具有薄转移膜或金属化层的热界面材料转让专利
申请号 : CN200880114617.9
文献号 : CN101848808B
文献日 : 2013-10-23
发明人 : 贾森·L·斯特拉德 , 马克·威斯妮斯基 , 卡伦·J·布鲁兹达 , 迈克尔·D·克雷格
申请人 : 天津莱尔德电子材料有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种热界面材料组件,所述组件包括:
具有第一侧和第二侧的热界面材料;和
厚度为0.0005英寸以下的干材料,所述干材料沿着所述热界面材料的所述第一侧的至少一部分布置,其中,所述干材料被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述干材料设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述干材料仍然沿着所述热界面材料布置。
2.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料包括配置为由承载衬垫剥离以转移至所述热界面材料的所述第一侧的干材料,在移除所述承载衬垫后,所述干材料仍然沿着所述热界面材料布置,并暴露以设置于所述配合元件。
3.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料沿着所述热界面材料的所述第一侧的两个以上部分以预定模式布置,所述预定模式制作为通过使所述热界面材料的粘性在存在所述干材料的位置处削弱而使所述热界面材料组件定制离型。
4.如权利要求3所述的热界面材料组件,其中所述预定模式包括条纹模式或点状模式。
5.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中将所述干材料配置为使得能够清洁且容易地将所述热界面材料组件由与所述干材料接触的表面移除。
6.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料的厚度为0.0005英寸。
7.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料的厚度为5埃。
8.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料包括聚合物、塑料、纸和金属中的至少一种。
9.如权利要求1所述的热界面材料组件,所述组件还包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧上具有离型涂层,其中所述干材料布置在所述离型衬垫的所述离型侧的所述离型涂层之上,其中,所述离型衬垫被构造为能够由所述热界面材料组件移除,使得所述离型衬垫的移除将所述干材料暴露,所述干材料仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件。
10.如权利要求1所述的热界面材料组件,所述组件还包括支撑所述干材料的基板,其中所述基板层压至所述热界面材料以使所述干材料位于所述基板与所述热界面材料的所述第一侧之间,其中,所述基板被构造为能够由所述热界面材料组件移除,从而使所述干材料暴露,所述干材料仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件。
11.如权利要求1所述的热界面材料组件,所述组件还包括:
上离型衬垫,所述上离型衬垫包括离型涂层并支撑所述干材料,以使所述干材料位于所述离型涂层与所述热界面材料的所述第一侧之间,其中,所述离型涂层被构造为使所述上离型衬垫能够由所述热界面材料组件移除,使所述干材料暴露,所述干材料仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件;
下离型衬垫,所述下离型衬垫具有离型侧,所述离型侧上具有离型涂层,所述下离型衬垫经层压以使所述离型涂层位于所述下离型衬垫与所述热界面材料的所述第二侧之间。
12.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料直接沉积在所述热界面材料上。
13.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述热界面材料包括顺应性或顺从性热界面材料,所述顺应性或顺从性热界面材料包括填隙料、间隙垫片、相变材料、油灰或导热绝缘体中的一种或多种。
14.如权利要求1所述的热界面材料组件,所述组件还包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧上具有离型涂层,其中所述干材料布置在所述离型衬垫的所述离型侧上,并且其中所述离型衬垫层压至所述热界面材料以使所述干材料位于所述离型衬垫与所述热界面材料的所述第一侧之间。
