CN100345931C - 干性热界面材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热界面材料，它包括具有高导热性、触感干性但本性发粘的复合物，并且可以成型为各种形状，比如片材和块材，用作电子元件的热传递材料。该复合物包括多元醇酯和抗氧化剂的预共混物、填料、高粘度油并包括溶剂、表面活性剂、以及聚苯乙烯基聚合物，或包括硅酸铝。该复合物的使用方法包括如下步骤：提供具有第一表面的产热电子元件；提供具有第二表面的散热元件，该第二表面与第一表面构成界面；然后将该复合物设置在两个表面之间，从而在其之间实现有效的热传递效果。而且，该复合物可以单独施用，比如采用涂布法、喷涂法或丝网印刷法，可以施用到导热性箔背衬、或导热性和电绝缘性背衬上，或成型为有形产品，比如块材或片材。还有，可以在复合物的暴露表面上施用可剥离的衬，以有助于操作、运输和贮存，但是将复合物施用在电子元件和散热器之间之前要将其剥摔。

Description

干性热界面材料
相关申请的交叉引用
本申请是2000年9月14日提交的美国申请09/661,729的后续部分，所述申请题目是：“干性热脂膏”，目前正在审查。
技术领域
本发明涉及热传递材料，并且更具体而言本发明涉及干性热界面材料，并且涉及制造并且将该材料施用在电子元件与散热器之间的方法。
背景技术
制造电子组件时，一般在基底，比如印刷电路板上结合多个电子元件。为了使这些组件正常而可靠地长期操作，元件产生的热必须被有效而可靠地从元件传递到电路板上，后者用作散热器。
随着这类电子组件制造得越来越小和运行得越来越快，它们的操作温度越来越高。采用较小的电子元件时，其密度也会提高，进一步提高了有效而可靠地排除热量的需要。
当元件和散热器界面连续接触时，可以获得终极理论热传递效果。但是，实际上，元件和散热器的各自表面均具有不规则性，比如微孔洞或孔隙，它会夹杂空气。因为空气是差的热导体，必须将这些不规则性/孔隙填充以一些导热性材料，以更有效地起到热传递的作用。以下材料和技术曾经用来促进该热传递过程。
最初将硅氧烷基热脂膏用作电子组件的热界面材料。形成这类脂膏时，将导热性陶瓷填料分散在硅氧烷中而形成发粘的膏体。
当在电子元件表面与散热器表面之间施用脂膏时，脂膏填充了孔隙并且消除了空隙之间的空气。任何过量的脂膏会从元件的边缘流淌出来。使用该脂膏可产生最可能薄的接合体，因为两个配合表面以其高点相互接触，由此产生非常低的热阻。
虽然这类脂膏已证明是非常良好的导热体，但它的应用还是带来了问题。它容易沾脏，因为它处于一种触感润湿的发粘状态，并且在施用时很耗时间(比如一般必须施用恰当量的脂膏)。还有，如果脂膏施用到保护衬板上以便有助于操作、运输等，当除去该衬然后在电子元件表面上施用脂膏时，最高会有50％的脂膏残留在衬上，导致浪费、提高成本，并且使热界面的效能比预期低。除此之外，在电子装置操作过程中，在产生热时，热脂膏会迁移离开施用区域。还有，硅氧烷基脂膏的缺点是，给波焊池带来硅氧烷污染问题。如果硅油迁移到印刷电路板上，在电路板上进行任何焊接返工操作时都会无法粘附。这种迁移也可能会在电路板上造成短路现象。
后来开发出了非硅氧烷热脂膏，来解决许多与硅氧烷基产品有关的前述缺点。形成非硅氧烷脂膏时，将导热性陶瓷填料分散在烃油中。
虽然非硅氧烷基脂膏解决了硅氧烷基产品的迁移/污染特性，它们仍有沾脏的缺点，因为它们仍有潮湿/发粘特性，并且仍旧很难施用而且施用起来非常消耗时间。
为了进一步提供可接受的热脂膏代用品，开发出了相对较稠和干性的弹性热垫。它们的组成本质上是含有导热性颗粒的硅橡胶，比如氧化锌、氧化铝、氮化铝和氮化硼。采用这些垫的优点是，沾脏性较小(由于更为干性)、设置更为容易并且更节省时间，并且消除了每次施用时只能施用恰当量的脂膏的需要。
但是，如前所述，终极的热界面是两个部分之间以尽可能多的点接触的界面，仅在微空隙出现的位置处将其填充。前述脂膏很容易流动到这些空隙中，并且很容易取代该位置以使元件与散热器之间尽可能多的接触，但这些垫不使元件表面与散热器之间产生任何直接接触。即，只有在施加显著的压缩负载时这些硅氧烷弹性体才根据表面不规则度发生变形，该负载对电子元件可能是有害的。在低压力下，垫显然无法填充表面之间的空气隙，导致相对而言极高的热阻。
