專利名稱：熱界面材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是在電子元件和層狀材料應(yīng)用中的界面材料。
背景技術(shù)：
電子元件用于不斷增加的消費(fèi)品和商業(yè)電子產(chǎn)品。這些消費(fèi)品和商品的一些例子是電視、個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、手機(jī)、傳呼機(jī)、掌上編制器(palm-type organizers)、便攜式收音機(jī)、汽車用立體聲收音機(jī)或遙控器。隨著這些消費(fèi)品和商業(yè)電子產(chǎn)品需求的增加，還要求同樣這些產(chǎn)品變得更小、更功能化、且對于消費(fèi)者和商家來說更便攜。
作為這些產(chǎn)品的尺寸減少的結(jié)果，包括該產(chǎn)品的元件必須也變得更小。需要減少尺寸或按比例縮小的那些元件中的一些例子是印刷電路或接線板、電阻器、布線、鍵盤、觸墊和芯片封裝。
因此，元件被破壞并進(jìn)行研究來確定是否有更好的構(gòu)造材料和方法，使得這些元件可以縮減尺寸而滿足更小電子元件的需要。在層狀元件中，一個目標(biāo)似乎是減少層數(shù)，同時提高剩余層的功能和耐久性。然而這一任務(wù)是困難的，因?yàn)橐话銘?yīng)該存在幾層以及這些層的組分，以便操作該設(shè)備。
同樣，隨著電子設(shè)備變得更小且在更高速度下操作，以熱量形式散發(fā)的能量急劇地增加。在工業(yè)中普遍的實(shí)踐是使用熱油脂，或油脂狀材料，單獨(dú)或在該設(shè)備的載體上，來轉(zhuǎn)移橫穿物理界面所散逸的多余熱量。最常用類型的熱界面材料是熱油脂、相變材料和彈性體膠帶。熱油脂或相變材料具有比彈性體膠帶更低的耐熱性，因?yàn)槠渚哂幸苑浅１〉膶愉佌沟哪芰Σ⒃谙噜彵砻嬷g提供緊密接觸。典型的熱阻抗值是0.6-1.6℃cm2/w。然而，熱油脂的嚴(yán)重缺點(diǎn)是在熱循環(huán)如65℃到150℃之后，或當(dāng)用于VLSI芯片時在功率循環(huán)之后，熱性能顯著地劣化。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)表面平面性的大偏差引起在電子設(shè)備中的配合表面之間形成縫隙時或當(dāng)由于其它原因如制造公差等而引起在配合表面之間的大縫隙時，這些材料的特性劣化。當(dāng)這些材料的熱可轉(zhuǎn)移性受破壞時，使用它們的電子設(shè)備的性能受到不利影響。
因此，仍然需要a)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)熱界面材料和層狀材料，它們滿足消費(fèi)品技術(shù)規(guī)格而同時減少設(shè)備尺寸和層數(shù)；和b)開發(fā)用于生產(chǎn)所需熱界面材料和層狀材料以及包括所述熱界面材料和層狀材料的元件的可靠方法。
發(fā)明概述所考慮的可交聯(lián)的熱界面材料是通過混合至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料來生產(chǎn)。所述的界面材料采取液體或“軟凝膠”的形式。凝膠狀態(tài)通過在至少一種橡膠化合物組合物和至少一種胺樹脂組合物之間的交聯(lián)反應(yīng)所引起。更具體地說，該胺樹脂被引入到橡膠組合物中使在橡膠化合物上的伯羥基交聯(lián)，由此形成軟的凝膠相。因此，需要考慮的是橡膠化合物中的至少一些包括至少一個末端羥基基團(tuán)。
胺或胺型樹脂被添加或引入到橡膠組合物或橡膠化合物的混合物中，主要用于促進(jìn)在胺樹脂和在至少一種橡膠化合物上的伯或末端羥基之間的交聯(lián)反應(yīng)。在胺樹脂和橡膠化合物之間的交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致在混合物中形成“軟凝膠”相，而不是液態(tài)。