15.如权利要求1所述的热界面材料组件,其中所述干材料的颜色与所述热界面材料的颜色不同,藉此不同的颜色使得使用者能够更容易地识别并区分所述干材料和所述热界面材料。
16.一种包括权利要求1所述的热界面材料组件、发热元件和散热器的装置,其中所述热界面材料组件布置在所述发热元件和所述散热器之间,以便由所述发热元件、所述热界面材料和所述散热器限定导热用热通路,所述干材料设置于所述发热元件或散热器,并且能够由所述发热元件或散热器剥离。
17.一种热界面材料组件,所述组件包括:
具有第一侧和第二侧的热界面材料;和
厚度为0.0005英寸以下的金属层,所述金属层具有第一侧和第二侧,所述金属层的所述第一侧沿着所述热界面材料的所述第一侧的至少一部分布置,其中,所述金属层被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述金属层设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述金属层仍然沿着所述热界面材料布置;和在所述金属层的所述第二侧的至少一部分上的聚合物涂层。
18.如权利要求17所述的热界面材料组件,其中所述金属层和聚合物涂层的组合厚度为0.0005英寸。
19.如权利要求17所述的热界面材料组件,其中所述金属层和聚合物涂层的组合厚度为0.0001英寸。
20.如权利要求17所述的热界面材料组件,其中所述聚合物涂层的厚度为5埃。
21.如权利要求17所述的热界面材料组件,其中所述热界面材料包括顺应性或顺从性热界面材料,所述顺应性或顺从性热界面材料包括填隙料、间隙垫片、相变材料、油灰或导热绝缘体中的一种或多种。
22.一种包括权利要求17所述的热界面材料组件、发热元件和散热器的装置,其中所述热界面材料组件布置在所述发热元件和所述散热器之间,以便由所述发热元件、所述热界面材料和所述散热器限定导热用热通路。
23.一种制造热界面材料组件的方法,所述方法包括沿所述热界面材料的第一侧的至少一部分为所述热界面材料提供干材料,所述干材料的厚度为0.0005英寸以下,其中,所述干材料被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述干材料设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述干材料仍然沿着所述热界面材料布置。
24.如权利要求23所述的方法,其中将所述干材料配置为使所述热界面材料组件能够清洁且容易地由发热元件或散热器的表面移除。
25.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括,将材料直接淀积在所述热界面材料的表面部分,或沉积在离型衬垫的表面部分以随后转移至所述热界面材料。
26.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括气相淀积、真空金属喷镀、金属喷镀、使用凹板印刷的涂布、柔版涂布或按照一定模式印刷所述干材料中的一种以上过程。
27.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括层压所述热界面材料和支撑所述干材料的基板,以使所述干材料位于所述基板和所述热界面材料的所述第一侧之间。
28.如权利要求27所述的方法,所述方法还包括通过下列过程中的一种以上将所述干材料淀积在所述基板上,所述过程为:气相淀积、真空金属喷镀、溅射、使用凹板印刷的涂布、柔版涂布或按照一定模式将所述干材料印刷在所述基板上。
29.如权利要求23所述的方法,其中所述基板包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧上具有离型涂层,并且其中所述干材料位于所述离型涂层之上。
30.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括将干材料由承载衬垫转移至所述热界面材料,在移除所述承载衬垫后,所述干材料仍然沿着所述热界面材料布置,并暴露以设置于所述配合元件。
31.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括为所述热界面材料提供厚度为0.0005英寸或5埃的干膜。
32.如权利要求23所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括使用转移膜作为衬垫经由溶剂法或无溶剂法铸造所述热界面材料。
33.如权利要求23所述的方法,其中所述热界面材料包括相变材料,并且其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括:加热所述相变材料至高于所述相变材料的熔点的温度;和
在使用转移膜作为衬垫时挤出熔融的所述相变材料。
