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具有離子清除劑的熱界面材料的制作方法

文檔序號:12140048閱讀:225來源:國知局
具有離子清除劑的熱界面材料的制作方法與工藝
本公開主要涉及熱界面材料,更具體地涉及包含離子清除劑的熱界面材料。相關(guān)技術(shù)的描述熱界面材料(TIM)廣泛應(yīng)用于從電子元件例如中央處理器、視頻圖形陣列、服務(wù)器、游戲控制器、智能電話、LED板等散熱。熱界面材料通常用于將余熱從電子元件轉(zhuǎn)移至散熱器(heatspreader),例如受熱器(heatsink)。在圖1中示例了包括熱界面材料的典型的電子器件包結(jié)構(gòu)10。所述電子器件包結(jié)構(gòu)10示例性地包括生熱元件,例如電子芯片12,和一個或多個散熱元件,例如散熱器14和受熱器16。示例性的散熱器14和受熱器包括金屬、金屬合金、或鍍金屬的基底,例如銅、銅合金、鋁、鋁合金、或鍍鎳的銅。TIM材料,例如TIM18和TIM20,在生熱元件和一個或多個散熱元件之間提供熱連接。電子器件包結(jié)構(gòu)10包括連接電子芯片12和散熱器14的第一TIM18。TIM18通常稱為“TIM1”。電子器件包結(jié)構(gòu)10包括連接散熱器14和受熱器16的第二TIM20。TIM18通常稱為“TIM2”。在另一實施方案中,電子器件包結(jié)構(gòu)10不包括散熱器14,并且TIM(未示出)將電子芯片12直接連接至受熱器16。將電子芯片12直接連接至受熱器16的此類TIM通常稱為TIM1.5。熱界面材料包括導(dǎo)熱油酯、油酯狀材料、彈性體帶、和相變材料。常規(guī)的熱界面材料包括例如導(dǎo)熱片(gappads)和導(dǎo)熱墊(thermalpads)的元件。在以下專利和申請中公開了示例性的熱界面材料,它們的公開內(nèi)容整體并入本文中作為參考:U.S.6,238,596、U.S.6,451,422、U.S.6,605,238、U.S.6,673,434、U.S.6,706,219、U.S.6,797,382、U.S.6,811,725、U.S.7,172,711、U.S.7,244,491、U.S.7,867,609、U.S.2007/0051773、U.S.2008/0044670、U.S.2009/0111925、U.S.2010/0129648和U.S.2011/0308782。熱界面材料的降解通常發(fā)生在聚合物斷鏈過程中,例如圖2A中示例的。如圖2A中所示,引發(fā)能量產(chǎn)生引發(fā)反應(yīng)RH→R·+H·以形成自由基R·。該自由基與氧分子結(jié)合形成過氧化物自由基ROO·。該過氧化物自由基可以鍵合至從另一R基團轉(zhuǎn)移的質(zhì)子以形成過氧化物ROOH,以及新R·自由基,其可以與新氧分子結(jié)合。繼續(xù)進行支化反應(yīng)ROOH→RO·+HO·形成RO·自由基和HO·自由基。RO·和HO·參與剩余聚合物鏈的斷裂,以及通過不希望的交聯(lián)進行的熱界面材料的脆裂。在典型的自氧化循環(huán)中,自由基引發(fā)反應(yīng)速度取決于產(chǎn)生R·自由基的引發(fā)能量的提供和材料中的污染物。然而,由于參與每個反應(yīng)的相對高的活化能量,引發(fā)反應(yīng)和支化反應(yīng)都相對緩慢。如圖2B中所示,引發(fā)反應(yīng)和支化反應(yīng)各自都能夠由金屬離子催化。相比于圖2A中示例的未催化的反應(yīng),這些金屬離子催化的反應(yīng)具有相對低的活化能。這導(dǎo)致生成比圖2A的未催化循環(huán)更多的自由基,其導(dǎo)致熱界面材料的更加快速的降解。如圖1所示例的,TIM材料,例如TIM18或TIM20的至少一個表面,可以與金屬表面,例如散熱器14或受熱器16直接接觸。此類金屬表面可以提供金屬離子以催化引發(fā)和支化反應(yīng),例如從可以在表面上形成的金屬氧化物。例如,銅離子可以與構(gòu)成TIM的聚合物相互作用,特別是在熱存在下,以在聚合物中形成游離自由基,其在工作期間引發(fā)使聚合物降解的斷鏈。期望對上文內(nèi)容改善。發(fā)明概述本公開提供可用于從生熱電子元件例如計算機芯片轉(zhuǎn)移熱量至散熱結(jié)構(gòu)例如散熱器和受熱器的熱界面材料。