完全固化的热或电-传导性原地形成间隙填料制造技术

施用热和/或电传导性复合物，以填充第一和第二表面之间的热和/或EMI屏蔽间隙。提供作为固化的聚合物凝胶组分和粒状填料组分的混合物的流动的形式稳定的复合物的供应。由喷嘴、筛、模版或其他孔在施加的压力下将一定量的复合物分配到表面(当对置时形成间隙)之一上或分配到在表面之间形成的间隙内。所述间隙被至少一部分所分配的复合物至少部分填充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】完全固化的热或电-传导性原地形成间隙填料相关申请的交叉引用本申请要求2009年8月12日提交的美国临时申请序列号61/233,186的权益，该临时申请的公开内容通过全文引用结合到本文中。专利
本专利技术宽泛地涉及热和/或电-传导性复合物，所述复合物可用作例如在一个电子元件和另一个构件(比如散热器或电路板)的表面之间的间隙填料或填缝，用于它们的传导性冷却和/或电磁干扰(EMI)屏蔽。这种复合物以固化的聚合物凝胶组分形式提供，该固化的聚合物凝胶组分与可固化的树脂组分共混并填充有热和/或电-传导性颗粒。本专利技术进一步涉及比如通过喷嘴或其他开口(比如印刷筛或模版)将这种复合物施用于这样的表面之一或介于这样的表面之间的间隙内。专利技术背景用于现代电子设备(比如电视、收音机、计算机、医疗仪器、商务机器、通讯设备等)的电路设计变得日益复杂。例如，已制造集成电路用于含有相当于几十万个晶体管的这些和其他设备。尽管设计的复杂性提高了，但是设备的尺寸随着制造较小的电子元件并将更多的这些元件包装在甚至更小的面积中的能力提高而持续缩小。由于电子元件已变得较小并且更密集地在集成板和芯片上包装，设计者和制造者现在面临的挑战是，如何散发这些元件通过电阻或以另外的方式产生的热量。实际上，众所周知许多电子元件，尤其是功率半导体元件比如晶体管和微处理器在高温下更容易失效或发生故障。因此，散热能力通常是元件性能的限制性因素。在集成电路内的电子元件在传统上经由在装置的外壳内强制性或对流循环空气进行冷却。关于这一点，作为元件包装的组成部分或作为其单独的附件提供冷却翅片，以增加暴露于通过对流-形成的空气流的包装的表面积。另外已采用电扇来提高在外壳内循环的空气的体积。然而，对于当前电子设计典型的高功率电路和较小但是更密集包装的电路，通常发现简单的空气循环不足以充分冷却电路元件。通过将电子元件直接安装到散热构件比如“冷板”或其他散热器或热散布器，可实现超过通过简单的空气循环可达到的散热。消散构件可为专用的热-传导性陶瓷或金属板或有翅片的结构，或者简单地为装置的底盘或电路板。然而，超过介于电子元件和消散构件之间的正常的温度梯度，在主体之间的界面处，发展适当的温度梯度作为热界面阻抗或接触电阻。也就是说，并且如美国专利号4,869,954所述，将元件的热界面表面与散热器接合通常在显著的或微观的规模上是不规则的。当界面表面配合时，在之间形成小袋或空隙空间，在其中空气可被截留。这些小袋降低界面内的总表面积接触，进而降低传热面积和通过界面的总传热效率。此外，众所周知空气为相对差的热导体，在界面内存在空气小袋降低通过界面的传热速率。为了改进通过界面的传热效率，通常将热-传导性、电-绝缘材料的垫或其他层置于散热器和电子元件之间，以填充任何不规则表面和消除空气小袋。对于该目的，开始时采用的材料比如填充有热-传导性填料(比如氧化铝)的硅脂或蜡。如在美国专利号5,250,209；5,167,851；4,764,845；4,473,113；4,473,113；4,466,483；和4,299,715中进一步描述的，这种材料在正常的室温下通常为半液体或固体，但是在升高的温度下可液化或软化，以流动和更好地符合不规则的界面表面。然而，迄今为止本领域已知的前述类型的油脂和蜡在室温下通常不能自支撑或以其他方式形式稳定，并被认为施用于散热器或电子元件的界面表面有麻烦。为了提供通常出于容易处理而优选的膜形式的这些材料，必须提供基材、网或其他载体，引入在之中或之间可形成另外的空气小袋的另一个界面层。此外，使用这种材料通常涉及通过电子学装配器手动施用或铺叠，这增加了制造成本。或者，另一种方法为使用固化的片材样材料来代替硅脂或蜡。可将这种材料混配成为含有一种或多种在聚合粘合剂内分散的热-传导性粒状填料，并且可以固化的片材、带、垫或膜形式提供。典型的粘合剂材料包括硅酮、氨基甲酸酯、热塑性橡胶和其他弹性体，典型的填料包括氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼和氮化铝。上述界面材料的实例为填充有氧化铝或氮化硼的硅酮或氨基甲酸酯弹性体，它们以CHO-THERM和THERM-A-GAPTM名称由ChomericsDivisionofParker-HannifinCorp.，77DragonCourt，Woburn，MA01801销售。