也开发出了蜡或石蜡基相变材料，它们具有与脂膏类似的热性能并且由于其相对较为干性，表现出与弹性垫类似的更为容易的操作性和应用性。这些相变材料可以以独立产品的形式采用，其经过玻璃纤维增强，或被涂布在箔或Kapton上。Kapton是导热性但电绝缘性的聚酰亚胺膜，可从DuPont company获得。这些相变材料在室温下是固体，但是一旦达到相变温度或熔融操作温度，即一般为40-70℃，其性状更类似于热膏体或脂膏。
因为这些相变材料在室温下是固体并且是干性的，它们在施用时不会有沾脏问题。它们在加热后会变成液体并且流动到空隙中。但是，在电子元件垂直定向，它们会流淌出界面，再次留下空隙。在组装过程中，这些材料需要压敏粘合剂来结合到部件上，这些粘合剂会不利地提高热阻。相变材料的高温操作范围仅为150℃，但相比而言热脂膏是200℃。而且，在“冷板”应用中，即采用水和/或热电组件来帮助冷却电子组件时，温度不会达到熔融操作温度，因此相变材料不会得到足够的热量而熔融进入工作位置(使表面润湿)，因此是不可用的，而脂膏在该温度下则可以发挥作用。而且，每次热循环和随后的相变可能会引入新的空气隙，这些可能是无法填充的。
鉴于前述这些问题，热垫很容易使用，但是表现出较高的热阻。相变材料在热传递效率方面优越于垫，但在使用和性能方面仍旧有局限性。热脂膏相对这些脂膏代用品具有优异的性能，包括，最特别地是热阻最低，但是在施用过程中非常容易沾脏和费力。
虽然前述的现有技术解决了热传递领域中本身存在的一些问题，但是现有技术仍旧未公开或教导过最有效的复合物及其相关的制造方法和用途。
发明内容
因此，本发明的目的是提供热界面材料，它具有常规热脂膏的优良特性，但是更容易施用。
本发明的另一个目的是提供干性热界面材料，它能够实现总体的润湿作用，以填充电子部件与散热器之间的任何孔隙，而不需要改变材料的相。
本发明的另一个目的是提供热界面材料，它具有正的热膨胀系数和触变性能以改善润湿作用，由此有助于电子部件与散热器之间的总体热界面接触。
本发明的还一个目的是提供热传递材料，它能够在任何操作温度下实现即时热传递效果而不需要相变，使得该材料特别适宜冷板应用。
本发明的又一个目的是提供热传递材料，它具有热垫和相变材料的优点和方便性，而且具有热脂膏的优异性能。
本发明的还一个目的是提供热脂膏，它可简化操作和防止迁移。
本发明的再一个目的是提供非硅氧烷和非蜡基热脂膏或膏体，它本性是发粘的。
本发明的还一个目的是提供热传递复合物，它可以模塑成片材、块材和其它形式，然后进行切割，以便利于设置在电子部件与散热器之间。
本发明的还一个目的是提供一放即用式(drop-in-place)热传递复合物，它在许多制造环境下容易使用和操作。
本发明的再一个目的是提供热传递复合物，它可以用极小的压力施用。
本发明的还一个目的是提供干性但本性发粘的热传递材料，它不需要任何可能会降低热传递效率的粘合剂或其它添加剂。
本发明的再一个目的是提供热传递复合物，它在本质上具有触变性，以防止在部件操作过程中从电子部件与散热器之间流淌出来。
本发明的还一个目的是提供形成较为干性但具有一定粘性的热传递复合物的方法。
本发明的再一个目的是提供热传递材料，它具有优异的热传递性能和电绝缘性能。
本发明的还一个目的是提供在电子部件与散热器之间更为有效地施用热传递材料的方法。
本发明的再一个目的是提供仅采用极小的力来施用热传递材料以达到电子部件与散热器之间的总体界面接触的方法。
为了实现本发明的前述和其它目的，提供了一种热传递材料，它包括具有高导热性、触感相对干性、本性发粘的复合物，并且可以成型为各种形状，比如块材、片材等，从而便于施用在电子部件与散热器之间。该复合物包括由多元醇酯和抗氧化剂构成的预共混物，还包括填料、高粘度油，和聚苯乙烯基聚合物，溶剂以及表面活性剂，或硅酸铝。