34.如权利要求23所述的方法,其中所述热界面材料包括相变材料,并且其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括:加热所述相变材料至高于所述相变材料的熔点的温度;
加热层压辊隙和台面;
将离型衬垫或转移膜之一放置在经加热的所述台面上;
铺展经加热熔融的所述相变材料,使其跨越放置在经加热的所述台面上的所述离型衬垫或转移膜之一的至少一端的宽度;
将所述离型衬垫和转移膜中的另一个放置在所述相变材料上,以使所述相变材料位于所述离型衬垫和转移膜之间;
牵拉所述离型衬垫、相变材料和转移膜通过经加热的所述层压辊隙,并使所述相变材料横向流动以被覆所述转移膜和离型衬垫;和使所述离型衬垫、相变材料和转移膜冷却至室温。
35.如权利要求23所述的方法,其中所述热界面材料包括间隙垫片材料,并且其中为所述热界面材料提供所述干材料的步骤包括:牵拉夹持在干膜和离型衬垫之间的未固化的块状间隙材料通过辊隙并进入炉中;和使所述未固化的块状间隙垫片材料在所述炉中固化。
36.一种与从发热元件传热有关的方法,所述方法包括在所述发热元件的表面与散热器的表面之间安装热界面材料组件,由此设立由所述发热元件、所述热界面材料组件和所述散热器所限定的导热用热通路,所述热界面材料组件包括热界面材料和厚度为0.0005英寸以下的干材料,所述干材料沿着所述热界面材料的至少一部分布置,其中,所述干材料被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述干材料设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述干材料仍然沿着所述热界面材料布置。
37.如权利要求36所述的方法,其中所述干材料包括干膜,将所述干膜配置为,使所述热界面材料组件能够清洁且容易地由当所述热界面材料组件安装在所述发热元件和散热器之间时所述干膜所在的表面移除。
38.一种热界面材料组件,所述组件包括:
具有第一侧和第二侧的热界面材料;和
层厚为0.0005英寸以下的金属化层,所述金属化层沿着所述热界面材料的所述第一侧的至少一部分布置,其中,所述金属化层被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述金属化层设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述金属化层仍然沿着所述热界面材料布置。
39.如权利要求38所述的组件,其中所述金属化层的层厚为0.0005英寸。
40.如权利要求38所述的组件,其中所述金属化层的层厚小于0.0001英寸。
41.如权利要求38所述的组件,其中所述金属化层具有比所述热界面材料更高的热导率,其中所述金属化层具有比所述热界面材料更低的顺从性。
42.如权利要求38所述的组件,所述组件还包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧上具有离型涂层,其中所述金属化层包含布置在所述离型衬垫的所述离型侧的所述离型涂层上的金属,其中,所述离型衬垫被构造为能够由所述热界面材料组件移除,使得所述离型衬垫的移除将所述金属化层暴露,所述金属化层仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件。
43.如权利要求38所述的组件,所述组件还包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧上具有离型涂层,其中所述金属化层是布置在所述离型衬垫的所述离型侧的所述离型涂层上的金属膜。
44.如权利要求38所述的组件,所述组件还包括支撑所述金属化层的基板,其中所述基板层压至所述热界面材料以使所述金属化层位于所述基板与所述热界面材料的所述第一侧之间,其中,所述基板被构造为能够由所述热界面材料组件移除,从而使所述金属化层暴露,所述金属化层仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件。
45.如权利要求38所述的组件,所述组件还包括:
上离型衬垫,所述上离型衬垫包括离型涂层并支撑所述金属化层,以使所述金属化层位于所述离型涂层与所述热界面材料的所述第一侧之间,其中,所述离型涂层被构造为使所述上离型衬垫能够由所述热界面材料组件移除,使所述金属化层暴露,所述金属化层仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件;
下离型衬垫,所述下离型衬垫具有离型侧,所述离型侧上具有离型涂层,所述下离型衬垫经层压以使所述离型涂层位于所述下离型衬垫与所述热界面材料的所述第二侧之间。
46.如权利要求38所述的组件,其中所述金属化层包含直接淀积在所述热界面材料上的金属的层。
47.如权利要求38所述的组件,其中所述金属化层是铝、锡或铜。