根據(jù)本公開的一個實施方案,所述熱界面材料包含至少一種聚合物、至少一種導(dǎo)熱填料、和至少一種離子清除劑。在一個更具體的實施方案中,所述離子清除劑為絡(luò)合劑,選自含氮絡(luò)合劑、含磷絡(luò)合劑、基于羥基羧酸的絡(luò)合劑、和上述物質(zhì)的組合。在另一更具體的實施方案中,所述離子清除劑選自酰胺化合物、三唑化合物、四唑化合物、三氮烯化合物、草酰胺化合物、丙二酰胺化合物、和上述物質(zhì)的組合。在另一更具體的實施方案中,所述離子清除劑為酰胺化合物。在另一更具體的實施方案中,所述離子清除劑選自:十亞甲基二甲酰二水楊酰肼;3-(N-水楊?;?氨基-1,2,4-三唑;2’,3-雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥基苯基]丙?;鵠]丙酰肼,和上述物質(zhì)的組合。在另一更具體的實施方案中,所述離子清除劑為根據(jù)式I至式XI的任一種或其組合的化合物:式I–N-水楊叉基-N'水楊酰肼式II-草?;p(芐叉基酰肼)式III-N,N'-雙(水楊?;?肼式IV-3-(N-水楊酰基)氨基-1,2,4-三唑式V-2,2'-草酰胺基雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]式VI-N,N'-雙(水楊叉基)乙二胺式VII–N,N’-草酰二苯胺式VIII-甲基丙二酰二苯胺式IX-N-甲?;?N'-水楊酰肼式X-十亞甲基二甲酰二水楊酰肼式XI-二亞磷酸雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酯)季戊四醇酯。在任何上述實施方案的一個更具體的實施方案中,基于所述熱界面材料的總重量,所述熱界面材料包含0.1wt.%至5wt.%的離子清除劑。在一個更具體的實施方案中,基于所述熱界面材料的總重量,所述熱界面材料包含0.5wt.%至1wt.%的離子清除劑。在任何上述實施方案的一個更具體的實施方案中,所述熱界面材料進一步包含至少一種相變材料。在一個甚至更具體的實施方案中,所述相變材料為蠟。在任何上述實施方案的一個更具體的實施方案中,所述熱界面材料進一步包含至少一種偶聯(lián)劑。在一個甚至更具體的實施方案中,所述偶聯(lián)劑材料選自:鈦酸鹽偶聯(lián)劑、鋯酸鹽偶聯(lián)劑、和硅烷偶聯(lián)劑、和上述物質(zhì)的組合。在一個甚至更具體的實施方案中,所述偶聯(lián)劑為鈦酸鹽偶聯(lián)劑。在任何上述實施方案的一個更具體的實施方案中,所述熱界面材料進一步包含至少一種交聯(lián)劑。在任何上述實施方案的一個更具體的實施方案中,基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含:5wt.%至10wt.%的至少一種聚合物;50wt.%至95wt.%的至少一種導(dǎo)熱填料;和0.1wt.%至5wt.%的離子清除劑。在第一甚至更具體的實施方案中,基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含:2wt.%至5wt.%的至少一種蠟;0.1至0.5wt.%的至少一種抗氧化劑;1wt.%至2wt.%的至少一種偶聯(lián)劑;和0.5wt.%至0.6wt.%的至少一種交聯(lián)劑;其中基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含75wt.%至90wt.%的至少一種導(dǎo)熱填料。在第二甚至更具體的實施方案中,基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含:2wt.%至5wt.%的至少一種蠟;0.1至0.5wt.%的至少一種抗氧化劑;1wt.%至2wt.%的至少一種偶聯(lián)劑;和0.5wt.%至0.6wt.%的至少一種交聯(lián)劑;其中基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含75wt.%至90wt.%的至少一種導(dǎo)熱填料。在一個甚至更具體的實施方案中,所述熱界面材料包含:1.5wt.%至2wt.%的至少一種蠟;0.1至1wt.%的至少一種抗氧化劑;和0.5wt.%至1wt.%的至少一種偶聯(lián)劑;其中基于所述熱界面材料的總重量計,所述熱界面材料包含85wt.%至95wt.%的至少一種導(dǎo)熱填料。在另一甚至更具體的實施方案中,所述熱界面材料進一步包含0.1wt.%至1wt.