[發明專利]凝膠型熱界面材料

有效

• 申請號: 201780041122.7
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN109417061B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 張立強;段惠峰;張鍇;劉亞群;沈玲;汪慰軍;亢海剛
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;萬雪松

本發明公開了一種熱界面材料，所述熱界面材料可用于將來自諸如計算機芯片的發熱電子設備的熱量傳遞到諸如熱擴散器和散熱器的熱耗散結構。所述熱界面材料包含至少一種硅油和至少一種導熱填料。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年7月26日提交的美國臨時專利申請序列號62/366,704以及2016年12月20日提交的美國臨時專利申請序列號62/436,746的優先權，這些臨時專利申請據此全文明確地以引用方式并入本文。

技術領域

本公開整體涉及熱界面材料，并且更具體地涉及凝膠型熱界面材料。

相關領域說明

熱界面材料(TIM)廣泛用于從諸如中央處理單元、視頻圖形陣列、服務器、游戲控制臺、智能手機、LED板等電子部件耗散熱量。熱界面材料通常用于將來自電子部件的過多熱量傳遞到熱擴散器，諸如散熱器。

包含熱界面材料的典型電子器件封裝結構10在圖1中示出。電子器件封裝結構10示例性地包括諸如電子芯片12的發熱部件以及諸如熱擴散器14和散熱器16的一個或多個熱耗散部件。示例性熱擴散器14和散熱器包含金屬、金屬合金或鍍金屬基底，諸如銅、銅合金、鋁、鋁合金或鍍鎳銅。TIM材料(諸如TIM 18和TIM 20)提供發熱部件與一個或多個熱耗散部件之間的熱連接。電子器件封裝結構10包括連接電子芯片12和熱擴散器14的第一TIM18。TIM 18通常稱為“TIM 1”。電子器件封裝結構10包括連接熱擴散器14和散熱器16的第二TIM 20。TIM 20通常稱為“TIM 2”。在另一個實施方案中，電子器件封裝結構10不包括熱擴散器14，并且TIM(未示出)將電子芯片12直接連接到散熱器16。將電子芯片12直接連接到散熱器16的此類TIM通常稱為TIM 1.5。

傳統熱界面材料包括諸如間隙墊的部件。然而，間隙墊具有某些缺點，諸如不能滿足很小厚度要求以及難以用于自動化生產。

其他熱界面材料包括凝膠產品。凝膠產品可自動地分配用于進行大規模生產，并且可形成為所需形狀和厚度。然而，典型凝膠產品具有在溫度循環測試中滴落和開裂的問題，包括產品可潛在地更可能在極端情況下失效。

希望在上述方面加以改進。

發明內容

本公開提供了熱界面材料，所述熱界面材料可用于將來自諸如計算機芯片的發熱電子設備的熱量傳遞到諸如熱擴散器和散熱器的熱耗散結構。熱界面材料包含至少一種硅油、至少一種導熱填料和至少一種加成抑制劑。

在一個示例性實施方案中，提供了熱界面材料。熱界面材料包含：重均分子量(Mw)為小于50,000道爾頓的至少一種低分子量硅油；至少一種導熱填料；至少一種加成催化劑；以及至少一種高分子量硅油，其中該高分子量硅油包括重均分子量(Mw)為至少60,000道爾頓的乙烯基官能化硅油。在更具體的實施方案中，所述至少一種低分子量硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氫化物官能化硅油。

在更具體的實施方案中，導熱填料包括第一導熱填料和第二導熱填料，其中第一導熱填料是粒度為大于1微米的金屬氧化物，并且第二導熱填料是粒度為小于1微米的金屬氧化物。在另一個更具體的實施方案中，導熱填料包括第一導熱填料、第二導熱填料和第三導熱填料，其中第一導熱填料是平均粒度為大于10微米的金屬氧化物，第二導熱填料是平均粒度為介于1微米與10微米之間的金屬氧化物，并且第三導熱填料是平均粒度為小于1微米的金屬氧化物。

在又一個更具體的實施方案中，熱界面材料包含：2重量％至20重量％的低分子量硅油；50重量％至95重量％的導熱填料；以及0.1重量％至5重量％的高分子量硅油。在又一個更具體的實施方案中，低分子量硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油是乙烯基官能化硅油，并且第二硅油是氫化物官能化硅油。