一旦已經(jīng)制備了包括至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料的基礎(chǔ)組合物，該組合物必須與電子元件、出售商或電子產(chǎn)品的要求進(jìn)行對比，以確定是否需要相變材料來改變組合物的一些物理性能。
相變材料可用于熱界面材料應(yīng)用中，因?yàn)楫?dāng)它們在固體和液體形式之間來回變化時它們貯存和釋放熱量。相變材料在它轉(zhuǎn)變成固態(tài)時散發(fā)熱量，而當(dāng)它回到液體時，它吸收熱量。相變溫度即熔化溫度，在該溫度下發(fā)生熱吸收和熱排斥。
用于形成本文所公開的可交聯(lián)的熱界面材料的方法包括a)提供至少一種飽和橡膠化合物，b)提供至少一種胺樹脂，c)讓該至少一種飽和橡膠化合物和該至少一種胺樹脂交聯(lián)以形成交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物，d)將至少一種導(dǎo)熱性填料加入到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中，和e)將潤濕劑添加到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中。該方法也可進(jìn)一步包括將至少一種相變材料添加到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中。
所考慮的熱界面材料能夠作為可分配的液體漿料提供，從而通過分配方法被施涂并然后根據(jù)需要加以固化。它也能夠作為高度順從性的、固化的、彈性體膜或片提供，以預(yù)先施加于界面上，如吸熱層。它能夠進(jìn)一步作為可通過任何合適的分配方法施涂于表面上的軟凝膠或液體被提供和生產(chǎn)。甚至進(jìn)一步，該材料能夠作為膠帶提供，它能夠直接應(yīng)用于分界面或電子元件。
本文所述的熱界面材料的應(yīng)用包括將該材料引入到層狀材料，電子元件或成品電子產(chǎn)品中。
本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從下面本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明變得更清楚。
發(fā)明詳述所考慮的可交聯(lián)的熱界面材料是通過混合至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料來生產(chǎn)的。所述的界面材料采取液體或“軟凝膠”的形式。本文使用的“軟凝膠”是指一種膠體，其中分散相與連續(xù)相相結(jié)合而形成粘性的“膠狀”產(chǎn)品。凝膠狀態(tài)通過在至少一種橡膠化合物組合物和至少一種胺樹脂組合物之間的交聯(lián)反應(yīng)所引起。更具體地說，該胺樹脂被引入到橡膠組合物中使在橡膠化合物上的伯羥基交聯(lián)，由此形成軟的凝膠相。因此，需要考慮的是橡膠化合物中的至少一些包括至少一個末端羥基基團(tuán)。這里使用的短語“伯羥基”是指羥基處于分子或化合物上的末端位置。該橡膠化合物還可包括也能夠與胺樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的附加的仲、叔或另外的內(nèi)部羥基。該附加交聯(lián)是理想的，這取決于在其中引入了凝膠的產(chǎn)品或元件所需要的最終凝膠狀態(tài)。
需要考慮的是該橡膠化合物可以是“可自交聯(lián)的”，即它們能夠與其它橡膠化合物進(jìn)行分子間交聯(lián)或與它們本身進(jìn)行分子內(nèi)交聯(lián)，這取決于組合物的其它組分。還要考慮的是，該橡膠化合物能夠通過胺樹脂化合物交聯(lián)并也與它們本身或其它橡膠化合物產(chǎn)生一些自交聯(lián)活性。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，所使用的橡膠組合物或化合物可以是飽和的或不飽和的。飽和橡膠化合物在這一應(yīng)用中是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儗嵫趸到獠惶舾??？