%的至少一種交聯(lián)劑。根據(jù)本公開的一個實施方案,電子元件包括受熱器、電子芯片、和具有第一表面層和第二表面層的熱界面材料,所述熱界面材料位于所述受熱器和電子芯片之間,所述熱界面材料包含:至少一種聚合物;至少一種導(dǎo)熱填料;和至少一種離子清除劑。在一些實施方案中,所述熱界面材料根據(jù)上文任一實施方案。在第一更具體的實施方案中,所述第一表面層與所述電子芯片的表面接觸,第二表面層與所述受熱器接觸。在第二更具體的實施方案中,所述電子元件進一步包括位于受熱器和電子芯片之間的散熱器,其中所述第一表面層與電子芯片的表面接觸,第二表面層與散熱器接觸。在第三更具體的實施方案中,所述電子元件進一步包括位于所述受熱器和電子芯片之間的散熱器,其中第一表面層與散熱器的表面接觸,第二表面層與受熱器接觸。附圖的簡要描述通過參照本發(fā)明實施方案的以下描述和附圖,本公開的上述和其他特征和優(yōu)點以及獲得它們的方式變得更明顯,并且會更好地理解本發(fā)明本身,其中:圖1圖示了典型的電子器件包結(jié)構(gòu);圖2A示例了典型的TIM的降解機制;圖2B示例了金屬催化的降解機制;和圖3示例了采用離子清除劑的典型的絡(luò)合反應(yīng)。對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示全部幾個視圖的相應(yīng)部分。本文中所述的范例示例了本發(fā)明的典型的實施方案,并且此類范例并非理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。詳細描述A.熱界面材料本發(fā)明涉及在從電子元件轉(zhuǎn)移走熱量中使用的熱界面材料(TIM)。在一個典型的實施方案中,TIM包含聚合物基體、至少一種導(dǎo)熱填料、和至少一種離子清除劑。在一些實施方案中,所述TIM可以任選包含以下組分的一種或多種:偶聯(lián)劑、抗氧化劑、相變材料、和其他添加劑。在不希望受任何理論束縛的情況下,相信添加離子清除劑抑制金屬離子誘導(dǎo)的游離自由基形成。據(jù)信,離子清除劑捕獲并結(jié)合絡(luò)合物中的金屬離子使得金屬離子不再具有空電子軌道并且有效地失去引發(fā)在聚合物中形成游離自由基的能力。在圖3中示例了典型的絡(luò)合反應(yīng)。在圖3中,離子清除劑,示例性地二酰肼,與金屬離子,示例性地氧化銅反應(yīng)。在不希望受任何特定理論束縛的情況下,據(jù)信金屬離子吸引到離子清除劑上的一個或多個孤對電子。金屬離子和孤對電子之間的吸引形成絡(luò)合物,其中金屬離子不再具有空電子軌道并且不參與圖2B的金屬催化的反應(yīng)。如下文示出的實施例中示例的,在熱界面材料中包含離子清除劑抑制聚合物降解至出乎預(yù)料的程度。1.聚合物TIM包含聚合物,例如彈性體。在一些實施方案中,所述聚合物包括硅酮橡膠、硅氧烷橡膠、硅氧烷共聚物、或其他合適的含硅酮橡膠。在一些實施方案中,所述聚合物包括一種或多種烴橡膠化合物,包括飽和或不飽和的烴橡膠化合物。典型的飽和橡膠包括乙烯-丙烯橡膠(EPR,EPDM)、聚乙烯/丁烯、聚乙烯-丁烯-苯乙烯、聚乙烯-丙烯-苯乙烯、氫化聚二烯“單醇”(例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)、氫化聚二烯“二醇”(例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、聚烯烴彈性體、和其共混物。在一些實施方案中,所述聚合物為氫化聚丁二烯單醇。典型的不飽和橡膠包括聚丁二烯、聚異戊二烯、聚苯乙烯-丁二烯和其共混物、或飽和和不飽和橡膠化合物的共混物?;赥IM的總重量計,TIM可以低至1wt.%、2wt.%、5wt.%、6wt.%、7wt.%、8wt.%,高至10wt.%、20wt.%、25wt.%、50wt.%或更高,或在上述值的任何兩個之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種聚合物。2.導(dǎo)熱填料TIM包含一種或多種導(dǎo)熱填料。典型的導(dǎo)熱填料包括金屬、合金、非金屬、金屬氧化物和陶瓷、和其組合。所述金屬包括但不限于鋁、銅、銀、鋅、鎳、錫、銦和鉛。所述非金屬包括但不限于碳、石墨、碳納米管、碳纖維、石墨烯和氮化硅。所述金屬氧化物或陶瓷包括但不限于氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鋅和氧化錫。