本发明也涉及提供该复合物的制造方法，包括如下步骤：混合多元醇酯和抗氧剂而形成预共混物，前者用量约99重量％，后者用量约1重量％(该预共混物占复合物的约8-12重量％)，向预共混物中添加氧化锌填料和氧化镁填料中的至少一种，前者用量约18-80重量％，后者用量约60重量％；并且添加高粘度油，其用量约2.5-5.5重量％。进一步地，在一个实施方案中添加表面活性剂，其用量约0.2重量％，聚苯乙烯基聚合物，其用量约3重量％，以及溶剂，其用量约1重量％。在替代性实施方案中，不添加聚合物、溶剂和表面活性剂，而是添加硅酸铝，其用量约为复合物的5.2重量％。
该触感干性的热传递材料在较低的密合压力下提供了非常低的热阻，这与常规热脂膏类似，但是提供了前述常规脂膏代用品的操作容易度，由此无需为了方便性而牺牲热性能。材料的块材、片材等形式可以冲切并且具有自然的发粘特性，使得它们可以粘结到电子部件或散热器上而无须采用另外的有可能会降低热性能的粘合剂。该材料也显示出正的热膨胀系数，并且显示出触变性能而获得表面润湿效果，以进一步改善界面接触效果。还有，因为热传递能够立即开始并且可以在任何温度下进行，就冷板应用而言这是优异的。该材料也不含硅氧烷，避免了硅氧烷污染的问题，并且可以根据需要进行电绝缘处理。
本发明也涉及提供电子部件组件用热界面材料的方法，它包括以下步骤：提供具有第一固定表面的产热电子部件；提供处于散热器上的第二固定表面，产热电子部件的第一固定表面就是固定在该表面上的；然后在第一固定表面与第二固定表面之间设置前述的干性热传递材料，以实现从电子部件到散热器的热传递效果。
而且，该材料可以包括导热性箔背衬，或导热性和电绝缘性背衬，并且可根据需要进行冲切。还有，可以将可剥离的衬施用到复合物的暴露表面上以有助于操作、运输和贮存，但是在向电子部件与散热器之间施用材料之前要将它除去。
参照附图，本发明的其它特点和优点从以下说明中可以明显地看出，其中整个附图中相同的附图标记代表相同或类似的部分。
具体实施方式
本发明是非硅氧烷、非蜡基触感干性的热脂膏或膏体复合物，它是本性发粘的，并且可以用作非常有效的热传递材料，比如电子部件与散热器之间的热传递。
该复合物基于由以下物质组成的预共混物：约98.8重量％多元醇酯，比如HATCOL 2373，和约1.2重量％抗氧化剂，如ETHANOX 330。向该预共混物中至少添加填料、油、聚合物、表面活性剂和溶剂，或填料、油和硅酸铝，如下文所述，这取决于组合物的目标用途。
根据第一个实施方案，示例性组分和重量百分数见下表1。
表1
  组分   占复合物的重量百分数
  预共混物   8.1-9.9
  氧化锌   65.52-80.08
  高粘度油   4.5-5.5
  聚合物   2.7-3.3
  溶剂   0.9-1.1
  表面活性剂   0.198-0.202
氧化锌是用作填料材料的粉末。作为填料，现有技术中已知的任何导热性填料都是适宜的，包括其它金属氧化物、银、氮化铝和氮化硼。在该实施方案中，氧化镁一般不用作填料，因为它具有相对较大的颗粒粒度。
油优选聚异丁烯，一般称之为粘度指数改良剂。一种市售的油称为Indopol。
通过引入适当的聚合物，将该复合物实施方案制造成触变性的和相对触感干性的。该聚合物优选聚苯乙烯基的。触变特性在整个界面上提供了完全的润湿效果，并且防止材料流淌出界面，即使在垂直方向应用时是也是如此。干性特性显著有助于操作和使用。
示例性溶剂是萘、己烷、庚烷和其它快速散逸的石油馏分。
示例性表面活性剂是聚乙二醇醚，市售为Genapol。表面活性剂有助于使脂膏复合物形成薄膜。但是，在下文所述的第二“块材”实施方案的组合物中，不需要表面活性剂，该组合物更为粘稠。
该复合物与常规的热脂膏一样良好或者更好地发挥作用，如下表2所示，它对比了常规热脂膏与本发明触感干性复合物的典型性能：
表2
  典型性能   标准脂膏   本发明复合物   测试方法
  稠度/渗透性   320   190   ASTM-D217
  蒸发损失200℃，％/wt   0.5   0.1   FTM-321
