CN102907191A - 热界面材料组件以及相关方法 - Google Patents

Abstract

提供一种热界面材料（TIM）组件以用于从发热部件传导热。该TIM组件通常包括：基板；金属合金，该金属合金联接到该基板的至少一个侧表面；以及涂覆材料，该涂覆材料覆盖该基板的至少一部分和该金属合金的至少一部分。该基板能包括金属箔、散热单元、发热部件等。该金属合金能包括联接到该基板的低熔点金属合金以沿着该基板以图案形成多个凸块。该图案能是通用图案而使得该TIM组件能与多个不同的发热部件一起使用以有效地从所述多个不同的发热部件传导热，或它能与发热部件上的要从其传导热的具体位置对应。

Description

热界面材料组件以及相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月16日提交的美国专利申请号12/816,735的优先权。上述申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开内容涉及热界面材料组件以及相关方法。

背景技术

该部分提供与本公开内容相关的未必是现有技术的背景信息。

电气元件（诸如半导体、晶体管等）通常具有预设计温度，电气元件以该预设计温度最佳地操作。理想地，预设计温度接近周围空气的温度。但是电气元件的操作产生热，如果不被去除，所产生的热能导致电气元件以显著高于正常或期望的操作温度的温度操作。这样的过高温度可能不利地影响电气元件的操作特性以及任何相关装置的操作。为了避免或至少降低由生热造成的不利操作特性，应例如通过将热从操作电气元件传导到散热器来去除热。散热器接着可以借助常规的对流和/或辐射技术被冷却。在传导期间，热可以借助电气元件和散热器之间的直接表面接触和/或借助将电气元件和散热器表面通过媒介物或热界面材料（TIM）的接触从操作的电气元件传递到散热器。热界面材料可以用来填充传热表面之间的间隙，以便同具有填充有空气的间隙相比提高传热效率，该填充有空气的间隙是相对不良的热导体。在一些装置中，也可以在电气元件和散热器之间放置电绝缘体，在许多情况下这是TIM本身。

发明内容

该部分提供本公开内容的概述并且不是其完整范围的全面公开内容或其全部特征。

本公开内容的示例实施方式总体涉及热界面材料组件。在一个示例实施方式中，热界面材料组件通常包括：基板；金属合金，该金属合金联接到所述基板并且限定远离所述基板突出的至少一个导热部；以及涂覆材料，该涂覆材料覆盖所述基板的至少一部分以及所述金属合金的至少一部分。

在另一示例实施方式中，热界面材料组件构造成被联接到发热部件以用于从该发热部件传导热。在该示例实施方式中，所述热界面材料组件通常包括：由金属箔形成的基板；低熔点金属合金，该低熔点合金焊接到所述基板并且限定远离所述基板突出的至少一个导热部；以及涂覆材料，该涂覆材料覆盖所述基板的至少一部分以及所述低熔点金属合金的至少一部分。所述低熔点金属合金被焊接到所述基板的至少一个侧部使得所述低熔点金属合金沿着所述至少一个侧部形成图案。

本公开内容的示例实施方式还总体涉及制造热界面材料的方法。在一个示例实施方式中，制造用于从发热部件传导热的热界面材料组件的方法通常包括将金属合金联接到基板的至少一个侧表面，并且用导热涂覆材料涂覆所述基板的至少一部分以及所述金属合金的至少一部分。所述金属合金限定远离所述基板突出的至少一个导热部。

可应用性的更多范围将从本文所提供的描述中变得明显。该概述中的描述和具体示例旨在仅为了说明并且并不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