基于TIM的總重量,TIM可以低至10wt.%、20wt.%、25wt.%、50wt.%,高至75wt.%、80wt.%、85wt.%、90wt.%、95wt.%,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種導(dǎo)熱填料。3.離子清除劑TIM包含一種或多種離子清除劑。典型的離子清除劑包括含氮絡(luò)合劑、含磷絡(luò)合劑、和基于羥基羧酸的絡(luò)合劑。在一些典型的實施方案中,所述離子清除劑選自酰胺化合物,例如酰肼或二酰肼。在一些典型的實施方案中,所述離子清除劑選自三唑化合物、四唑化合物、三氮烯化合物、草酰胺化合物、或丙二酰胺化合物。在一些典型的實施方案中,所述離子清除劑選自十亞甲基二甲酰二水楊酰肼;3-(N-水楊?;?氨基-1,2,4-三唑;和2’,3-雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥基苯基]丙?;鵠]丙酰肼。在另一更具體的實施方案中,所述離子清除劑為根據(jù)式I至式XI的任一個或其組合的化合物:式I–N-水楊叉基-N'水楊酰肼式II-草?;p(芐叉基酰肼)式III-N,N'-雙(水楊?;?肼式IV-3-(N-水楊?;?氨基-1,2,4-三唑式V-2,2'-草酰胺基雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]式VI-N,N'-雙(水楊叉基)乙二胺式VII–N,N’-草酰二苯胺式VIII-甲基丙二酰二苯胺式IX-N-甲?;?N'-水楊酰肼式X-十亞甲基二甲酰二水楊酰肼式XI-二亞磷酸雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酯)季戊四醇酯?;赥IM的總重量,TIM可以低至0.1wt.%、0.2wt.%、0.5wt.%、1wt.%,高至1.5wt.%、2wt.%、5wt.%、10wt.%,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種離子清除劑。4.偶聯(lián)劑在一些典型的實施方案中,TIM包含一種或多種偶聯(lián)劑。典型的偶聯(lián)劑包括有機金屬化合物,例如鈦酸鹽偶聯(lián)劑或鋯酸鹽偶聯(lián)劑,和有機化合物,例如硅烷偶聯(lián)劑。典型的偶聯(lián)劑包括2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,三(二辛基)焦磷酸根合-O鈦IV;2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,三(二異辛基)焦磷酸根合-O鋯IV;2-丙醇根合,三(二辛基)-焦磷酸根合-O鈦IV與1mol亞磷酸二異辛酯的加合物;雙(二辛基)焦磷酸根合-O,氧代乙二醇根合鈦IV(加合物),雙亞磷酸(氫)(二辛酯)-O;雙(二辛基)焦磷酸根合-O,乙二醇根合鈦IV(加合物),雙亞磷酸氫(二辛酯);和2,2-雙(2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,環(huán)二[2,2-(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合],焦磷酸根合-O,O鋯IV。在一些典型的實施方案中,基于TIM的總重量,TIM可以低至0.1wt.%、0.5wt.%、0.67wt.%、0.75wt.%,高至1wt.%、1.5wt.%、2wt.%、5wt.%、10wt.%,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種偶聯(lián)劑。5.抗氧化劑在一些典型的實施方案中,TIM包含一種或多種抗氧化劑。典型的抗氧化劑包括酚型、胺型抗氧化劑、或任何其他合適類型的抗氧化劑、或其組合。所述酚或胺型抗氧化劑還可以為位阻酚或胺型抗氧化劑。典型的酚型抗氧化劑包括3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯。典型的胺型抗氧化劑包括2,6-二叔丁基-4-(4,6-雙(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚。典型的位阻抗氧化劑包括位阻含硫酚類抗氧化劑。典型的抗氧化劑包括可從BASF獲得的Irganox?抗氧化劑。