墒褂玫娘柡拖鹉z的例子是乙丙橡膠(EPR，EPDM)，聚乙烯/丁烯，聚乙烯-丁烯-苯乙烯，聚乙烯-丙烯-苯乙烯，氫化聚烷二烯(polyalkyldiene)“單醇”(如氫化聚丁二烯單醇，氫化聚丙二烯單醇，氫化聚戊二烯單醇)，氫化聚烷二烯“二醇”(如氫化聚丁二烯二醇，氫化聚丙二烯二醇，氫化聚戊二烯二醇)和氫化聚異戊二烯。然而，如果化合物是不飽和的，最優(yōu)選的是該化合物經(jīng)歷加氫過程以斷裂或消除至少一些雙鍵。這里使用的短語“加氫過程”是指不飽和有機(jī)化合物與氫反應(yīng)氫直接加成到一些或全部的雙鍵上，形成飽和產(chǎn)品(加成氫化)，或完全地斷裂該雙鍵，據(jù)此該片段進(jìn)一步與氫反應(yīng)(氫解)。不飽和橡膠和橡膠化合物的例子是聚丁二烯，聚異戊二烯，聚苯乙烯-丁二烯和其它不飽和橡膠，橡膠化合物或橡膠化合物的混合物/組合。
這里使用的術(shù)語“順從性的”包括材料的性質(zhì)，它在室溫下屈服和可成型，與在室溫下為固體和不屈服相反。這里使用的術(shù)語“可交聯(lián)的”是指還沒有交聯(lián)的那些材料或化合物。
每一類型的一種以上的橡膠可以相摻混以生產(chǎn)可交聯(lián)的熱界面材料；然而，可以考慮的是，在優(yōu)選的熱界面材料中，橡膠化合物或組分中的至少一種將是飽和化合物。含有烯烴或不飽和的界面材料，有合適的熱填料，顯示了低于0.5cm2℃/w的熱容量。與熱油脂不同，材料的熱性能在IC設(shè)備中熱循環(huán)或流動循環(huán)之后沒有降低，因?yàn)橐后w烯烴和液體烯烴混合物(如包括胺樹脂的那些)會在熱活化之后交聯(lián)形成軟凝膠。另外，當(dāng)用作界面材料時，它不會象熱油脂那樣在使用中“沖出”并且在熱循環(huán)中不顯示界面層離。
胺或胺型樹脂被添加或引入到橡膠組合物或橡膠化合物的混合物中，主要用于促進(jìn)在胺樹脂和在至少一種橡膠化合物上的伯或末端羥基之間的交聯(lián)反應(yīng)。在胺樹脂和橡膠化合物之間的交聯(lián)反應(yīng)會在混合物中產(chǎn)生“軟凝膠”相，而不是液態(tài)。在胺樹脂和橡膠組合物之間和/或在橡膠化合物本身之間的交聯(lián)反應(yīng)程度決定了軟凝膠的稠度。例如，如果該胺樹脂和橡膠化合物進(jìn)行最小量的交聯(lián)(供交聯(lián)用的位點(diǎn)的10％實(shí)際上用于該交聯(lián)反應(yīng))，則軟凝膠是更“液體狀”的。然而，如果該胺樹脂和橡膠化合物進(jìn)行較大量的交聯(lián)(供交聯(lián)用的位點(diǎn)的40-60％實(shí)際上用于該交聯(lián)反應(yīng)并且可能在橡膠化合物本身之間有可測量程度的分子間或分子內(nèi)交聯(lián))，則凝膠變得更加稠厚和更加“固體狀”。
胺和氨基樹脂是在樹脂骨架的任何部分上包括至少一個胺取代基團(tuán)的那些樹脂。胺和氨基樹脂也可以是由脲、硫脲、蜜胺或有關(guān)化合物與醛類，特別是甲醛的反應(yīng)形成的合成樹脂。典型的和所考慮的胺樹脂是伯胺樹脂，仲胺樹脂，叔胺樹脂，縮水甘油基胺環(huán)氧樹脂，烷氧基芐基胺樹脂，環(huán)氧基胺樹脂，蜜胺樹脂，烷基化蜜胺樹脂，和蜜胺-丙烯酸樹脂。蜜胺樹脂在這里所述的幾個所考慮的實(shí)施方案中是特別有用和優(yōu)選的，因?yàn)閍)它們是環(huán)型化合物，該環(huán)含有三個碳和三個氮原子，b)它們能夠通過縮合反應(yīng)而容易地與其它化合物和分子相結(jié)合，c)它們能夠與其它分子和化合物反應(yīng)以促進(jìn)鏈生長和交聯(lián)，d)它們比尿素樹脂更耐水和耐熱，e)它們能夠作為水溶性的糊漿或作為可分散在水中的不溶性粉末使用，和f)它們具有高熔點(diǎn)(大于325℃并且是相對不燃的)。烷基化蜜胺樹脂，如丁基化蜜胺樹脂，是通過在樹脂形成過程中引入烷基醇類來形成的。它們可溶于油漆和瓷漆溶劑以及表面涂料中。
分散在熱界面材料或混合物中的熱填料顆粒應(yīng)該有利地具有高熱導(dǎo)率。合適的填料材料包括金屬類，如銀、銅、鋁，和它們的合金；以及其它化合物，如氮化硼、氮化鋁、涂銀的銅、涂銀的鋁和碳纖維。氮化硼和銀或氮化硼和銀/銅的組合也提供增強(qiáng)的熱導(dǎo)率。用量為至少20wt％的氮化硼和用量為至少約60wt％的銀是特別有用的。優(yōu)選地，使用具有大于約20和最優(yōu)選至少約40w/m℃的熱導(dǎo)率的填料。最佳地，希望填料具有不少于約80w/m℃熱導(dǎo)率。