本文所述的附图仅为了说明所选择的实施方式而不是所有可能的实施，并且并不旨在限制本公开内容的范围。

图1是热界面材料（TIM）组件的示例实施方式的俯视平面图，该组件具有远离TIM组件的基部的第一侧部和第二侧部延伸的导热部；

图2是图1的TIM组件的正视图；

图3是TIM组件的示例实施方式的正视图，该组件具有远离TIM组件的基部的第一侧部延伸的导热部；

图4是TIM组件的示例实施方式的俯视平面图，该组件具有远离TIM组件的基部的第一侧部和第二侧部延伸的导热部，但是其上未涂覆有涂覆材料；

图5是图4的TIM组件的正视图；

图6是TIM组件的示例实施方式的俯视平面图，该组件具有远离TIM组件的基部的第一侧部和第二侧部延伸的导热部，所述导热部包括一对正方形的导热部，该对导热部设置成与供待联接TIM组件的中央处理单元的裸芯片的正方形热点位置对应；以及

图7是图6的TIM组件的正视图。

在附图的所有数个视图中相应的附图标记表示相应的部件。

具体所实施方式

现在将参照附图更完全地描述示例实施方式。

示例实施方式被提供使得本公开内容将是全面的，并且将范围完全传达给本领域技术人员。许多特定细节被阐明，诸如特定元件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的全面理解。对于本领域技术人员来说显然，不需要采用特定细节，示例实施方式可以以许多不同的形式体现并且不应该被视为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，众所周知的工艺、众所周知的装置结构以及众所周知的技术不再详细地描述。

本公开内容的示例实施方式总体涉及用于有助于从发热部件传导热能（例如，热等）的组件和方法。如本文所使用的，发热部件可以包括，但不限于计算机芯片、制动系统、发热元件、功率变流器、放大芯片、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、图形处理单元（GPU）、存储芯片、半导体、晶体管、任何各种其它电子系统部件等。本公开内容的示例实施方式在本公开内容的范围内也可以结合电磁屏蔽操作使用。

现在参照附图，图1和图2示出了包括本公开内容的一个或更多个方面的热界面材料（TIM）组件100的示例实施方式。TIM组件100构造成被联接到发热部件，使得该TIM组件100能例如用来有助于从发热部件等传导热能（例如，热等）。例如，TIM组件100可以通常在发热部件和散热装置（例如，散热器、散热片、热管等）之间而联接到该发热部件。TIM组件100能因此用于将热从发热部件传递到散热装置。

所示TIM组件100包括：基部104（宽泛地说，基板）；远离该基部104延伸（例如相对于基部104向外（或远离基部104）突出等）的多个突出导热部（例如，突起等）108；以及施加到基部104和导热部108的涂覆材料112。基部104构造成例如根据需要横跨该基部104将热能从该基部104的第一侧部114传导到该基部104的相反的第二侧部116以用于冷却发热部件等。所示的基部104由具有大约400瓦/（米·开尔文）的热导率的铜构造成；并且铜被制成为厚度为大约0.002英寸（大约0.05毫米）的箔（例如，使得基部104是箔层等）。然而，基部104可以由在本公开内容的范围内的另一种合适的导热材料构成，该导热材料例如是除铜以外的金属（例如，锡、镍、银、金、镀镍铜、镀镍铝、另一种能被制成箔的金属等）、金属合金、金属箔、溅涂有金属（例如金、焊料等）的陶瓷材料、溅涂有金属（例如金、焊料等）的石墨材料等。另外，基部104可以具有在本公开内容的范围内的任何期望的热导率和/或任何期望的厚度，例如热导率大于或小于大约400瓦/（米·开尔文）和/或厚度大于或小于大约0.002英寸（大约0.05毫米）等。而且，基部104可以具有在本公开内容的范围内的任何期望的形状。

远离基部104延伸的导热部108作为TIM组件100的一部分操作以有助于根据需要将热能传导到基部104和/或将热能从基部104传导（例如，从发热部件传导到基部104，从基部104传导到散热装置等）。所示的导热部108由具有大约60摄氏度的熔解温度的In₅₁Bi_32.5Sn_16.5、低熔点相变金属合金（PCMA）形成。然而，导热部108可以由在本公开内容的范围内的另一种合适的导热材料形成，该导热材料例如是除In₅₁Bi_32.5Sn_16.5以外的低熔点PCMA、共晶金属合金、非共晶金属合金、具有低于大约260摄氏度的熔解温度的金属或金属合金、其它金属合金等。

