完全固化的熱或電-傳導(dǎo)性原地形成間隙填料制造技術(shù)

施用熱和/或電傳導(dǎo)性復(fù)合物，以填充第一和第二表面之間的熱和/或EMI屏蔽間隙。提供作為固化的聚合物凝膠組分和粒狀填料組分的混合物的流動的形式穩(wěn)定的復(fù)合物的供應(yīng)。由噴嘴、篩、模版或其他孔在施加的壓力下將一定量的復(fù)合物分配到表面(當(dāng)對置時形成間隙)之一上或分配到在表面之間形成的間隙內(nèi)。所述間隙被至少一部分所分配的復(fù)合物至少部分填充。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】完全固化的熱或電-傳導(dǎo)性原地形成間隙填料相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2009年8月12日提交的美國臨時申請序列號61/233,186的權(quán)益，該臨時申請的公開內(nèi)容通過全文引用結(jié)合到本文中。專利
本專利技術(shù)寬泛地涉及熱和/或電-傳導(dǎo)性復(fù)合物，所述復(fù)合物可用作例如在一個電子元件和另一個構(gòu)件(比如散熱器或電路板)的表面之間的間隙填料或填縫，用于它們的傳導(dǎo)性冷卻和/或電磁干擾(EMI)屏蔽。這種復(fù)合物以固化的聚合物凝膠組分形式提供，該固化的聚合物凝膠組分與可固化的樹脂組分共混并填充有熱和/或電-傳導(dǎo)性顆粒。本專利技術(shù)進(jìn)一步涉及比如通過噴嘴或其他開口(比如印刷篩或模版)將這種復(fù)合物施用于這樣的表面之一或介于這樣的表面之間的間隙內(nèi)。專利技術(shù)背景用于現(xiàn)代電子設(shè)備(比如電視、收音機(jī)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療儀器、商務(wù)機(jī)器、通訊設(shè)備等)的電路設(shè)計(jì)變得日益復(fù)雜。例如，已制造集成電路用于含有相當(dāng)于幾十萬個晶體管的這些和其他設(shè)備。盡管設(shè)計(jì)的復(fù)雜性提高了，但是設(shè)備的尺寸隨著制造較小的電子元件并將更多的這些元件包裝在甚至更小的面積中的能力提高而持續(xù)縮小。由于電子元件已變得較小并且更密集地在集成板和芯片上包裝，設(shè)計(jì)者和制造者現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是，如何散發(fā)這些元件通過電阻或以另外的方式產(chǎn)生的熱量。實(shí)際上，眾所周知許多電子元件，尤其是功率半導(dǎo)體元件比如晶體管和微處理器在高溫下更容易失效或發(fā)生故障。因此，散熱能力通常是元件性能的限制性因素。在集成電路內(nèi)的電子元件在傳統(tǒng)上經(jīng)由在裝置的外殼內(nèi)強(qiáng)制性或?qū)α餮h(huán)空氣進(jìn)行冷卻。關(guān)于這一點(diǎn)，作為元件包裝的組成部分或作為其單獨(dú)的附件提供冷卻翅片，以增加暴露于通過對流-形成的空氣流的包裝的表面積。另外已采用電扇來提高在外殼內(nèi)循環(huán)的空氣的體積。然而，對于當(dāng)前電子設(shè)計(jì)典型的高功率電路和較小但是更密集包裝的電路，通常發(fā)現(xiàn)簡單的空氣循環(huán)不足以充分冷卻電路元件。通過將電子元件直接安裝到散熱構(gòu)件比如“冷板”或其他散熱器或熱散布器，可實(shí)現(xiàn)超過通過簡單的空氣循環(huán)可達(dá)到的散熱。消散構(gòu)件可為專用的熱-傳導(dǎo)性陶瓷或金屬板或有翅片的結(jié)構(gòu)，或者簡單地為裝置的底盤或電路板。然而，超過介于電子元件和消散構(gòu)件之間的正常的溫度梯度，在主體之間的界面處，發(fā)展適當(dāng)?shù)臏囟忍荻茸鳛闊峤缑孀杩够蚪佑|電阻。也就是說，并且如美國專利號4,869,954所述，將元件的熱界面表面與散熱器接合通常在顯著的或微觀的規(guī)模上是不規(guī)則的。當(dāng)界面表面配合時，在之間形成小袋或空隙空間，在其中空氣可被截留。這些小袋降低界面內(nèi)的總表面積接觸，進(jìn)而降低傳熱面積和通過界面的總傳熱效率。此外，眾所周知空氣為相對差的熱導(dǎo)體，在界面內(nèi)存在空氣小袋降低通過界面的傳熱速率。為了改進(jìn)通過界面的傳熱效率，通常將熱-傳導(dǎo)性、電-絕緣材料的墊或其他層置于散熱器和電子元件之間，以填充任何不規(guī)則表面和消除空氣小袋。對于該目的，開始時采用的材料比如填充有熱-傳導(dǎo)性填料(比如氧化鋁)的硅脂或蠟。如在美國專利號5,250,209；5,167,851；4,764,845；4,473,113；4,473,113；4,466,483；和4,299,715中進(jìn)一步描述的，這種材料在正常的室溫下通常為半液體或固體，但是在升高的溫度下可液化或軟化，以流動和更好地符合不規(guī)則的界面表面。然而，迄今為止本領(lǐng)域已知的前述類型的油脂和蠟在室溫下通常不能自支撐或以其他方式形式穩(wěn)定，并被認(rèn)為施用于散熱器或電子元件的界面表面有麻煩。為了提供通常出于容易處理而優(yōu)選的膜形式的這些材料，必須提供基材、網(wǎng)或其他載體，引入在之中或之間可形成另外的空氣小袋的另一個界面層。此外，使用這種材料通常涉及通過電子學(xué)裝配器手動施用或鋪疊，這增加了制造成本。