這里使用的術(shù)語“金屬”是指處于元素周期表的d-區(qū)和f-區(qū)中的那些元素，以及具有類金屬性能的那些元素，如硅和鍺。這里使用的短語“d-區(qū)”是指在包圍元素的原子核的3d，4d，5d和6d軌道上具有填充的電子的那些元素。這里使用的短語“f-區(qū)”是指在包圍元素的原子核的4f和5f軌道上具有填充電子的那些元素，包括鑭系元素和錒系元素。優(yōu)選的金屬包括銦、銀、銅、鋁、錫、鉍、鎵和它們的合金，涂銀的銅和涂銀的鋁。該術(shù)語“金屬”還包括合金、金屬/金屬復(fù)合材料、金屬陶瓷復(fù)合材料、金屬聚合物復(fù)合材料、以及其它金屬復(fù)合材料。這里使用的術(shù)語“化合物”是指具有恒定組成的物質(zhì)，它能夠通過化學(xué)過程分裂成元素。
特別有效的填料包括稱作“蒸氣生長碳纖維”(VGCF)的特殊形式的碳纖維，如從Applied Sciences，Inc.，Cedarville，Ohio獲得的。VGCF，或“碳微纖維”，是由熱處理獲得的高度石墨化類型(熱導(dǎo)率＝1900w/m℃)。約0.5wt％碳微纖維的添加提供了顯著提高的熱導(dǎo)率。此類纖維能夠以各種長度和直徑獲??；即，1毫米(mm)至數(shù)十厘米(cm)的長度和小于0.1至大于100μm的直徑。一種有用形式的VGCF具有不大于約1μm的直徑和約50-100μm的長度，并且具有比直徑大于5μm的其它普通碳纖維大了約兩或三倍的熱導(dǎo)率。
難以將大量的VGCF引入到聚合物體系和界面體系中，如早已討論的氫化橡膠和樹脂組合。當(dāng)碳微纖維，例如(約1μm，或更小)被添加到聚合物中時，它們無法充分混合，主要因?yàn)榇罅康睦w維必須被添加到聚合物中以獲得在熱導(dǎo)率上有意義的有益改進(jìn)。然而，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較大量碳微纖維能夠添加到具有較大量的其它常規(guī)填料的聚合物體系中。更大量的碳微纖維能夠在添加其它纖維時被添加到聚合物中，它們能夠單獨(dú)添加到聚合物中，因此提供了對于改進(jìn)熱界面材料的熱導(dǎo)率而言的更大益處。理想地，碳微纖維與聚合物的比率在0.05-0.50(重量)范圍內(nèi)。
一旦已經(jīng)制備了包括至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料的基礎(chǔ)組合物，該組合物必須與電子元件、出售商或電子產(chǎn)品的要求進(jìn)行對比，以確定是否需要附加的相變材料來改變組合物的一些物理性能。具體地說，如果元件或產(chǎn)品的需要都要求組合物或界面材料是“軟凝膠”形式的或多少有點(diǎn)液態(tài)形式的，則不需要添加附加的相變材料。然而，如果該元件、層狀材料或產(chǎn)品要求該組合物或材料更象固體，則應(yīng)該添加至少一種相變材料。
這里所考慮的相變材料包括蠟、聚合物蠟或它們的混合物，如石蠟。石蠟是具有通式CnH2n+2和具有約20℃-100℃的熔點(diǎn)的固體烴類的混合物。聚合物蠟典型地是聚乙烯蠟、聚丙烯蠟，并且具有約40℃-160℃的熔點(diǎn)。
相變材料可用于熱界面材料應(yīng)用中，因?yàn)楫?dāng)它們在固體和液體形式之間來回變化時貯存和釋放熱量。隨著相變材料變化為固態(tài)，它放出熱量。隨著它回到液體狀態(tài)，它吸收熱量。該相變溫度即為熔化溫度，在該溫度下發(fā)生熱吸收和熱排斥。
然而石蠟型相變材料具有幾個缺點(diǎn)。它們本身可以是非常脆的并且難以處置。它們也傾向于在熱循環(huán)中從它們所應(yīng)用的設(shè)備的縫隙中沖出，非常象油脂。根據(jù)本發(fā)明的橡膠-樹脂改性的石蠟聚合物蠟體系避免了這些問題并提供了顯著改進(jìn)的處置容易性，能夠以柔性膠帶或固體層形式制造，并且在壓力下不會汲出或滲出。雖然該橡膠-樹脂-蠟混合物具有相同的或幾乎相同的溫度，但是它們的熔體粘度高得多并且它們?nèi)菀走w移。另外，該橡膠-蠟-樹脂混合物能夠設(shè)計(jì)成自交聯(lián)型，確保消除在某些應(yīng)用中的汲出問題。所考慮的相變材料的例子是malenized石蠟、聚乙烯-馬來酸酐蠟和聚丙烯-馬來酸酐蠟。橡膠-樹脂-蠟混合物在約50-150℃之間的溫度下功能性地形成交聯(lián)的橡膠-樹脂網(wǎng)絡(luò)。