在所示的实施方式中，导热部108被成形为焊接（宽泛地说，联接）到基部104的第一侧部114和第二侧部116的大致圆形凸块（图2）。凸块沿着整个第一侧部114和第二侧部116大致均匀地（例如，以适于和多个不同的发热部件一起使用的通用图案等）定位，使得凸块大致覆盖第一侧部114和第二侧部116的整个表面。另外，在所示的实施方式中，基部的侧部114和116中的每个均包括取向成具有五行和九列凸块的阵列的总计四十五个凸块。然而，基部的侧部114和116可以包括在本公开内容的范围内的大于或少于四十五的许多凸块（例如，取决于所期望的操作）。另外，凸块可以具有在本公开内容的范围内的任何期望的尺寸。

在其它示例实施方式中，TIM组件可以包括具有除凸块以外的形状的导热部，所述形状例如是条形、星形、圆锥形、金字塔形、半圆形、棒形等。在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括借助除焊接以外的操作联接/形成到基部的导热部。例如，基部可以被穿孔并且导热部可以是销形的，并且销形导热部可以被推动穿过基部中的穿孔，使得它们从基部的相对的第一侧部和第二侧部突出。作为另一示例，导热部可以被包覆或冲压到基部的一个侧部或两个侧部。作为又一示例，导热部可以形成沿基板的多个条。

在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括不同于图1所示的（例如不同于均匀地等）横跨基部的一个或更多个侧部取向的导热部。例如，导热部可以以所期望的图案（例如，牛眼灯图案（bulls-eye pattern）、条纹图案、之字形图案等）设置；以基于TIM组件的具体操作要求（例如，基于冷却要求等）的图案设置；以基于待被冷却的发热部件的尺寸和/或形状的图案设置；以与热由TIM组件要从其传导的发热部件上的具体位置对应的图案设置；以这样的通用图案设置，该通用图案不会特别匹配热要从其传导的发热部件上的具体位置而是构造成使得TIM组件可以和多个不同的发热部件一起使用以有效地从多个不同的发热部件导热，等。另选地，TIM组件可以包括任意地设置在基部之上的导热部。

在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括基部，这些基部具有仅设置在基部的部分之上的导热部。在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括基部，这些基部具有在特定位置处和/或以与待供联接TIM组件的发热部件的表面上的一个或更多个热点对应的特定图案设置在基部的部分之上的导热部。这里，导热部可以以大致与发热部件的表面上的一个或更多个热点镜映的期望的图案设置。这可能允许一个或更多个热点之上较高的传热同时维持发热部件的表面的其它区域内的可接受性能。而且，基部的剩余部可以用涂覆材料涂覆以根据需要有助于防止导热部的氧化并进一步有助于冷却发热部件的表面上的一个或更多个热点。

继续参照图1和图2，施加到基部104和导热部108的涂覆材料112构造成通过用作对空气的屏障而有助于防止基部104和导热部108氧化。涂覆材料112还构造成在TIM组件100的操作期间有助于遏制导热部108（例如，凸块等）的迁移。例如，涂覆材料112作为屏障操作以在TIM组件100的操作期间大致遏制基部104上的导热部108，使得如果TIM组件100被不注意地遭受冲击，则被加热的导热部108将不会落下（失去与基部104的表面张力）。

涂覆材料112可以包括在本公开内容的范围内的任何合适的材料，例如包括相变材料（PCM）、聚合物、石蜡、填缝剂、油脂、固化硅胶垫、固化非硅胶垫、现场固化凝胶或油灰等，这取决于TIM组件100的操作应用和/或期望特性。涂覆材料112可以具有在本公开内容的范围内的任何合适的熔解温度，例如，低于、大约相同于等导热部108的熔解温度的熔解温度。例如，所示涂覆材料112可以具有在大约40摄氏度和60摄氏度之间的熔解温度。并且，涂覆材料112可以在本公开内容的范围内比导热部108软。涂覆材料112也可以具有在本公开内容的范围内的任何期望的厚度。例如，涂覆材料112可以具有薄于导热部108的厚度，或者涂覆材料112可以具有与导热部108的厚度大约相同的厚度，或厚于导热部108的厚度。