  导热性，W/m°K   0.70   1.0   改良型ASTM D-5470
  热阻，℃in2/W   0.05   0.03   改良型ASTM D-5470
  体积电阻率，ohm-cm   1.65×1014   2.0×101”   ASTM D-257
本发明复合物类似于相变和弹性垫材料，其触感干性，但在其它方面不具有这些材料的前述缺陷。另一方面，本发明复合物不显示出常规热脂膏的沾脏性能，然而具有其非常低的热阻。
该复合物显示出正的膨胀系数，使复合物膨胀而润湿表面，从而有助于填充孔隙，甚至优于常规的脂膏。正的膨胀系数是在微观水平上出现的，因此在该复合物中没有物理变化。
在将电子部件施用到基底上之前，该复合物可以直接施用到电子部件或基底上。
该复合物也可以与比如推进剂组合，并且按照所需的厚度通过喷雾法直接施用到电子部件或基底上，这是现有技术已知的。该第一实施方案复合物也可以直接丝网印刷到电子部件或基底上。在这两种情形中，该复合物施用几秒之后由于溶剂蒸发而变成触感干性的。
或者，可以将复合物层叠在第一保护衬上。然后可以将第二保护衬设置在该复合物尚暴露的表面上，与第一保护衬相对，而形成层合体。这些衬应该由脱模值高的材料制造从而不破坏复合物膜。优选的材料是聚丙烯。这些衬在膜施用之前简单地起到保护膜的作用。可以根据电子部件基板的尺寸将层合体切割成适当的尺寸。
为了施用复合物，从该层合体上除去第一衬。然后以“滚动手指那么大的压力”将由此暴露出来的复合物表面朝着电子部件的基板表面设置。然后从复合物上除去第二衬，该复合物与电子部件基板仍保持粘结作用。即，复合物由于其自然的发粘特性会粘结到部件或散热器上，而无须使用可能会降低热性能的粘合剂或任何其它“非导热性”材料。然后在基底上以约5PSI或更高的压力放置电子部件，从而达到总体界面接触效果。
可以看到，仅用极小的压力就可以施用本发明的热传递复合物。据此，损坏敏感的电子部件的可能性更小。
或者，在除去第一衬，并且将复合物粘结到部件或散热器上之后，可以保留第二个暴露的衬以保护材料，即为了便于运输、贮存和后期组装并提供保护效果，这些部件可以预先涂布。
该材料可以冷法施用，之后不需要加热或固化。根据需要，该材料可以容易和清洁地除去，不必为了容易进行和重新施用而使用特殊的工具。
或者，该复合物可以在导热性片材背衬上施用成薄层形式，以制造热传递材料，它可以进行切割以配合电子部件各种不同的形状。
比如，本发明第一实施方案复合物可以涂布到铝箔基底上，在此将其称为“A”，以提供优异的导热性，或者涂布到Kapton上，即“K”，以提供电绝缘性和导热性，在下文对其进行详细说明。在这些优点中，再次显示出使用容易(这是热垫和相变材料所具有的)，以及热脂膏的优异性能。
基于前述，将干性复合物预涂布到箔基底A的两侧上，其厚度优选1mil-4mil。比如，在2mil箔的每个相对表面上可以施用1或2mil的膜，如以下表3所示。当然，根据需要，更薄/厚的基底，和/或复合物更薄/厚的层可以施用到其上。
表3
  物理性能
  基底类型 铝(实施例1)   铝(实施例2)
  基底厚度，in   0.002   0.002
  复合物厚度(每侧)，in   0.001   0.002
  总厚度，in   0.004   0.006
  热性能
  热阻，℃in2/W   0.018   0.02
  (改良型ASTMD-5470)
该实施方案是容易使用的非石蜡热界面膜，它具有常规热脂膏的优异性能。与相变材料不同，该膜可以在25℃或更低的温度下使用，使该复合物良好地适于冷板用途。进一步地，该复合物仅需要极小的力来达到总体表面润湿效果和界面接触效果。可以看到，膜显示出优异的低热阻；低达约0.02(℃in2/W)。
箔A与其上的复合物可以切割成任何所需的尺寸和形状，其顺应了电子部件的界面表面，并且与其相连。这些切割的热界面材料也可以施用到一卷片材状材料上以进行运输/贮存，然后施用到电子部件上。
类似地，该复合物可以施用到基底K上，不仅显示出热传递能力，还有电绝缘性能，如表4所示：
表4
  物理性能   值   测试方法