引入附加的填料、物質(zhì)或顆粒，如填料顆粒、潤濕劑或抗氧化劑也是有利的?；旧锨蛐蔚奶盍项w粒能夠被添加到界面混合物中以最大程度地提高充填密度。另外，基本上球形或類似形狀可在壓縮過程中提供對厚度的一些控制。對于在橡膠材料中的填料來說有用的典型顆粒尺寸可以是在約1-20μm范圍內(nèi)，其中最大值約100μm。
填料顆粒的分散能夠通過官能化有機(jī)金屬偶聯(lián)劑或“潤濕”劑，如有機(jī)硅烷、有機(jī)鈦酸酯、有機(jī)鋯等的添加來促進(jìn)。有機(jī)鈦酸酯用作潤濕增強(qiáng)劑以降低漿料粘度和提高填料用量?？墒褂玫挠袡C(jī)鈦酸酯是異丙基三異硬脂基鈦酸酯。有機(jī)鈦酸酯的一般結(jié)構(gòu)是RO-Ti(OXRY)，其中RO是可水解的基團(tuán)，而X和Y是粘結(jié)劑官能團(tuán)。
抗氧化劑也可添加，以抑制固化的橡膠凝膠或固體組合物的氧化和熱降解。典型的有用的抗氧化劑包括Irganox 1076，酚型或Irganox565，胺型，(在0.01％-約1wt％)，可以從Ciba Giegy of Hawthorne，N.Y商購。典型的固化促進(jìn)劑包括叔胺，如二癸基甲基胺，(在50ppm-0.5wt％)。
至少一種催化劑也可添加到熱界面材料或組合物中，以促進(jìn)在至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂、至少一種相變材料，或全部三者之間的交聯(lián)或鏈反應(yīng)。這里使用的術(shù)語“催化劑”是指顯著影響化學(xué)反應(yīng)的速率但本身不消耗或經(jīng)歷化學(xué)變化的物質(zhì)或條件。催化劑可以是無機(jī)、有機(jī)或有機(jī)基團(tuán)和金屬鹵化物的組合。雖然不是物質(zhì)，但是光和熱也能夠用作催化劑。在所考慮的實(shí)施方案中，催化劑是酸。在優(yōu)選實(shí)施方案中，催化劑是有機(jī)酸，如羧酸乙酸、甲酸、苯甲酸、水楊酸，二羧酸草酸、鄰苯二甲酸、癸二酸、己二酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸、苯基硬脂酸，氨基酸和磺酸。
用于形成本文所公開的可交聯(lián)的熱界面材料的方法包括a)提供至少一種飽和橡膠化合物，b)提供至少一種胺樹脂，c)讓該至少一種飽和橡膠化合物和該至少一種胺樹脂交聯(lián)以形成交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物，d)將至少一種導(dǎo)熱性填料加入到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中，和e)將潤濕劑添加到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中。該方法也可進(jìn)一步包括將至少一種相變材料添加到交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中。如這里所討論，液體和固體熱界面混合物、材料和組合物能夠通過使用所考慮的方法，連同膠帶、電子元件、層材料和電子產(chǎn)品一起來形成。
所考慮的熱界面材料能夠作為可分配的液體漿料提供，從而通過分配方法被施涂并然后根據(jù)需要加以固化。它也能夠作為高度順從性的、固化的、彈性體膜或片提供，以預(yù)先施加于界面上，如吸熱層。它能夠進(jìn)一步作為可通過任何合適的分配方法施涂于表面上的軟凝膠或液體被提供和生產(chǎn)。更進(jìn)一步，該材料能夠作為膠帶提供，它能夠直接應(yīng)用于分界面或電子元件。