涂覆材料112还可以有助于吸收在低于导热部108的熔解温度的操作温度下TIM组件100和供该TIM组件100联接的发热部件之间的热膨胀系数的不匹配。因而，涂覆材料112可以提供这些低温下更适合/适应的材料（同导热部108相比），以用于改善TIM组件100和发热部件之间的表面接触（例如，用于更好地符合发热部件中的间隙/表面缺陷等），并因此有助于在TIM组件和发热部件之间形成更好的热通路。在高于导热部108的熔解温度的操作温度下，涂覆材料112和导热部108两者将熔化并且将操作以流入发热部件中的缺陷，以由此一起有助于改善TIM组件100和发热部件之间的表面接触。导热部108和/或涂覆材料112因此也可以提供对发热部件和/或散热装置的自然粘合。

涂覆材料112也可以作为TIM组件100的一部分操作以有助于根据需要将至少一些热能传导到基部104和/或从该基部104传导至少一些热能（例如，从发热部件传导到基部104，从基部104传导到散热装置等）。此外，涂覆材料112可以根据需要被热增强以改善/提高将热能通过涂覆材料传导到基部104和/或通过涂覆材料从基部104传导热能。例如，添加剂（诸如陶瓷颗粒、金属颗粒等）可以被添加到涂覆材料112以提供这种改善/提高的热能传导。

如前所述的，宽范围的不同涂覆材料可以用于本公开内容的TIM组件的示例实施方式中。在一些示例实施方式中，例如，涂覆材料可以具有至少大约1W/mK（瓦/（米·开尔文））以上的热导率，诸如具有达至数百W/mK的铜基涂覆材料等。另外合适的涂覆材料可以包括例如氧化锌、氮化硼、氧化铝、铝、石墨、陶瓷、其组合（例如氧化铝和氧化锌等）。另外，TIM组件的示例实施方式也可以包括不同级别（例如，不同尺寸、不同纯度、不同形状等）的相同（或不同）涂覆材料。例如，TIM组件可以包括两种不同尺寸的氮化硼等。通过改变涂覆材料的种类和级别，TIM组件的最终特性（例如，热导率、成本、硬度等）可以根据需要变化。

合适的涂覆材料也可以包括其他添加剂，使得利用涂覆材料形成的TIM组件能获得各种期望结果。例如，涂覆材料还可以包括颜料、增塑剂、操作助剂、阻燃剂、混合剂、电磁界面（EMI）或微波吸收剂，导电填料、磁性粒子、以增大热界面材料的粘性增粘剂，等等。

图3示出了包括本公开内容的一个或更多个方面的TIM组件200的另一示例实施方式。该实施方式的TIM组件200类似于前述的并且在图1和图2中示出的TIM组件100。例如，所示的TIM组件200包括：基部204（宽泛地说，基板）；远离基部204延伸的多个突出导热部208（例如，提供包覆凸块的构造等）；以及施加到基部204和导热部208的涂覆材料212。另外，导热部208成形为被焊接到基部204的第一侧部214的大致圆形凸块。然而，在该示例实施方式中，基部204的第二侧部216不包括导热部。替代地，仅基部204的第二侧部216包括涂覆材料222。涂覆材料222可以是与施加到基部204和该基部204的第一侧部214上的导热部208的涂覆材料相同的涂覆材料，或者在本公开内容的范围内它可以是不同的。

图4和图5示出了包括本公开内容的一个或更多个方面的TIM组件300的另一示例实施方式。该实施方式的TIM组件300类似于前述且在图1和图2中示出的TIM组件100。例如，所示的TIM组件300包括基部304（宽泛地说，基板）以及多个突出的导热部308，这些导热部远离基部304延伸以用于从发热部件传导热能。另外，导热部308成形为被焊接到基部304的第一侧部314和第二侧部316的大致圆形凸块（例如，提供包覆凸块的构造等）。然而，在该示例实施方式中，TIM组件300不包括施加到基部304和导热部308的涂覆材料。