48.如权利要求38所述的组件,其中所述热界面材料包括顺应性或顺从性热界面材料,所述顺应性或顺从性热界面材料包括填隙料、相变材料、油灰或导热绝缘体中的一种以上。
49.如权利要求38所述的组件,所述组件还包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧经硅化以在其上设置离型涂层,其中所述金属化层包括在所述离型衬垫的经硅化的所述离型侧上的金属化,并且其中所述离型衬垫层压至所述热界面材料以使所述金属化层位于所述离型衬垫与所述热界面材料的所述第一侧之间。
50.一种包括权利要求38所述的组件、发热元件和散热器的装置,其中所述组件布置在所述发热元件和所述散热器之间,由此使导热用热通路自所述发热元件至所述散热器。
51.一种热界面材料组件,所述组件包括:
具有第一侧和第二侧的热界面材料;和
层厚为0.0005英寸以下的金属化层;
上离型衬垫,所述上离型衬垫包括离型涂层并支撑所述金属化层,并层压至所述热界面材料以使所述金属化层位于所述离型涂层与所述热界面材料的所述第一侧之间,其中,所述离型涂层被构造为使所述上离型衬垫能够由所述热界面材料组件移除,使所述金属化层暴露,所述金属化层仍然沿着所述热界面材料的所述第一侧布置以设置于所述配合元件;
下离型衬垫,所述下离型衬垫包括离型涂层,并层压至所述热界面材料以使所述离型涂层位于所述下离型衬垫与所述热界面材料的所述第二侧之间;
其中,所述金属化层被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述金属化层设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述金属化层仍然沿着所述热界面材料布置。
52.如权利要求51所述的组件,其中所述金属化层的层厚小于0.0001英寸。
53.如权利要求51所述的组件,其中所述上离型衬垫包括具有离型侧的基板,所述离型侧经硅化以在其上设置离型涂层,并且其中所述金属化层包括在所述基板的经硅化的所述离型侧上的金属化。
54.如权利要求51所述的组件,其中所述热界面材料包括顺应性或顺从性热界面材料,所述顺应性或顺从性热界面材料包括填隙料、相变材料、油灰或导热绝缘体中的一种以上。
55.一种制造热界面材料组件的方法,所述方法包括沿所述热界面材料的第一侧的至少一部分为所述热界面材料提供金属化层,所述金属化层的层厚为0.0005英寸以下,其中,所述金属化层被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述金属化层设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述金属化层仍然沿着所述热界面材料布置。
56.如权利要求55所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括金属化所述热界面材料的表面部分由此形成所述金属化层。
57.如权利要求55所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括将金属直接淀积在所述热界面材料的表面部分,或沉积在离型衬垫的表面部分以随后转移至所述热界面材料。
58.如权利要求57所述的方法,其中淀积金属的步骤包括气相淀积、真空金属喷镀或金属喷镀中的一种以上。
59.如权利要求55所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括层压所述热界面材料和支撑所述金属化层的基板,以使所述金属化层位于所述基板和所述热界面材料的所述第一侧之间。
60.如权利要求59所述的方法,所述方法还包括通过气相淀积、真空金属喷镀或溅射中的一种以上使金属淀积在所述基板上。
61.如权利要求59所述的方法,其中所述基板包括具有离型侧的离型衬垫,所述离型侧经硅化以在其上设置离型涂层,并且其中所述金属化层包含布置在所述离型涂层上的金属。
62.如权利要求55所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括为所述热界面材料提供层厚小于0.0001英寸的金属化层。
63.如权利要求55所述的方法,其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括使用金属化转移膜作为衬垫经由溶剂法或无溶剂法铸造所述热界面材料。
64.如权利要求55所述的方法,其中所述热界面材料包括相变材料,并且其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括:加热所述相变材料至高于所述相变材料的熔点的温度;和
在使用金属化转移膜作为衬垫时挤出熔融的所述相变材料。
65.如权利要求55所述的方法,其中所述热界面材料包括相变材料,并且其中为所述热界面材料提供所述金属化层的步骤包括:加热所述相变材料至高于所述相变材料的熔点的温度;