這里所述的所考慮的熱界面材料的應(yīng)用包括將該材料引入到層狀材料、電子元件或成品電子產(chǎn)品中。這里所考慮的電子元件一般認(rèn)為包括用于電子型產(chǎn)品中的任何層狀元件。所考慮的電子元件包括電路板、芯片封裝件、分隔片、電路板的介電元件、印刷線路板和電路板的其它元件，如電容器、感應(yīng)器和電阻器。
電子型產(chǎn)品可在它們隨時可用于工業(yè)或由其它消費(fèi)者使用的意義上是“成品(finished)”。成品消費(fèi)產(chǎn)品的例子是電視、電腦、手機(jī)、傳呼機(jī)、掌上型編制器、便攜式收音機(jī)、汽車用立體聲收音機(jī)和遙控器。也在考慮之列的是潛在地用于成品產(chǎn)品中的“中間體”產(chǎn)品，如電路板、芯片封裝件和鍵盤。
電子產(chǎn)品也可包括在從概念模型到最終的按比例放大產(chǎn)品/實(shí)物模型的任何發(fā)展階段的原型元件。原型元件可以或可以不含有在成品產(chǎn)品中預(yù)計(jì)的全部實(shí)際元件，并且原型元件可具有一些由復(fù)合材料構(gòu)造的元件，以便在最初試驗(yàn)的同時消除它們對其它元件的最初影響。
為了說明本發(fā)明，通過混合在實(shí)施例A-F中描述的組分來制備幾個實(shí)施例。正如在這些表中所示，組合物的性能，包括粘度、產(chǎn)品形式、熱阻抗、彈性模量和熱導(dǎo)率都報告在內(nèi)。
所示實(shí)施例包括一種或多種任選的添加劑，例如抗氧化劑、潤濕性增強(qiáng)劑、固化促進(jìn)劑、粘度降低劑和交聯(lián)助劑。此類添加劑的用量可以變化，但是一般它們以下列大致的量存在(wt％)填料至多占總量(填料加上橡膠)的95％；潤濕性增強(qiáng)劑(占總量的)0.1-1％；抗氧化劑(占總量的)0.01-1％；固化促進(jìn)劑(占總量的)50ppm-0.5％；粘度降低劑0.2-15％；和交聯(lián)助劑0.1-2％。應(yīng)當(dāng)指出，添加至少約0.5％碳纖維會顯著地提高熱導(dǎo)率。
因此已經(jīng)公開了熱界面材料的具體實(shí)例和應(yīng)用。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會理解，在不脫離這里的發(fā)明概念的前提下對于早已描述過的那些的更多改進(jìn)都是可能的。因此，本發(fā)明的主題不受限制，僅僅限制在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。而且，在解釋說明書和權(quán)利要求時，全部的術(shù)語應(yīng)該在上下文一致地以最寬可能的方式來解釋。尤其，該術(shù)語“包括”和“包含”應(yīng)該解釋為，對于以非排他的方式所提及的元素、組分或步驟，表明所提到的元素、組分或步驟可以與非特意地提到的其它元素、組分或步驟一起存在，或一起使用，或相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種可交聯(lián)的熱界面材料，它包括至少一種橡膠化合物，至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料。
2.權(quán)利要求1的熱界面材料，進(jìn)一步包括至少一種相變材料。
3.權(quán)利要求1的熱界面材料，其中至少一種橡膠化合物包括至少一個端羥基。
4.權(quán)利要求3的熱界面材料，其中至少一種橡膠化合物包括至少一種飽和化合物。
5.權(quán)利要求4的熱界面材料，其中至少一種橡膠化合物包括氫化聚烷二烯單醇，氫化聚烷二烯二醇，或它們的組合或混合物。
6.權(quán)利要求5的熱界面材料，其中氫化聚烷二烯單醇包括氫化聚丁二烯單醇。
7.權(quán)利要求5的熱界面材料，其中氫化聚烷二烯二醇包括氫化聚丁二烯二醇。
8.權(quán)利要求1的熱界面材料，其中至少一種胺樹脂包括蜜胺樹脂。
9.權(quán)利要求8的熱界面材料，其中蜜胺樹脂包括烷基化蜜胺樹脂。
10.權(quán)利要求9的熱界面材料，其中烷基化蜜胺樹脂包括丁基化蜜胺樹脂。
11.權(quán)利要求1的熱界面材料，其中至少一種導(dǎo)熱性填料包括金屬粉末、氮化硼化合物或它們的組合或混合物。