图6和图7示出了包括本公开内容的一个或更多个方面的TIM组件400的另一示例实施方式。该实施方式的TIM组件400类似于前述且在图1和图2中示出的TIM组件100。例如，所示的TIM组件400包括：基部404（宽泛地说，基板）；远离该基部404延伸的多个突出的导热部408；以及施加到该基部404和导热部408的涂覆材料412。另外，导热部408成形为被焊接到基部404的第一侧部414和第二侧部416的大致圆形凸块（例如，提供包覆凸块的构造等）。并且，涂覆材料412沿着TIM组件400的第一侧部414和第二侧部416两者施加到基部404和导热部408。

如图6所示，该实施方式的TIM组件400还包括沿着基部404的具有圆形导热部408的第一侧部414定位的一对正方形导热部（每个正方形导热部均以附图标记408a表示）。圆形导热部408沿着基部404的第一侧部414以大致通用图案定位。并且，除圆形导热部408以外，设置正方形导热部408a以与待供联接TIM组件400的裸芯片432和中央处理单元434的一对正方形热点位置（每个热点位置均以附图标记430表示）对应。因而，正方形导热部408a被具体地成形并且具体地定位（并且形成图案）（独立于组成通用图案的圆形导热部408）以在TIM组件被联接到裸芯片432时（其中基部404的第一侧部414大致面对裸芯片432）大致与裸芯片432的热点位置430重叠。提供导热部408a的该具体形状和位置可以有助于改善从裸芯片432和/或中央处理单元434散热。在其它示例实施方式中，TIM组件可以包括具有不同于正方形的形状的导热部，以与发热部件的具有不同于正方形的形状的热点位置对应。在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括具有导热部的基部，这些导热部沿着基部的侧部具体地成形和/或具体地定位以与发热部件的热点位置大致重叠，而不具有沿着侧部以通用图案定位的附加导热部。

另外参照图7，正方形导热部408a大致高于圆形导热部408。这可以有助于改善正方形导热部408a和裸芯片432的正方形热点位置430之间的接触并且促进从裸芯片432传热。在其它示例实施方式中，TIM组件可以包括具有形成具体图案的正方形导热部和形成通用图案的圆形导热部两者的基部，其中正方形导热部的高度大约与圆形导热部的高度相同。

还如图7所示，基部404的第二侧部416包括沿其定位的多个圆形导热部408。在该实施方式中，圆形导热部408以与沿着基部404的第一侧部414定位的圆形导热部408的大致通用图案镜映的大致通用图案沿着第二侧部416定位。并且，与发热部件上的热点位置对应的附加导热部（例如，正方形导热部，诸如导热部408a等）不沿第二侧部416设置。然而，在其它示例实施方式中，TIM组件可以包括这样的基部，该基部具有沿着该基部的第一侧部和第二侧部两者具体地成形和/或具体地定位的导热部，以与发热部件的热点位置大致重叠。

在其它示例实施方式中，TIM组件可以包括联接到（例如，形成到、焊接到等）基板（例如，裸芯片、有盖包封件、散热装置（例如，散热器、散热片、热管等））并且远离该基板延伸的导热部。在这些示例实施方式中，TIM组件可以不包括基部（诸如箔层）等，因此可以提供当用来从发热部件传导热能时热能必须被通过其传导的较少部件（因此以较小热阻操作）。