  基底类型   Kapton
  基底厚度，in   0.002
  复合物厚度(每侧)，in   0.002
  总厚度，in   0.006
  热和电性能
  热阻，℃in2/W(改良型)   0.028-0.03   ASTM D-5470
  介电强度，V/mil(VAC)   2000(12000)   ASTM D-149
  1KHz下的介电常数   3.7   ASTM D-150
  体积电阻率，ohm-cm   1.01×1015   ASTM D-257
因此，该热界面材料是冲切聚酰亚胺电绝缘性基底K，其两侧上涂布了该干性热界面复合物。该材料提供了高的热传递和高的电绝缘能力，并且具有高的抗刺穿性，如表5所示，该表对比了本发明热界面材料A和K的典型性能：
表5
  A   K   测试方法
  物理性能
  基底   铝   Kapton
  基底厚度，in   0.002   0.002
  复合物厚度/侧，in   0.002   0.002
  总厚度，in   0.006   0.006
  热和电性能
  导热性，W/m°K   2.5   0.77   改良型ASTM D-5470
  热阻，℃in2/W   0.02   0.028-0.03   改良型ASTM D-5470
  介电强度，V/mil VAC   N/A   2000(12,000)   ASTM D-149
  体积电阻率，ohm-cm   N/A   1.01×1015   ASTM D-257
可以从如下表6中看出，在与前述的常规界面材料对比时，本发明在相对较低的压力下在箔类型A或Kapton类型K中显示出优异的热阻(采用改良型ASTM D5470)：
表6
  热阻
石墨   硅氧烷垫   Kapton增强的相变垫   玻璃纤维增强的相变垫   铝箔增强的石墨垫
  A垫        K垫
  10psi   0.023      0.0290.029   0.094   0.054   0.057   0.03
  30psi   0.019      0.0270.02   0.068   0.047   0.055   0.02
  50psi   0.005      0.0260.017   0.059   0.037   0.054   0.011
  70psi   0.002      0.0240.016   0.052   0.034   0.05   0.007
进一步地，类似于前述的箔实施方案A，可以采用保护衬，整个热界面材料组合可以在约5PSI或更高的压力下施用在电子部件与散热器之间，并且该实施方案K片材可以设置在卷轴上以进行运输和贮存，然后施用。
与仅使用直接施用到部件/散热器上的复合物的情况相比，如前所述，箔A或Kapton K实施方案的导热性稍小，因为另外使用了箔和Kapton片材。
除了前述的箔或Kapton基底以外，可以采用其它基底或载体，比如玻璃纤维网。
根据还一个复合物的实施方案，可以成型为块材、片材和其它形状，以填充电子部件与散热器之间较大的孔隙，这非常类似于前述的常规弹性垫。即，由于电子部件和散热器的表面结构和/或其之间的距离可能是不均匀的，这些块材可以经过成型以顺应部件与散热器之间任何所希望的间隙或形状。优选的形状可以是平坦、光滑、矩形或圆形片材等，这些都是现有技术中已知的。如前述的实施方案一样，该实施方案是触感干性的。
就该实施方案复合物而言，这里称为块材实施方案，示例性组分和重量百分数给出在下表7中。
         表7
  部件复合物   重量百分数
  预共混物   10.08-12.32
  氧化锌粉末   18.09-22.11
  氧化镁粉末   54.81-66.99
  硅酸铝   4.68-5.72
  高粘度油   2.25-2.75
预共混物和油如前所述。
氧化锌和氧化镁是用作填料材料的粉末。还有，其它已知的填料也可以采用，如前所述。