加热层压辊隙和台面;
将离型衬垫或金属化转移膜之一放置在经加热的所述台面上;
铺展经加热熔融的所述相变材料,使其跨越放置在经加热的所述台面上的所述离型衬垫或金属化转移膜之一的至少一端的宽度;
将所述离型衬垫和金属化转移膜中的另一个放置在所述相变材料上,以使所述相变材料位于所述离型衬垫和金属化转移膜之间;
牵拉所述离型衬垫、相变材料和金属化转移膜通过经加热的所述层压辊隙,并使所述相变材料横向流动以被覆所述金属化转移膜和离型衬垫;和使所述离型衬垫、相变材料和金属化转移膜冷却至室温。
66.一种与从发热元件传热有关的方法,所述方法包括在所述发热元件的表面与散热器的表面之间安装热界面材料组件,由此设立自所述发热元件至所述散热器的导热用热通路,所述组件包括热界面材料和层厚为0.0005英寸以下的金属化层,所述金属化层沿着所述热界面材料的至少一部分布置,其中,所述金属化层被构造为在与配合元件接触时能够由所述配合元件剥离,从而允许所述热界面材料组件在由所述金属化层设置于所述配合元件之后由所述配合元件剥离,而所述金属化层仍然沿着所述热界面材料布置。
说明书 :
具有薄转移膜或金属化层的热界面材料
部公开内容以引用的方式全部引入本文中。
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
比于那些具有更厚的箔的热界面材料组件来说,金属化层、金属层、金属层/聚合物涂层和/或干材料的减小的厚度使得能够改善热界面材料组件的热性能。
LairdTechnologies,Inc.得到的T-pcm 580S系列热相变材料制成的测试样品测定热阻。
对于测试样品,箔以不同的箔厚度施用或涂布在热相变材料上。具有通过由聚酯膜转移而TM
施用至T-pcm 580S系列热相变材料的箔厚为0.0001英寸的箔的测试样品的热阻确定为
2
0.019℃-in/W。作为对比,具有厚度为0.0007英寸的自承或自立膜的测试样品的热阻确
2
定为0.04℃-in/W。
提供下列优点中的一个以上优点:减少的热界面材料的静电放电;防止(或至少减少可能性)热界面材料成分(如有机硅等)接触并可能污染配合表面;在热界面材料的具有金属
化层、金属层或导电膜的一侧上的电导性或电绝缘性;热界面材料的具有金属化层、金属层或干材料的一侧反射来自LED或其他光源的光。
件100的各部分104、116、120、128、132和140。
括热界面材料(例如104等)、金属化层、金属层或干材料(例如116等)以及上下离型衬
垫(例如120、128等),而在下离型衬垫与热界面材料之间或在上离型衬垫与金属化层、金属层或干材料之间没有任何离型涂层(例如120、128等)。TIM组件的另外的实施方式通
常包括热界面材料(例如104等)、金属化层、金属层或干材料(例如116等)、上下离型衬
垫(例如120、128等)以及单独一个位于下离型衬垫与热界面材料之间的离型涂层(例如
128等),因而TIM组件的这些实施方式不包括任何位于上离型衬垫与金属化层、金属层或干材料之间的离型涂层(例如120等)。TIM组件的一个特定的实施方式通常包括热界面
材料(例如104等)、干材料(例如116,干材料的膜或层等等)、上下离型衬垫(例如120、
128等等)以及单独一个位于下离型衬垫和热界面材料之间的离型涂层(例如128,等),由此该实施方式不存在位于上离型衬垫和干材料之间的离型涂层(例如120,等)。在该特定例中,干材料直接处于上离型衬垫,并且干材料被设计为由上离型衬垫剥离,而不需要位于上离型衬垫和干材料之间的离型涂层。不过,选择性的实施方式可包括位于干材料和离型衬垫之间的离型涂层。
2 2 2 2 2
和约0.46℃-in/W,或0.62℃-in/W,或0.85℃-in/W,或1.09℃-in/W,或1.23℃-in/
W等的热阻抗(采用ASTMD5470(修正的测试法),以每平方英寸十磅确定)。作为另一
2 2
个实例,所述填隙料可具有约1.2W/mK的热导率和约0.84℃-in/W,或1.15℃-in/W,或
2 2 2
1.50℃-in/W,或1.8℃-in/W,或2.22℃-in/W等的热阻抗(采用ASTM D5470(修正的
测试法),以每平方英寸十磅确定)。其他的示例性填隙料可具有约6W/mK的热导率和约
2 2 2 2 2
0.16℃-in/W,或0.21℃-in/W,或0.37℃-in/W,或0.49℃-in/W,或0.84℃-in/W等
的热阻抗(采用ASTM D5470(修正的测试法),以每平方英寸十磅确定)。
LairdTechnologies,Inc.的T-pcm 580S系列相变材料等)。作为实例,该相变材料可
具有约50℃的相变软化点,约-40℃~125℃的运行温度范围,约3.8W/mK的热导率,约
2 2