盡管離子清除劑和抗氧化劑都降低TIM的氧化降解,但據(jù)信離子清除劑通過捕獲和結(jié)合絡(luò)合物中的金屬離子起作用從而金屬離子不再具有凈電荷并且有效失去參與圖2B的金屬催化的反應(yīng)的能力。相比之下,據(jù)信抗氧化劑一般而言通過轉(zhuǎn)移電子至氧化劑例如圖2A的自由基起作用。在一些典型的實施方案中,基于TIM的總重量,TIM可以低至0.05wt.%、0.1wt.%、0.5wt.%、1wt.%,高至1.5wt.%、2wt.%、5wt.%、10wt.%,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種抗氧化劑。6.相變材料在一些典型的實施方案中,TIM包含一種或多種相變材料。相變材料是熔點或熔點范圍為在其中使用TIM的電子器件的一部分的操作溫度或低于該操作溫度的材料。典型的相變材料為蠟。其他典型的相變材料包括低熔點合金,例如Wood的金屬、Field的金屬、或熔點為約20℃至90℃的金屬或合金。在一些實施方案中,所述相變材料的相變溫度低至20℃、30℃、40℃、45℃、50℃,高至60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些更具體的實施方案中,所述相變材料的相變溫度低至30℃、40℃、45℃,高至50℃、60℃、70℃,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。典型的蠟包括聚乙烯(PE)蠟、石蠟、AC-1702(一種聚乙烯蠟)、AC-430(一種乙烯-乙酸乙烯酯蠟的共聚物)、和AC-6702(一種氧化聚乙烯蠟),每個都可獲自HoneywellInternationalInc.、與聚四氟乙烯共混的聚乙烯蠟,例如可獲自NanjingTianshiNewMaterialTechnologies的PEW-0602F蠟、可獲自InternationalGroup,Inc.的TAC蠟和可獲自HangzhouRuhrTech的RT44HC?;赥IM的總重量,TIM可以低至0.5wt.%、1wt.%、2wt.%、3wt.%、5wt.%、10wt.%,高至20wt.%、25wt.%、50wt.%或更高,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種相變材料。7.其他添加劑在一些典型的實施方案中,TIM包含一種或多種另外的添加劑。典型的添加劑包括交聯(lián)劑,例如烷基化的三聚氰胺甲醛樹脂、顏料、和溶劑,例如異鏈烷烴流體。在一些典型的實施方案中,基于TIM的總重量,TIM可以低至0.1wt.%、0.5wt.%、1wt.%,高至1.5wt.%、2wt.%、5wt.%、10wt.%,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的量包含一種或多種添加劑。8.熱界面材料的典型配方在第一非限定性示例性實施方案中,TIM包含約1wt.%至約25wt.%聚合物,約50wt.%至約95wt.%導(dǎo)熱填料,和約0.1wt.%至約5wt.%離子清除劑。在一個更具體的實施方案中,所述離子清除劑為酰胺化合物,例如酰肼或二酰肼。在一個甚至更具體的實施方案中,所述離子清除劑選自癸烷二酸二水楊酰肼;3-(N-水楊?;?氨基-1,2,4-三唑;和2’,3-雙[[3-[3,5-二叔丁基-4-羥基苯基]丙酰基]]丙酰肼。在第二示例性實施方案中,其為第一示例性實施方案的更具體的實施方案,TIM進一步包含約1wt.%至約5wt.%的至少一種相變材料。在第三示例性實施方案中,其為第一或第二示例性實施方案的更具體實施方案,TIM包含約0.1wt.%至約5wt.%的至少一種交聯(lián)劑。在第四示例性實施方案中,其為第一至第三示例性實施方案任一個的更具體實施方案,TIM包含約0.1wt.%至約5wt.%的至少一種偶聯(lián)劑。在第五示例性實施方案中,其為第一至第四示例性實施方案的任一個的更具體實施方案,TIM包含約0.1wt.%至約5wt.%至少一種相變材料。9.熱界面材料的典型性質(zhì)在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的熱界面材料具有比不包含離子清除劑的類似配制的熱界面材料更大的耐降解性。所述耐降解性的特征可能在于氧化誘導(dǎo)時間(OIT)測試,例如通過ASTMD3859-07測定,其公開內(nèi)容整體并入本文中作為參考。較長的OIT時間表示較好的熱穩(wěn)定性。