硅酸铝是粘土状材料，用来增稠与前述的实施方案有关的复合物，从而使其可以成型为这些形状。因此，第二实施方案的化学特性总体上类似于第一实施方案，只是第二实施方案更为干性，并且更类似于粘土，因为添加了硅酸铝。
就该块材实施方案而言，该复合物一般可以成型为比与前述实施方案A和K大得多的厚度。比如，块材的厚度可以是80-200mil。
该块材实施方案的适形性很高并且本性发粘，成为适形性较差、常规的硅氧烷弹性体间隙填料的优异的代用品，该间隙填料需要显著的压力才能达到100％表面接触。如前所述，这么高的压力可能会损害电子部件。本发明块材实施方案通过向电子部件上施加小得多的压力就可以填充间隙并且取代空气。
该块材实施方案这一高度适形性的特性使得该垫能够填充产热器件和散热器之间所有的孔隙。其非硅氧烷配方特别适于光学应用和高压缩负载。该材料也从单个部件传导走热量并传入金属壳、框架或散热板中。该实施方案也在这些应用中提供了独特的优点，比如微处理器、高速缓存芯片、热管间置板、笔记本电脑、高密度手持型便携式电子装置、电子镇流器和各种汽车应用中。
块材实施方案的典型性能见如下表8中：
  物理性能   值   测试方法
  组成   非硅氧烷
  色泽   灰色
  密度   2.8   ASTM D-70
  厚度，in(mm)   0.08(2mm)&更厚
  操作温度范围   -40℃-150℃
  导热性，W/m°K   1.68   ASTM D-5470(改良型)
  热阻，℃in2/W   0.03
  热膨胀系数   31.8×10-6/℃
  介电强度，V/mil   318   ASTM D-149
  体积电阻率，ohm-cm   2.15×1015   ASTM D-257
与前述的箔/Kapton实施方案不同，没有背衬结合在块材实施方案上。尽管如此，根据需要，也可以使用聚丙烯衬。
所形成的这些块材、片材等可以冲切成具体的规格，从约0.08”(2mm)至更大。
该块材实施方案可顺应部件的任何形状和/或尺寸，实现完全的物理接触，以便最大限度地降低热流阻并实现最佳的导热途径。
与相变材料不同，该实施方案不仅只需要极小的压力、热传递在25℃下就开始进行，并且由于具有正的热膨胀系数也可以获得总体润湿效果，而不需要相变。
与前述相对较薄的界面材料实施方案A和K相比，以及前述相对较厚的块材或片材实施方案相比，本发明可以根据需要形成在其之间的厚度。比如，本发明可以采用较厚的基底或载体，比如玻璃纤维网，以及较厚的复合物层。
进一步地，与使用类似Kapton的电绝缘材料的情况相反，可以希望不仅获得导热性而且获得导电性。该结构的实例是具有银层的铜箔。
根据本发明的前述实施方案，热界面材料具体推荐的用途包括：电源组件、IGBT、DC-DC转换器组件、固态继电器、二极管、功率MOSFET、RF部件和热电组件；微处理器、多芯片组件、ASIC和其它数字部件；功率放大器、电源的大面积应用和其它特定的密闭散热表面。
从前述说明中也可以看到，本发明与现有技术相比至少显示出如下优点：a)保留了常规热脂膏的所有已证实优点；b)仅需要极小的力来实现电子部件与散热器之间的总体界面接触；c)实现总体“润湿效果”以填充电子部件与散热器之间的孔隙而不发生相变；d)显示出正的热膨胀系数，并具有触变性，从而可针对甚至更大的界面接触提高润湿效果；e)与常规相变材料不同，能够立即实现热传递，并且因此可以用在任何操作温度下，使得该材料成为冷板应用的最优选择；f)提供了基本上是“一放即用式”产品，在任何制造环境中均容易使用和操作；g)提供了不沾脏性、触感干性、本性发粘的材料而不采用单独的粘合剂或其它非导热性材料(比如玻璃纤维)，这些材料可能会影响热阻；h)微观上产生变化以填充电子部件表面上的孔隙；i)由于具有触变特性，因此可以防止流淌出来；j)兼具热传递性能和高的电绝缘能力；以及k)在连续加热或压力条件下，施用后不损失粘度和发生流淌，或者施用到垂直表面上时也是如此。
前述可以视为对本发明的原理进行的示例性说明。而且，因为各种修改和变化对本领域熟练人员而言是明显的，所以不希望将本发明限制到所示和所述的具体结构和操作。因此，所有适宜的变化方案和等同方案都视为落入本发明和附录权利要求的范围之内。