0.019℃-in/W,或0.020℃-in/W等的热阻抗(采用ASTM D5470(修正的测试法),以每
平方英寸十磅确定)。
Technologies的T-gard 500导热绝缘体等)。作为实例,该导热绝缘体可具有约
2
0.6℃-in/W等的热阻抗(采用ASTM D5470(修正的测试法),以每平方英寸十磅确定)。
T-fiexTM 300 陶瓷填充型硅弹性体 填隙料
T-flexTM 600 氮化硼填充型硅弹性体 填隙料
T-pliTM 200 氮化硼填充型硅弹性体,玻璃纤维增强型 填隙料
T-pcmTM 580 金属/陶瓷填充型基质 相变材料
TM
T-pcm 580S 金属/陶瓷填充型基质 相变材料
T-gardTM 500 电子级玻璃纤维上的陶瓷填充型硅橡胶 导热绝缘体
合表面具有良好顺应性的材料有助于提供较低的热阻抗。取决于TIM组件100使用的特
定材料,金属化层、金属层或材料116可以由这样的材料形成:所述材料具有比热界面材料
104更高或更低的热导率,和/或具有比热界面材料104更大或更小的顺从性。另外,金属化层、金属层或干材料116还有助于使热界面材料104相对清洁且容易地由发热元件或散
热器剥离,例如,用于再加工或维修发热元件。在一些示例性实施方式中,干材料116包括材料(例如,聚合物、纸、塑料等)的膜或层,其被构造为允许相对清洁且容易地由发热元件或散热器的表面剥离。在这样的实施方式中,因而可将干膜和热界面材料(其上提供或施用有干膜以形成热界面材料组件)由设置有干膜的表面移除,全体作为单一的组合组件,此时干膜仍然附着于热界面材料或沿热界面材料布置。在其他的示例性实施方式中,存在包含铜的金属化层或金属层116。在另一些示例性实施方式中,热界面材料可包括或设置有金属化层或金属层116,在金属化层或金属层的大致与热界面材料相对的表面上具有涂层(例如,聚合物涂层等)。选择性的实施方式可包括一种以上的其他材料用于金属化层、金属层或干材料116,包括铜之外的其他金属(例如,银、锡等)、合金、非金属材料、聚合物、塑料、纸材料等。作为另一个实例,示例性实施方式可包括包含厚度小于或等于约0.0005英寸的铝的金属化层或金属层116。其他的实施方式可具有厚度为约0.0002英寸、0.0001英寸、5埃、小于0.0001英寸、小于5埃等的金属化层、金属层或干材料116。本文还公开了金属化层、金属层或干材料116在一些实施方式中可提供为来自宾夕法尼亚州布里斯托尔的Dunmore Corporation的产品的亚元件或部件,例如商品名为Dun-Tran的产品(例如,具有热活化的粘合层的Dunmore DT273金属化膜,Dunmore DT101金属化转移层,等等),或者其他具有含聚合物涂层的金属化层或金属层或膜的产品。
外,一些实施方式可包括不只一层的金属化层、金属层或干材料的层/膜(例如,不同金属材料的多层、同一材料的多层、不同合金的多层、非金属层的多层、包括一层以上金属层和/或一层以上非金属层的多层、干材料的多层等),这些层完全或部分地布置、涂布、转移、施用或以其他方式提供在热界面材料的一侧、两侧或所有侧上和/或表面上。例如,另一个实施方式可包括例如通过喷镀技术直接形成在热界面材料之上的第一铜金属化层或金属层,和直接形成在铜之上的第二镍金属化层或金属层,从而改善抗氧化性。另一个实例可包括直接形成在热界面材料之上的金属化层或金属层,在金属化层或金属层上直接形成有聚合物涂层。又一个实例可包括直接位于热界面材料之上的干材料的层或膜(例如干聚合物膜等)。再一个实例可包括相同材料、不同材料、不同合金、非金属材料等的多层。
其图示为直接位于热界面材料104的下表面或第二侧112之下。热界面材料组件100还包
括图示于离型涂层120的上表面或上侧136之上的离型衬垫132。TIM组件100另外包括
图示为直接位于离型涂层128的下表面或第二侧144之下的离型衬垫140。
过其他方式设置,以使金属层/聚合物涂层116大致布置在热界面材料104和离型涂层120
之间。在该实施方式中,聚合物涂层可位于离型涂层120和金属层之间,金属层转而又可位于聚合物涂层和热界面材料104之间。
压或通过其他方式设置,以使干材料116大致布置在离型涂层120和热界面材料104之间。
所示不具有上离型涂层或上离型衬垫。因为金属化层、金属层或干材料516在该实施方式中直接设置、施用、金属化等至热界面材料504,金属化层、金属层或干材料516并非经由包括支撑层或基板的分组件的层压或压延而提供至热界面材料504。作为比较,图1中所示
的TIM组件100的金属化层、金属层或干材料116可通过层压或压延热界面材料104和由
离型衬垫132与离型涂层120以及由此支撑的金属化层、金属层或干材料116所构成的分
组件而提供。如文中所公开的,通过淀积一种以上的金属(例如,铜、铝等)、非金属(例如,聚合物、塑料、纸、干膜材料、转移膜材料等)、二者的组合至离型衬垫、基板或支撑层132的离型侧(其上具有离型涂层120的侧),可将金属化层、金属层或干材料116提供至TIM组