在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的TIM的OIT比不含離子清除劑的類似配制的TIM的OIT低至高20%、高25%、高30%、高50%、高75%、高100%,高至高150%、高200%、高300%、高375%、高400%、高500%或更高,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的TIM的OIT低至30分鐘、45分鐘、60分鐘,高至75分鐘、90分鐘、120分鐘、150分鐘或更高,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些典型的實施方案中,與金屬表面接觸的TIM的OIT低至15分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘,高至60分鐘、75分鐘、90分鐘、120分鐘、150分鐘或更高,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些典型的實施方案中,所述熱界面材料的熱阻低至0.05℃cm2/W、0.08℃cm2/W、0.09℃cm2/W,高至0.1℃cm2/W、0.5℃cm2/W、1℃cm2/W、2℃cm2/W,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些典型的實施方案中,在120℃的溫度、2個大氣壓的壓力和85%的相對濕度下進行高加速應(yīng)力測試(HAST)處理之后,所述熱界面材料具有不變的熱阻并且沒有可見的TIM的降解。熱阻可以不改變持續(xù)短至90小時、120小時、150小時,長至180小時、190小時、200小時或更長,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。在一些典型的實施方案中,在150℃的溫度下經(jīng)歷烘焙測試處理之后,所述熱界面材料具有不變的熱阻并且沒有可見的TIM的降解。熱阻可以不改變持續(xù)短至1000小時、1500小時、2000小時,長至2200小時、2500小時、2800小時或更長,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。B.形成熱界面材料的方法在一些典型的實施方案中,通過在經(jīng)加熱的混合器中組合單獨的組分并將該組合物共混在一起制備TIM。然后,可以將經(jīng)共混的組合物烘焙。在一些典型的實施方案中,在低至25℃,50℃,75℃,80℃,高至100℃,125℃,150℃,170℃,或在任何兩個上述值之間限定的任何范圍內(nèi)的溫度下烘焙TIM。在一些典型的實施方案中,TIM烘焙低至0.5分鐘、1分鐘、30分鐘、1小時、2小時,長至8小時、12小時、24小時、36小時、48小時,或在任何上述值之間限定的任何范圍內(nèi)。典型的烘焙條件為80℃持續(xù)30分鐘。C.使用熱界面材料的應(yīng)用再次參照圖1,在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的熱界面材料放置在電子元件12和散熱器14之間作為TIM1,表示成TIM18。在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的熱界面材料放置在散熱器14和受熱器16之間作為TIM2,表示成TIM20。在一些典型的實施方案中,包含離子清除劑的熱界面材料放置在電子元件12和受熱器16之間作為TIM1.5(未示出)。實施例根據(jù)在表1中提供的配方制備TIM。表1實施例1和對比例1和2的配方(wt.%)實施例1對比例1對比例2彈性體6.226.226.22蠟1.781.781.78總抗氧化劑0.50.50.5鈦偶聯(lián)劑0.670.670.67鋁粉導(dǎo)熱填料90.8390.8390.83交聯(lián)劑0.6-0.6離子清除劑0.5--為了制備實施例1,將6.22份(重量)Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)、1.78份熔點為約45℃的微晶蠟、0.5總份的抗氧化劑混合物組合并在經(jīng)加熱的混合器中共混直到該組合已經(jīng)熔化并具有基本上均質(zhì)的外觀。添加0.67份2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,三(二辛基)焦磷酸根合-O鈦IV偶聯(lián)劑,并將該組合再次共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)的外觀。