此外，美国专利号4,869,954公开了一种用于传递热能的固化的、形式稳定的、片材样的热-传导性材料。该材料由氨基甲酸酯粘合剂、固化剂和一种或多种热传导性填料形成。填料(可包括氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化镁或氧化锌)粒径在约1-50微米(0.05-2密耳)范围内。类似的材料可描述于美国专利号5,679,457；5,545,473；5,533,256；5,510,174；5,471,027；5,359,768；5,321,582；5,309,320；5,298,791；5,213,868；5,194,480；5,151,777；5,137,959；5,060,114；4,979,074；4,974,119；4,965,699；4,869,954；4,842,911；4,782,893；4,685,987；4,654,754；4,606,962；4,602,678，以及WO96/37915。其他材料，如可描述于美国专利号6,031,025；5,929,138；5,741,877；5,665,809；5,467,251；5,079,300；4,852,646；以及WO96/05602、WO00/63968；和EP643,551的，可使用凝胶或凝胶样材料作为填料的粘合剂或载体。上述类型的片材、垫和带已通常可接受在传导性冷却电子元件组件(比如半导体芯片，即，在美国专利号5,359,768中所描述的冲模)中用作界面材料。然而，在某些应用中，需要重的固定元件(比如弹簧、夹子等)施用足够的力来使这些材料符合界面表面，以得到足够的表面用于有效传热。实际上，对于一些应用，由于在相对低的夹紧压力下能更好地符合界面表面，持续优选在升高的温度下液化、熔融或软化的材料，比如油脂和蜡。近来，已为了容易处理而引入相变材料，其在室温下自支撑和形式稳定，但是在电子元件的运行温度范围内的温度下液化或以其他方式软化，以形成更好地符合界面表面的粘稠的触变相。这些相变材料可作为独立的膜或作为在基材表面上印刷的加热的筛(heatedscreen)供应，有利地在约5psi(35kPa)的相对低的夹紧压力下、元件的运行温度内共形地流动方面很像油脂和蜡地起作用。这种材料进一步描述于共同转让的1998年12月15日提交的并且题为“MethodofApplyingaPhaseChangeInterfaceMaterial(施用相变界面材料的方法)”的美国专利号6,054,198和美国序列号09/212,111，并且在名称THERMFLOWT310、T443、T705、T710、T725和A725下由ChomericsDivisionofParker-HannifinCorp.销售。其他相变材料有由BergquistCompany(Minneapolis，MN)销售的商品名“HI-FLOWTM”，由Thermago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】2009.08.12 US 61/233,1861.一种填充第一和第二表面之间的空间以形成组件的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供流动的形式稳定的复合物的供应，所述复合物包含以下组分的混合物：(I)固化的聚合物凝胶组分；(II)可固化的树脂组分；和(III)粒状填料组分；(b)分配一定量的所述复合物；(c)在步骤(b)之前或之后，在第一和第二表面之间形成空间，所述空间被至少一部分在步骤(b)中分配的复合物至少部分填充；和(d)固化所述可固化的树脂组分，以在所述空间中形成共形层，所述层由固化的树脂组分、固化的聚合物凝胶组分和填料组分形成。2.权利要求1的方法，其中：将在步骤(b)中分配的复合物分配到第一和第二表面中的一个上；和在步骤(c)之后通过将第一和第二表面中的一个设置为邻接第一和第二表面中的另一个而形成步骤(c)的空间，其中将在步骤(b)中分配的复合物在其间变形，以至少部分填充所述空间。3.权利要求1的方法，其中：在步骤(c)之前形成步骤(c)的空间；和将在步骤(b)中分配的复合物分配到所述空间中。4.权利要求1的方法，其中所述复合物包含为组分(I)、(II)和(III)总重量的20-90％的填料组分。5.权利要求1的方法，其中所述复合物包含为组分(I)和(II)总重量的5-50％的组分(II)。6.权利要求1的方法，其中所述填料组分的平均粒径为0.01-10密耳。7.权利要求1的方法，其中在步骤(c)中形成的空间的厚度为2-100密耳。8.权利要求1的方法，其中：所述空间为热空间；和所述填料组分为热-传导性的。9.权利要求8的方法，其中所述填料组分的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·伯金，V·桑塔菲，M·布尼安，
申请(专利权)人：帕克汉尼芬公司，
类型：
国别省市：