[发明专利]凝胶型热界面材料

说明书

本发明公开了一种热界面材料，所述热界面材料可用于将来自诸如计算机芯片的发热电子设备的热量传递到诸如热扩散器和散热器的热耗散结构。所述热界面材料包含至少一种硅油和至少一种导热填料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月26日提交的美国临时专利申请序列号62/366,704以及2016年12月20日提交的美国临时专利申请序列号62/436,746的优先权，这些临时专利申请据此全文明确地以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及热界面材料，并且更具体地涉及凝胶型热界面材料。

相关领域说明

热界面材料(TIM)广泛用于从诸如中央处理单元、视频图形阵列、服务器、游戏控制台、智能手机、LED板等电子部件耗散热量。热界面材料通常用于将来自电子部件的过多热量传递到热扩散器，诸如散热器。

包含热界面材料的典型电子器件封装结构10在图1中示出。电子器件封装结构10示例性地包括诸如电子芯片12的发热部件以及诸如热扩散器14和散热器16的一个或多个热耗散部件。示例性热扩散器14和散热器包含金属、金属合金或镀金属基底，诸如铜、铜合金、铝、铝合金或镀镍铜。TIM材料(诸如TIM 18和TIM 20)提供发热部件与一个或多个热耗散部件之间的热连接。电子器件封装结构10包括连接电子芯片12和热扩散器14的第一TIM18。TIM 18通常称为“TIM 1”。电子器件封装结构10包括连接热扩散器14和散热器16的第二TIM 20。TIM 20通常称为“TIM 2”。在另一个实施方案中，电子器件封装结构10不包括热扩散器14，并且TIM(未示出)将电子芯片12直接连接到散热器16。将电子芯片12直接连接到散热器16的此类TIM通常称为TIM 1.5。

传统热界面材料包括诸如间隙垫的部件。然而，间隙垫具有某些缺点，诸如不能满足很小厚度要求以及难以用于自动化生产。

其他热界面材料包括凝胶产品。凝胶产品可自动地分配用于进行大规模生产，并且可形成为所需形状和厚度。然而，典型凝胶产品具有在温度循环测试中滴落和开裂的问题，包括产品可潜在地更可能在极端情况下失效。

希望在上述方面加以改进。

发明内容

本公开提供了热界面材料，所述热界面材料可用于将来自诸如计算机芯片的发热电子设备的热量传递到诸如热扩散器和散热器的热耗散结构。热界面材料包含至少一种硅油、至少一种导热填料和至少一种加成抑制剂。

在一个示例性实施方案中，提供了热界面材料。热界面材料包含：重均分子量(Mw)为小于50,000道尔顿的至少一种低分子量硅油；至少一种导热填料；至少一种加成催化剂；以及至少一种高分子量硅油，其中该高分子量硅油包括重均分子量(Mw)为至少60,000道尔顿的乙烯基官能化硅油。在更具体的实施方案中，所述至少一种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，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。

在更具体的实施方案中，导热填料包括第一导热填料和第二导热填料，其中第一导热填料是粒度为大于1微米的金属氧化物，并且第二导热填料是粒度为小于1微米的金属氧化物。在另一个更具体的实施方案中，导热填料包括第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料，其中第一导热填料是平均粒度为大于10微米的金属氧化物，第二导热填料是平均粒度为介于1微米与10微米之间的金属氧化物，并且第三导热填料是平均粒度为小于1微米的金属氧化物。

在又一个更具体的实施方案中，热界面材料包含：2重量％至20重量％的低分子量硅油；50重量％至95重量％的导热填料；以及0.1重量％至5重量％的高分子量硅油。在又一个更具体的实施方案中，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，并且第二硅油是氢化物官能化硅油。