添加90.83份鋁粉、導(dǎo)熱填料,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。最后,添加0.6份Cymel交聯(lián)劑樹脂(烷基化的三聚氰胺甲醛樹脂)和0.5份離子清除劑Songnox?1024。最終的組合具有均質(zhì)外觀。為了制備對比例1,將6.22份Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)、1.78份熔點為約45℃的微晶蠟和0.50wt%抗氧化劑組合并在經(jīng)加熱的混合器中共混直到該組合已經(jīng)熔化并具有基本上均質(zhì)的外觀。添加0.67份2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,三(二辛基)焦磷酸根合-O鈦IV,并將該組合再次共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)外觀。添加90.83份鋁粉,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。為了制備對比例2,將6.22份Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)、1.78份熔點為約45℃的微晶蠟和0.50wt%抗氧化劑組合并在經(jīng)加熱的混合器中共混,直到該組合已經(jīng)熔化并具有基本上均質(zhì)的外觀。添加0.67份2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合,三(二辛基)焦磷酸根合-O鈦IV,并將該組合再次共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)的外觀。添加90.83份鋁粉,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。最后添加0.60份Cymel樹脂(烷基化的三聚氰胺甲醛樹脂)。最終的組合具有均質(zhì)的外觀。對于每個TIM,進行高加速應(yīng)力測試(HAST)。在90℃下在襯膜之間捆扎該TIM達15分鐘并切成10mm方塊。移出所述襯并將方塊樣品放置在涂鎳的銅散熱器和硅模頭之間,形成“測試夾心物”。使用由ESPEC供應(yīng)的環(huán)境室,在130℃的溫度、2個大氣壓的壓力和85%的相對濕度下處理該樣品持續(xù)96-192小時。在樣品處理之前和之后使用測試夾心物的快速擴散率確定樣品的熱阻。使用配備有氙光源的NetzschLFA447設(shè)備測定快速擴散率。周期性檢測樣品,將HAST時間記錄為最終時間,其中所述材料滿足以下標(biāo)準(zhǔn):(1)TIM沒有明顯可見的降解,并且在TIM和涂鎳的銅散熱器之間或在TIM和硅模頭之間沒有層離。(2)另外,熱性能沒有明顯降低(在下文進一步描述對熱性能的測試)。具體地,測試夾心物的熱阻在HAST測試之后與之前相比是相同的(兩個值都是0.08-0.09℃.cm/W)。對于每個TIM,進行烘焙測試。在90℃下在襯膜之間捆扎TIM達15分鐘,并切成10mm方塊。移出該襯并將方塊樣品放置在涂鎳的銅散熱器和硅模頭之間,形成“測試夾心物”。使用由上海JINGHONG供應(yīng)的OvenD2F-6050對該樣品施以150℃烘爐持續(xù)200至3000小時。使用測試夾心物的快速擴散率在樣品處理之前和之后確定樣品的熱阻。使用配備有氙光源的NetzschLFA447設(shè)備測定快速擴散率。周期性檢測所述材料,將烘焙時間記錄為最終時間,其中所述材料滿足以下標(biāo)準(zhǔn):(1)TIM沒有明顯可見的降解,并且在TIM和涂鎳的銅散熱器之間或在TIM和硅模頭之間沒有層離。(2)另外,熱性能沒有明顯降低(在下文進一步描述對熱性能的測試)。具體地,測試夾心物的熱阻在烘焙測試之后與之前相比是相同的(兩個值都是0.08-0.09℃.cm/W)。對于每個TIM,按照ASTMD3859-07標(biāo)準(zhǔn)進行氧化誘導(dǎo)時間(OIT)測試。OIT為在DSC(差示掃描量熱器)中進行的標(biāo)準(zhǔn)化測試,其測量待測材料的熱穩(wěn)定水平。較長時間表示較好的熱穩(wěn)定性。