Claims (45)

1.热传递复合物，包含：多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚合物和溶剂。
2.权利要求1的复合物，其中多元醇酯和抗氧化剂形成预共混物，多元醇酯占预共混物的99重量％，以及抗氧化剂占预共混物的1重量％。
3.权利要求2的复合物，其中预共混物的用量是复合物的8～12重量％。
4.权利要求1的复合物，其中至少一种填料是氧化锌，其用量为复合物的65～80重量％。
5.权利要求1的复合物，其中溶剂是萘、己烷和庚烷中的一种，用量为复合物的1重量％。
6.权利要求1的复合物，其中高粘度油是聚异丁烯，用量为复合物的2.25-5.5重量％。
7.权利要求1的复合物，其中表面活性剂是聚乙二醇醚，用量为复合物的0.2重量％。
8.权利要求1的复合物，其中聚合物是聚苯乙烯基聚合物，用量为复合物的2.7-3.3重量％。
9.权利要求1的复合物，其中所述聚合物是聚苯乙烯基聚合物。
10.权利要求9的复合物，其中聚苯乙烯基聚合物的用量为复合物的2.7-3.3重量％。
11.热传递复合物，包含：多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油和硅酸铝。
12.权利要求11的复合物，其中多元醇酯和抗氧化剂形成预共混物，多元醇酯占预共混物的99重量％，以及抗氧剂占预共混物的1重量％。
13.权利要求12的复合物，其中预共混物的用量是复合物的10～12重量％。
14.权利要求11的复合物，其中至少一种填料选自氧化锌和氧化镁。
15.权利要求14的复合物，其中氧化锌的用量为复合物的18～22重量％，而氧化镁的用量为复合物的55-67重量％。
16.权利要求11的复合物，其中高粘度油是聚异丁烯，用量为复合物的2.25-2.75重量％。
17.权利要求11的复合物，其中硅酸铝的用量为复合物的4.68-5.72重量％。
18.热脂膏复合物，包含：多元醇酯和抗氧化剂，它们混合成预共混物，其用量为复合物的8-10重量％；氧化锌，用量为复合物的65-80重量％；高粘度油，用量为复合物的4.5-5.5重量％；表面活性剂，用量为复合物的0.2重量％；聚苯乙烯基聚合物，用量为复合物的3重量％；以及溶剂，用量为复合物的1重量％。
19.权利要求18的复合物，其中多元醇酯占预共混物的99重量％，以及抗氧化剂占预共混物的1重量％。
20.热脂膏复合物，包含：多元醇酯和抗氧化剂，它们混合成预共混物，其用量为复合物的10-12重量％；至少一种氧化锌或氧化镁，氧化锌用量为复合物的18～22重量％，而氧化镁的用量为复合物的55-67重量％；高粘度油，用量为复合物的2.5-2.75重量％；以及硅酸铝，用量为复合物的4.68-5.72重量％。
21.权利要求20的复合物，其中多元醇酯占预共混物的99重量％，以及抗氧化剂占预共混物的1重量％。
22.权利要求20的热脂膏复合物，具有热阻0.02-0.04Cin2/w。
23.热界面材料，包含：导热性复合物，它由多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚合物和溶剂构成，以及在至少一个表面上可以接收该复合物的导热性片材。
24.权利要求23的材料，其中片材是铝和聚酰亚胺膜中的一种。
25.权利要求23的材料，其中片材是电绝缘的。
26.权利要求23的材料，进一步包含覆盖在片材至少一个表面上的该复合物的衬。
27.形成导热性复合物的方法，包含：通过混合用量占预共混物99重量％的多元醇酯和用量占预共混物1重量％的抗氧化剂形成预共混物，所述预共混物占复合物的8-10重量％；添加氧化锌，用量为复合物的65-80重量％；添加高粘度油，用量为复合物的4.5-5.5重量％；添加表面活性剂，用量为复合物的0.2重量％；添加聚苯乙烯基聚合物，用量为复合物的3重量％；并且添加石脑油溶剂，用量为复合物的1重量％。
28.权利要求27的方法制造的产品。
