料的额外步骤。在另一实施方案中，该方法包括将结合的导热材料与电磁能吸收材料置于 器件和邻近结构之间，例如置于集成电路与散热片之间的额外步骤。附图简述参考下述说明，并结合附图，可更好地理解本专利技术的优点，其中附图说明图1是示意图，它描述了标记例举组成组分的导热EMI吸收剂的实施方案 的透视图2是示意图，它描述了导热的EMI吸收剂，如图1所示的实施方案的例举 应用的透视图3A和3B是示意图，它描述了分别以片材和以可辊压胶带形式形成的导 热EMI吸收剂的可供替代的实施方案的透视图4是示意图，它描述了图1所述的导热EMI吸收剂的可供替代的实施方 案，其中从例如图3A的片材上切割成所需形状。图5是示意图，它描述了图1所述的导热EMI吸收剂的可供替代的实施方 案的透视图，其中根据预定形状预成形屏蔽；图6是可流动形式，如液体的导热EMI吸收剂的可供替代的实施方案的示 意图7是示意图，它描述了可流动的导热EMI吸收剂，如图6所述的实施方案 的例举应用的透视图8是流程图，它描述了制备导热EMI吸收剂，如制备图1所示实施方案的 方法的实施方案；和图9是测量本专利技术的导热EMI屏蔽的导热率所使用的试验装置的平面示意 图。专利技术详述可使用具有电磁能吸收性能的材料抑制在宽范围频率内的EMI透射。这种 EMI吸收材料可提供显著的电磁屏蔽效应，例如在约2GHz —直到约IOOGHz下出现的EMI频 率下衰减达约5dB或更高。根据本专利技术，可通过在能以导热缝隙填料或垫的形式使用的基础基体(例 如弹性体)内，结合EMI吸收填料和导热填料，从而形成导热EMI吸收剂。一般来说，所得 导热EMI吸收剂可以以任何导热材料形式，例如在电子组件(例如“芯片”)和散热片之间 施加。参考图1，以矩形体积形式示出了导热EMI吸收剂(导热的EMI屏蔽)100。 导热的EMI屏蔽100的正面表示屏蔽100的内部组成的截面视图。亦即，导热的EMI屏蔽 100包括许多EMI吸收剂110和许多导热剂120，二者均悬浮在基体材料130内。尽管EMI 吸收剂110和导热剂120无一以与任何相邻颗粒110、120接触的形式示出，但发生这种接 触的结构包括在本专利技术内。例如，对于其中导热剂颗粒120彼此紧密靠近并接触的结构来 说，导热的EMI屏蔽100的导热率通常提高。如图1所示的单独的EMI吸收剂110、导热剂120的相对尺寸，和基体130 的厚度仅仅是用于说明目的。一般来说，悬浮的填料110、120极小(也就是说，细微)。小 的填料颗粒110、120有利于其中导热的EMI屏蔽100的总厚度薄，例如，导热的EMI屏蔽 100的厚度显著小于电子组件/器件或散热片厚度的实施方案。类似地，悬浮的颗粒110、120的相对形状可以是任意形状。图1所示的椭 圆形的悬浮颗粒110、120仅仅是用于说明目的。一般来说，悬浮颗粒110、120的形状可以 是颗粒，如球形、椭圆形或不规则球形。或者，悬浮颗粒110、120的形状可以是绳股、薄片、 粉末或任何一种或所有这些形状的结合。EMI吸收剂110起到吸收电磁能(也就是说，EMI)的作用。EMI吸收剂110 将电磁能通过统称为损耗的工艺转化成另一形式的能量。电的损耗机理包括传导损耗、介 电损耗和磁化损耗。传导损耗是指因电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低电子器件产生的电磁发射用的导热复合材料，所述导热复合材料包括：粒状导热材料；和粒状电磁能吸收材料，所述导热材料和所述电磁能吸收材料悬浮在基体材料内，所述基体材料即使在加热之后也对啮合表面的表面缺陷适应；其中将所述导热复合材料设置成当将其放置到电子器件和相邻结构之间时，所述导热材料适用于促进热能从所述电子器件上转移和所述电磁能吸收材料适用于降低该电子器件产生的电磁发射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RN约翰逊，
申请(专利权)人：莱尔德技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]