12.權(quán)利要求11的熱界面材料，其中金屬粉末包括鋁粉、銀粉、銅粉或它們的組合或混合物。
13.權(quán)利要求2的熱界面材料，其中至少一種相變材料包括蠟。
14.權(quán)利要求13的熱界面材料，其中蠟包括石蠟。
15.權(quán)利要求1的熱界面材料，進(jìn)一步包括至少一種催化材料。
16.權(quán)利要求2的熱界面材料，進(jìn)一步包括至少一種催化材料。
17.權(quán)利要求15或16中一項(xiàng)的熱界面材料，其中至少一種催化材料包括磺酸催化劑。
18.權(quán)利要求1或2中一項(xiàng)的熱界面材料，進(jìn)一步包括至少一種潤濕劑。
19.權(quán)利要求18的熱界面材料，其中潤濕劑包括有機(jī)鈦酸酯。
20.一種包括權(quán)利要求1的熱界面材料的層狀元件。
21.一種包括權(quán)利要求1的熱界面材料的電子元件。
22.一種包括權(quán)利要求2的熱界面材料的層狀元件。
23.一種包括權(quán)利要求2的熱界面材料的電子元件。
24.一種包括權(quán)利要求1的熱界面材料的液體組合物。
25.一種包括權(quán)利要求2的熱界面材料的固體組合物。
26.一種包括權(quán)利要求2的熱界面材料的膠帶。
25.一種形成可交聯(lián)的熱界面材料的方法，包括提供至少一種飽和橡膠化合物；提供至少一種胺樹脂；讓至少一種飽和橡膠化合物和至少一種胺樹脂交聯(lián)而形成交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物；向交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中添加至少一種導(dǎo)熱性填料；和向交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中添加潤濕劑。
26.權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括將至少一種相變材料添加在交聯(lián)的橡膠-樹脂混合物中。
27.一種由權(quán)利要求25的方法形成的液體熱界面組合物。
28.一種由權(quán)利要求26的方法形成的固體熱界面組合物。
29.一種包括權(quán)利要求28的熱界面組合物的膠帶。
30.一種包括權(quán)利要求27的熱界面材料的電子元件。
31.一種包括權(quán)利要求28的熱界面材料的電子元件。
全文摘要
可交聯(lián)的熱界面材料通過混合至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料來生產(chǎn)。該界面材料采取液體或“軟凝膠”的形式。凝膠狀態(tài)通過在至少一種橡膠化合物組合物和至少一種胺樹脂組合物之間的交聯(lián)反應(yīng)所引起。一旦已經(jīng)制備了包括至少一種橡膠化合物、至少一種胺樹脂和至少一種導(dǎo)熱性填料的基礎(chǔ)組合物，該組合物必須與電子元件、出售商或電子產(chǎn)品的要求進(jìn)行對比，以確定是否需要相變材料來改變組合物的一些物理性能。用于形成本文所公開的可交聯(lián)的熱界面材料的方法包括a)提供至少一種飽和橡膠化合物，b)提供至少一種胺樹脂，c)讓該至少一種飽和橡膠化合物和該至少一種胺樹脂交聯(lián)以形成交聯(lián)的橡膠－樹脂混合物，d)將至少一種導(dǎo)熱性填料加入到交聯(lián)的橡膠－樹脂混合物中，和e)將潤濕劑添加到交聯(lián)的橡膠－樹脂混合物中。該方法也可進(jìn)一步包括將至少一種相變材料添加到交聯(lián)的橡膠－樹脂混合物中。所考慮的熱界面材料能夠作為可分配的液體漿料、凝膠、膠帶或膜的形式提供。這里所述的熱界面材料的應(yīng)用包括將該材料引入到層狀材料、電子元件或成品電子產(chǎn)品中。
文檔編號C08K3/38GK1638952SQ03805679
公開日2005年7月13日 申請日期2003年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月14日
發(fā)明者M·阮 申請人:霍尼韋爾國際公司