29.形成导热性复合物的方法，包含：通过混合多元醇酯和抗氧化剂形成预共混物，所述预共混物占复合物的10-12重量％；添加氧化锌和氧化镁中的至少一种，前者用量为复合物的18～22重量％，后者用量为复合物的55-67重量％；添加高粘度油，用量为复合物的2.5-5.5重量％；并且添加硅酸铝，用量为复合物的5重量％。
30.权利要求29的方法制造的产品。
31.提供电子部件组件用热界面材料的方法，包含以下步骤：
a)提供具有第一表面的产热电子部件；
b)提供具有第二表面的基底，第一表面与之形成界面；然后
c)将权利要求1的复合物设置在第一表面和第二表面之间，从而在部件与基底之间产生热传递效果。
32.权利要求31的方法，其中设置复合物时，将热脂膏喷雾到第一和第二固定表面中的至少一个之上。
33.权利要求31的方法，其中设置复合物时，将脂膏丝网印刷到第一和第二表面的至少一个之上。
34.权利要求31的方法，其中通过如下步骤设置复合物：
a)在第一导热性片材相对的表面上设置相对较薄的复合物层，以形成层合体；
b)将该层合体切割成相应于第一表面的形状；然后
c)将切割的层合体设置在第一和第二表面之间。
35.权利要求34的方法，进一步包括在进行切割步骤之前，将衬设置在复合物之上。
36.提供电子部件组件用热界面材料的方法，它包含以下步骤：
a)提供具有第一表面的产热电子部件；
b)提供具有第二表面的基底，第一表面与之形成界面；然后
c)将权利要求11的复合物设置在第一表面和第二表面之间，从而在部件与基底之间产生热传递效果。
37.权利要求36的方法，其中热脂膏是通过如下步骤设置的：
a)形成复合物块材，以顺应第一表面与第二表面之间的间隙形状；
b)将块材设置在第一表面与第二表面的间隙之间；然后
c)向部件和基底中的至少一个之上施加压力。
38.非水溶性热传递复合物，包含：多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚苯乙烯基聚合物和溶剂。
39.非水溶性热传递复合物，包含：多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油和硅酸铝。
40.非水溶性热脂膏复合物，包含：多元醇酯和抗氧化剂，它们混合成预共混物，其用量为复合物的8-10重量％；氧化锌，用量为复合物的65-80重量％；高粘度油，用量为复合物的4.5-5.5重量％；表面活性剂，用量为复合物的0.2重量％；聚苯乙烯基聚合物，用量为复合物的3重量％；以及溶剂，用量为复合物的1重量％复合物。
41.非水溶性热脂膏复合物，包含：多元醇酯和抗氧化剂，它们混合成预共混物，用量为复合物的10-12重量％；氧化锌和氧化镁中的至少一种，前者用量为复合物的18～22重量％，后者用量复合物的55-67重量％；高粘度油，用量复合物的2.5-2.75重量％；以及硅酸铝，用量复合物的4.68-5.72重量％。
42.非水溶性热界面材料，包含：导热性复合物，它由多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚合物和溶剂构成，以及在至少一个表面上可以接收该复合物的导热性片材。
43.形成热界面材料的方法，包含以下步骤：由多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚合物和溶剂形成导热性复合物；将复合物涂布在导热性片材的至少一个表面上；使至少一部分溶剂蒸发；然后将带有溶剂的片材设置在产热器件与散热器之间。
44.形成热界面材料的方法，包含以下步骤：由多元醇酯、抗氧化剂、至少一种填料、高粘度油、表面活性剂、聚合物和溶剂形成导热性复合物；将复合物涂布在导热性片材的至少一个表面上而形成膜；使至少一部分溶剂蒸发；然后将第二片材设置在膜上。
45.权利要求44的方法，进一步包括以下步骤：除去第二片材；然后将第一片材设置在产热器件与散热器之间。
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