在又其它示例实施方式中，TIM组件可以包括通过积聚具有不同熔点的多层材料（例如焊料等）形成的导热部。

在又其它实施方式中，TIM组件可以作为电磁干扰（EMI）装置的一部分被包括。EMI可以包括电磁干扰发射和射频干扰（RFI）发射两者。在这些示例实施方式中，TIM组件中的涂覆材料可以构造成提供至少一些EMI屏蔽。例如，涂覆材料可以包括磁性粒子、EMI或微波吸收材料、导电填料、或电磁吸收材料，诸如羰基铁、硅化铁、铁粒子、铁铬化合物、金属银、羰基法铁粉、SENDUST（含85%铁、9.5%硅和5.5%铝的合金）、坡莫合金（含大约20%铁和80%镍的合金）、铁氧体、磁性合金、磁粉、磁薄片、磁性粒子、镍基合金和粉末、铬合金，以及其任何组合。其它实施方式可以包括由一种或更多种上述材料形成的一个或更多个EMI吸收材料，其中EMI吸收材料包括颗粒、球状体、椭圆体、不规则球状体、线、薄片、粉末中的一种或更多种，和/或这种形状的任何组合或所有组合。因此，一些示例实施方式因而可以包括这样的TIM组件，该TIM组件包括或基于热逆变凝胶，其中TIM组件也构造成（例如，包括或装有EMI或微波吸收材料、导电填料、和/或磁性粒子等）以提供屏蔽。

作为背景技术，EMI吸收材料通过一般被认为是损失的过程将电磁能转变成另一形式的能量。电损耗机制包括导电率损失、电介质损失和磁性损失。电导率损失是指由电磁能转变成热能产生的EMI的减少。电磁能感应在具有有限电导率的EMI吸收材料内流动的电流。有限电导率导致感应电流的一部分通过电阻产生热。电介质损失是指由电磁能转变成具有非一致相对介电常数的EMI吸收材料内的分子的机械位移引起的EMI的减少。磁性损失是指由电磁能转变成EMI吸收材料内的磁矩的重新排列引起的EMI的减少。

在一些示例实施方式中，包括热逆变凝胶的TIM组件可以附接或粘贴（例如，黏附地粘合等）到EMI屏蔽件的一个或更多个部分，诸如附接或粘贴到整体式EMI屏蔽件和/或组合式屏蔽件的罩、盖、框架或其它部分，接或粘贴到不连续的EMI屏蔽墙等。另选的粘贴方法也能被使用，诸如机械紧固件。在一些实施方式中，包括热逆变凝胶的TIM组件可以附接到组合式EMI屏蔽件的可移除盖或罩。包括热逆变凝胶的热界面材料可以例如放置在罩或盖的内表面上，使得TIM组件将被压缩地夹设在EMI屏蔽件和供放置该EMI屏蔽件的电气部件之间。另选地，包括热逆变凝胶的TIM组件可以例如放置在罩或盖的外表面上，使得TIM组件被压缩地夹设在EMI屏蔽件和散热器之间。包括热逆变凝胶的TIM组件可以放置在罩或盖的整个表面上或少于整个表面上。包括热逆变凝胶的TIM组件可以施加在实际上期望具有EMI吸收材料的任何位置上。

在一些示例实施方式中，TIM组件可以包括粘合层。该粘合层可以是导热粘合剂以保持总热导率。粘合层可以用来根据需要将TIM组件粘贴到电气元件、散热器、EMI屏蔽件等。粘合层可以想到利用压敏、导热粘合剂。压敏粘合剂（PSA）可以一般基于包括丙烯酸、硅树脂、橡胶或其组合的化合物。热导率例如通过掺杂陶瓷粉而被提高。

现在将描述用于制造TIM组件（例如，TIM组件100、TIM组件200等）的示例方法。将铜箔（宽泛地说，基板）用干膜光致抗蚀剂涂覆（例如，层压等），接着用具有期望的凸块（宽泛地说，导热部）图案的透明物（例如，蜡纸等）覆盖该干膜光致抗蚀剂。接着利用紫外光使干膜光致抗蚀剂经受固化操作。干膜光致抗蚀剂的未用透明物覆盖的部分被固化。并且，干膜光致抗蚀剂的用透明物覆盖的部分（与透明物的凸块图案对应）未被固化。利用干膜显影剂洗掉干膜光致抗蚀剂的未固化部分。这留下了与来自透明物的凸块图案对应的铜箔的表面上的裸铜的裸露区域。