上述的10-30mg混合樣品通過TAInstrument供應(yīng)的DSCQ100進行OIT測試。測試條件為50ml/minO2流速和210℃峰值溫度(采用20℃/min傾斜升溫)。在表2中示出OIT、HAST和烘焙測試結(jié)果:表2性能測試結(jié)果性能對比例1對比例2實施例1在時間0下的平均TI(℃.cm2/W)0.08-0.090.08-0.090.08-0.09氧化誘導(dǎo)時間-210℃(min)35.8542.1577.54HAST-130℃,85%RH,2atm(hrs)96192>192150℃烘焙測試(hrs)10001500>=2800如表2中所示,實施例I具有與對比例I和對比例II類似的初始熱阻,和在HAST測試中類似或更好的性能。另外,實施例I具有明顯比對比例I或?qū)Ρ壤齀I更長的OIT和烘焙測試結(jié)果時間。根據(jù)表3中提供的配方制備第二組TIM。表3實施例2-4和對比例4-5的配方(wt.%)實施例2對比例3實施例3實施例4對比例4PCM45F100100---彈性體--12.512.512.5鈦偶聯(lián)劑--1.51.51.5鋁粉導(dǎo)熱填料--71.6671.6671.66氧化鋅粉導(dǎo)熱填料--14.3414.3414.34離子清除劑0.6-0.61.8-為了制備實施例2,將100份PCM45F(由HoneywellInternational,Inc.供應(yīng))、包含相變材料的TIM材料和0.6份Songnox?1024(由SONGWON供應(yīng))組合,并在經(jīng)加熱的混合器中共混,直到該組合已經(jīng)熔化并具有基本上均質(zhì)的外觀。對比例3為不含離子清除劑的PCM45F。為了制備實施例3,將12.5份Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)、1.5份2-丙醇根合,三異十八醇根合-O鈦IV和0.6份離子清除劑Songnox?1024組合并共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)的外觀。添加71.66份鋁粉和14.34份氧化鋅粉,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。為了制備實施例4,將12.5份Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)、1.5份2-丙醇根合,三異十八醇根合-O鈦IV和1.8份離子清除劑Songnox?1024組合并共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)的外觀。添加71.66份鋁粉和14.34份氧化鋅粉,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。為了制備對比例4,將12.5份Kraton彈性體(羥基封端的乙烯丁烯共聚物,特點:單醇)和1.5份2-丙醇根合,三異十八醇根合-O鈦IV組合并共混,直到該組合具有基本上均質(zhì)的外觀。添加71.66份鋁粉和14.34份氧化鋅粉,并將該組合再次共混,直到其具有基本上均質(zhì)的外觀。對于每個TIM,按照上文討論的ASTMD3859-07標(biāo)準(zhǔn)進行氧化誘導(dǎo)時間(OIT)測試。在表4中示出上述材料的OIT測試結(jié)果:表4OIT測試結(jié)果樣品OIT結(jié)果(min)實施例257.92對比例324.56實施例392.58實施例4145.50對比例423.28如表4中所示,實施例2具有明顯比對比例3更長的OIT時間,并且實施例3和4具有比對比例4明顯更長的OIT時間。另外,實施例4,其具有兩倍于實施例3的離子清除劑,具有比實施例3明顯更長的OIT時間。盡管本發(fā)明已經(jīng)描述成具有典型的設(shè)計,但本發(fā)明能夠在本公開的精神和范圍內(nèi)進一步改變。因此,本申請意在使用其一般原則覆蓋本發(fā)明的任何變化、使用或改編。此外,本申請意在覆蓋例如在本發(fā)明所屬領(lǐng)域中已知或常規(guī)實踐內(nèi)之類的與本公開的背離并且其落入所附權(quán)利要求書的限定內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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