件100。除了其他合适的工艺外,可提供金属或干材料的一些示例性工艺包括气相淀积、真空金属喷镀、层压、压延、溅射、电镀、蒸发、金属喷镀、使用凹板印刷的涂布、柔版涂布、按照一定模式印刷干材料、其他的涂布技术,经由转移介质(例如聚酯衬垫等)的转移或提供。
沿热界面材料604的整个第一侧布置的干材料616。在该示例性实施方式中,将干材料616本身配置为与未处理的承载衬垫剥离,以用于转移至热界面材料604。
金属层或干材料116随后可大致设置在散热器和发热元件(例如,高频微处理器、印刷电路板、中央处理单元、图形处理单元、膝上型电脑、笔记本电脑、台式个人电脑、计算机服务器、热试验台等的元件)之间。例如,热界面材料的下表面或下侧112(由于移除了离型衬垫
140而暴露)可设置在散热器的表面并与其热接触。金属化层、金属层或干材料116的上
表面或上侧124(也由于移除了离型衬垫132而暴露)可设置在发热元件的表面并与其热
接触。在一些实施方式中,金属化层、金属层或干材料116的上表面或上侧124可包括聚合物涂层,该涂层设置在发热元件的表面并与其热接触。在其他的实施方式中,金属化层、金属层或干材料116的上表面或上侧124可包括设置在发热元件的表面并与其热接触的干膜
或转移膜(例如,干聚合物膜等)的一部分。在另外的实施方式中,金属化层、金属层或干材料的上表面或上侧124可包括由一种金属、多种金属或合金形成的设置在发热元件的表面并与其热接触的金属化或金属层116的一部分。自发热元件至散热器的导热用热通路可由此经金属化层、金属层或干材料116和热界面材料104而建立。选择性的实施方式可反
转热界面材料104和金属化层、金属层或干材料116相对于发热元件和散热器的方向。也
就是说,一些实施方式可包括将热界面材料104的下表面或下侧112设置为处于发热元件
的表面并与其热接触,并将金属化层、金属层或干材料116的上表面或上侧124设置为处于散热器并与其热接触。在另外的实施方式中,热界面材料104和金属化层、金属层或干材料
116可以在别处使用并安装。以上提供的关于TIM组件100的示例性安装工序的说明仅是
用于描述,而TIM组件的其他实施方式可以以不同的方式构造和/或安装。例如,一些实施方式包括在热界面材料的上表面和下表面上具有至少一层金属化层、金属层或干材料(例如干膜、转移膜等)的TIM组件。在这样的实施方式中,安装工序可因而包括将上部金属化层、金属层或干材料设置为处于散热器的表面并与其热接触,并将下部金属化层、金属层或干材料设置为处于发热元件的表面并与其热接触。
为可靠的粘合,所述填隙料因而可以由难以粘接任何东西的有机硅制成。
约0.0005英寸以下(例如,0.0002英寸、0.0001英寸、5埃、小于0.0001英寸、在一些实施方式中小于5埃,等等)的层厚。离型涂层120和124的每一个可具有约0.00025英寸~
0.00075英寸的各自的层厚。离型衬垫132和140的每一个可具有约0.001英寸的各自的
层厚。在一个特定的实施方式中,金属化层、金属层或干材料116可具有约0.0005英寸的层厚。在另一个实施方式中,金属化层、金属层或干材料116可具有约0.0002英寸的层厚。
在又一个实施方式中,金属化层、金属层或干材料116可具有约0.0001英寸的层厚。在再一个实施方式中,金属化层、金属层或干材料116可具有约5埃的层厚。在另外的实施方式中,金属化层、金属层或干材料116可具有小于0.0001英寸或小于5埃的层厚。文中公开
的这些数值尺度仅是为说明的目的而提供。特定的尺度并不意图限制本发明的范围,例如根据将使用实施方式的特定应用,对于其他的实施方式可以变化这些尺度。
括仅沿着热界面材料的一侧的一个以上部分布置的干材料。在该实施方式中,干材料可以按照制作为定制离型的模式沿着热界面材料配置并布置。在各种实施方式中,干材料可按照预定模式横跨热界面材料的一部分而设置,例如条纹模式(图10A),均匀点状模式(图
10B),非均匀点状模式(图10C),等等。例如,干材料可以按照点状模式提供或布置,以使填隙料的粘性(tack)仅在那些存在点的位置处削弱。因此,这使得能够达到粘性的定制水平。作为一个实例,以点状模式装饰的干材料可用于固定衬垫,而使TIM组件的边缘能相对容易地脱离衬垫。
性实施方式,该组件具有热界面材料804和干材料816。在该实例中,干材料816包括横跨热界面材料804的一部分形成点状模式的通常为圆形小片的干材料816。选择性实施方式
可包括各式各样的其他模式,取决于例如最终用户或消费者所需的离型程度。
TM
等)。作为实例,热相变材料可以是来自Laird Technologies,Inc.的T-pcm 580S系列
热相变材料。还可以使用选择性的材料,包括不具有任何离型衬垫的热界面材料、仅具有一个离型衬垫的热界面材料和不是热相变材料的热界面材料。