或者，另一種方法為使用固化的片材樣材料來代替硅脂或蠟。可將這種材料混配成為含有一種或多種在聚合粘合劑內(nèi)分散的熱-傳導(dǎo)性粒狀填料，并且可以固化的片材、帶、墊或膜形式提供。典型的粘合劑材料包括硅酮、氨基甲酸酯、熱塑性橡膠和其他彈性體，典型的填料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化硼和氮化鋁。上述界面材料的實(shí)例為填充有氧化鋁或氮化硼的硅酮或氨基甲酸酯彈性體，它們以CHO-THERM和THERM-A-GAPTM名稱由ChomericsDivisionofParker-HannifinCorp.，77DragonCourt，Woburn，MA01801銷售。此外，美國專利號4,869,954公開了一種用于傳遞熱能的固化的、形式穩(wěn)定的、片材樣的熱-傳導(dǎo)性材料。該材料由氨基甲酸酯粘合劑、固化劑和一種或多種熱傳導(dǎo)性填料形成。填料(可包括氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂或氧化鋅)粒徑在約1-50微米(0.05-2密耳)范圍內(nèi)。類似的材料可描述于美國專利號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，如可描述于美國專利號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，可使用凝膠或凝膠樣材料作為填料的粘合劑或載體。上述類型的片材、墊和帶已通常可接受在傳導(dǎo)性冷卻電子元件組件(比如半導(dǎo)體芯片，即，在美國專利號5,359,768中所描述的沖模)中用作界面材料。然而，在某些應(yīng)用中，需要重的固定元件(比如彈簧、夾子等)施用足夠的力來使這些材料符合界面表面，以得到足夠的表面用于有效傳熱。實(shí)際上，對于一些應(yīng)用，由于在相對低的夾緊壓力下能更好地符合界面表面，持續(xù)優(yōu)選在升高的溫度下液化、熔融或軟化的材料，比如油脂和蠟。近來，已為了容易處理而引入相變材料，其在室溫下自支撐和形式穩(wěn)定，但是在電子元件的運(yùn)行溫度范圍內(nèi)的溫度下液化或以其他方式軟化，以形成更好地符合界面表面的粘稠的觸變相。這些相變材料可作為獨(dú)立的膜或作為在基材表面上印刷的加熱的篩(heatedscreen)供應(yīng)，有利地在約5psi(35kPa)的相對低的夾緊壓力下、元件的運(yùn)行溫度內(nèi)共形地流動方面很像油脂和蠟地起作用。這種材料進(jìn)一步描述于共同轉(zhuǎn)讓的1998年12月15日提交的并且題為“MethodofApplyingaPhaseChangeInterfaceMaterial(施用相變界面材料的方法)”的美國專利號6,054,198和美國序列號09/212,111，并且在名稱THERMFLOWT310、T443、T705、T710、T725和A725下由ChomericsDivisionofParker-HannifinCorp.銷售。其他相變材料有由BergquistCompany(Minneapolis，MN)銷售的商品名“HI-FLOWTM”，由Thermago本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.08.12 US 61/233,1861.一種填充第一和第二表面之間的空間以形成組件的方法，所述方法包括以下步驟：(a)提供流動的形式穩(wěn)定的復(fù)合物的供應(yīng)，所述復(fù)合物包含以下組分的混合物：(I)固化的聚合物凝膠組分；(II)可固化的樹脂組分；和(III)粒狀填料組分；(b)分配一定量的所述復(fù)合物；(c)在步驟(b)之前或之后，在第一和第二表面之間形成空間，所述空間被至少一部分在步驟(b)中分配的復(fù)合物至少部分填充；和(d)固化所述可固化的樹脂組分，以在所述空間中形成共形層，所述層由固化的樹脂組分、固化的聚合物凝膠組分和填料組分形成。2.權(quán)利要求1的方法，其中：將在步驟(b)中分配的復(fù)合物分配到第一和第二表面中的一個上；和在步驟(c)之后通過將第一和第二表面中的一個設(shè)置為鄰接第一和第二表面中的另一個而形成步驟(c)的空間，其中將在步驟(b)中分配的復(fù)合物在其間變形，以至少部分填充所述空間。3.權(quán)利要求1的方法，其中：在步驟(c)之前形成步驟(c)的空間；和將在步驟(b)中分配的復(fù)合物分配到所述空間中。4.權(quán)利要求1的方法，其中所述復(fù)合物包含為組分(I)、(II)和(III)總重量的20-90％的填料組分。5.權(quán)利要求1的方法，其中所述復(fù)合物包含為組分(I)和(II)總重量的5-50％的組分(II)。6.權(quán)利要求1的方法，其中所述填料組分的平均粒徑為0.01-10密耳。7.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(c)中形成的空間的厚度為2-100密耳。8.權(quán)利要求1的方法，其中：所述空間為熱空間；和所述填料組分為熱-傳導(dǎo)性的。9.權(quán)利要求8的方法，其中所述填料組分的熱...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·伯金，V·桑塔菲，M·布尼安，
申請(專利權(quán))人：帕克漢尼芬公司，
類型：
國別省市：