型涂层)衬垫(或支撑层、基板或膜),其已经由约0.1密耳厚的铝金属化,且在金属化层
之上沉积有厚度为约0.3密耳的热封层。Dunmore DT101金属化转移膜的构造与DT273类
似,不过不具有热封层。在工序212中还可以将选择性的材料层压至热相变材料的暴露表面,包括一种以上的其他金属、合金、非金属材料、干膜、转移膜等。
TM
金属化膜。第二测试样品包括其下侧上具有离型衬垫的T-pcm 580S系列热相变材料和
层压至热相变材料的上侧(即,已经在工序208中由其移除了离型衬垫的侧)的Dunmore
TM
DT101金属化转移膜。第三测试样品包括T-pcm 580S系列热相变材料和干膜。
一测试样品,将保护性离型衬垫由Dunmore DT273金属化膜移除;对于第二测试样品,将保护性离型衬垫由Dunmore DT101金属化转移膜移除。对于各测试样品,压力接近每平方英寸
2
50磅的压力,热阻于70℃测定。使用该示例性测试,第一测试样品的热阻为约0.08℃-in/TM
W,该样品由T-pcm 580S系列热相变材料和Dunmore DT273金属化膜形成。第二测试样
2 TM
品的热阻为约0.02℃-in/W,该样品由T-pcm 580S系列热相变材料和Dunmore DT101金
2 TM
属化转移膜形成。第三测试样品的热阻为约0.022℃-in/W,该样品由T-pcm 580S系列
热相变材料和干膜形成,样品厚度为8密耳,样品面积为1平方英寸圆盘。作为对比,单独TM
的T-pcm 580S系列热相变材料(即,未层压有任何金属化层、金属层或膜,且不具有任何
2 TM
离型衬垫或离型涂层)的热阻为约0.01℃-in/W。另外,在0.7密耳厚的铝箔上的T-pcm
2
580S系列热相变材料的热阻为约0.042℃-in/W。
TM
等)。作为实例,热填隙料可以为来自LairdTechnologies,Inc.的T-flex 600系列填隙TM
料。在其他的实施方式中,热相变材料可以是来自Laird Technologies,Inc.的T-pcm
580S系列热相变材料。还可以使用选择性材料,包括不具有任何离型衬垫或仅具有一个离型衬垫的热界面材料。
料和Dunmore DT273或GK14341金属化膜可由此在一对形成层压辊隙的层压辊之间拖动。
作为另一个实例,工序312可包括将Dunmore DT101金属化转移层层压至热填隙料的暴露
表面。在该后一个实例中,热填隙料和Dunmore DT101金属化转移层可由此在一对形成层压辊隙的层压辊之间拖动。在工序312中还可以将选择性的材料层压至热相变材料的暴露表面,包括一种以上的其他金属、合金、非金属材料、干膜、转移膜等。
侧)的Dunmore GK14341金属化膜。该测试样品的热阻如下测定。由填隙料移除下离型衬
垫(即,工序308中未移除的下部预先存在的离型衬垫)。填隙料随后暴露侧(移除了下
离型衬垫的侧,或未层压有GK14341金属化膜的侧)朝下放置在ASTM D5470台板上。保护
性离型衬垫由Dunmore GK14341金属化膜移除。压力接近每平方英寸10磅的压力,热阻于
50℃测定。使用该示例性测试,由填隙料和Dunmore GK14341金属化膜形成的该测试样品
2
的热阻为约0.539℃-in/W。使用上述测试条件还测试了其他测试样品。例如,由填隙料和
2
Dunmore 14071非金属化膜形成的测试样品的热阻为约0.516℃-in/W。作为比较,单独的填隙料(即,其未层压有任何金属化层或金属层,且不具有任何离型衬垫或离型涂层)的热
2
阻为约0.511℃-in/W。另外,具有相对厚的有机硅类敷形(conformal)干涂层的填隙料
2
的热阻为约0.840℃-in/W。
选择性材料,包括不具有任何离型衬垫、仅有一个离型衬垫、或具有上下离型衬垫的热界面材料。在那些热相变材料包括一个以上离型衬垫的实施方式中,方法400还包括移除离型衬垫。
间,或大致由二者夹持。在选择性方法的实施方式中,层的取向或布置可以反转,以使热相变材料大致布置在离型衬垫(在顶部)和金属化转移膜(在底部)之间,或大致由二者夹
持。在这类选择性方法中,金属化转移膜可以在工序416中放置在经加热的台面上,加热熔融的相变材料然后在工序420中铺展以大致跨越金属化转移膜的至少一个边缘的宽度。
承载衬垫,干膜可以是聚合物干膜。还可以将选择性材料用于间隙垫片材料、离型衬垫和干膜。
施方式可包括经由蒸汽沉积、溅射或真空金属喷镀而非层压而直接金属化热界面材料的表面。另外的实施方式可包括薄金属层、薄干材料或薄转移膜,其经由转移而从载体(例如聚酯衬垫等)施用至热界面材料或直接金属喷镀至热界面材料上。进一步的实施方式可包括在辊之间进行压延。可将金属或干材料提供至热界面材料的其他示例性工序除了其他合适的工序外还包括电镀、蒸发、用凹板印刷的涂布、柔版涂布、按照一定模式印刷以及其他的涂布技术。