接着将铜箔和固化的干膜光致抗蚀剂以凸块的方式镀（bump plated）以金属合金（宽泛地说，金属合金联接到铜箔和固化的干膜光致抗蚀剂）。这包括将铜箔和固化的干膜光致抗蚀剂浸渍到焊剂中，接着浸渍到软焊料中（例如In₅₁Bi_32.5Sn_16.5等）以用软焊料填充暴露的裸铜的区域（并从而大致将焊料联接到铜箔）。接着将所形成的产品冷却到室温，漂洗，并干燥，从而在裸露区域处留下镀在铜箔上的焊料凸块。处理镀有凸块的铜箔（例如，被放置在干膜去膜剂中）以从铜箔移除固化干膜光致抗蚀剂。将所形成的产品洗涤和干燥，从而仅留下镀有凸块的铜箔（具有在与原始透明物对应的期望位置处的焊料凸块）。凸块图案可以根据需要布置，例如，任意地布置，或以通用图案布置，或使得当TIM组件被联接到发热部件等时凸块的位置大致与待冷却的发热部件上的位置对应。

接着利用合适的操作将镀有凸块的铜箔涂上（例如，反填充，等）涂覆材料。作为一个示例，能将涂覆材料溶入溶剂，接着将镀有凸块的铜箔浸渍到液体溶液中，从而涂覆焊料凸块和铜箔的至少一部分。接着将溶剂闪蒸出，从而留下TIM组件。在为后续存储、分配、使用等制备TIM组件中，接着可以将衬垫引入TIM组件（尽管不是必需的），同时将TIM组件制成片状或缠绕成卷。作为另一示例，可以将涂覆材料预成型为期望厚度的材料卷，接着用层压辊将材料卷层压到镀有凸块的铜箔的侧表面。接着将所形成的TIM组件制成片状或卷起。并且作为又一示例，涂覆材料可以是比焊料凸块的软化点低的材料，使得涂覆材料可以被加热到其熔解温度以上，接着被层压到镀有凸块的铜箔。这能包括将熔化的涂覆材料施加到衬垫，将衬垫引入镀有凸块的铜箔的上侧面和下侧面，接着通过层压辊移动整个组件（使得通过辊移动的组件大致包括下衬垫、涂覆材料、镀有凸块的铜箔、涂覆材料和上衬垫）。层压辊和逐渐引导到它们的支撑台将被加热到大于涂覆材料的熔解温度但是低于焊料凸块的熔解温度的温度。在退出层压辊之后，接着能将TIM组件材料制成片状或使其成为卷。

在其它示例实施方式中，用于制造TIM组件的方法可以包括用焊膏以期望的图案丝网印刷基部，接着通过回流炉处理所印刷的基部。

在又其它示例实施方式中，用于制造TIM组件的方法可以包括用金属合金（例如，焊料等）直接以凸块的方式镀散热装置、发热部件等。接着利用例如溶剂系统和蜡纸等将合适的涂覆材料施加到散热装置、发热部件等的镀有凸块部。在一些示例实施方式中，待被涂覆凸块的散热装置、发热部件等的表面可能需要被预涂有金属（诸如金、镍等）以提供能供凸块镀金属合金的合适表面。

为了说明和描述已提供了实施方式的前述描述。这并不旨在详尽或限制本发明。具体实施方式的单独元件或特征通常不限于该具体实施方式，而是，如适用，则即使未具体示出或描述也可互换并且能用于所选择的实施方式。该单独单元或特征也可以以多种方式变化。这种变化不被认为是偏离本发明，并且所有这样的修改旨在被包括在本发明的范围内。

对于给定参数的具体值和具体值的范围的本文的公开不是排除在本文所公开的示例中的一个或更多个中有用的其他值和值的范围。而且，可以预想到，用于本文所述的具体参数的任何两个具体值可以限定值范围的端点，所述端点可以适于给定参数（对于给定参数的第一值和第二值的公开能被解释为公开了第一值和第二值之间的任何值也能用于给定参数）。类似地，可以预想，参数的两个或更多个值范围的公开（无论这样的范围是否嵌套、重叠或截然不同）包含利用所公开的范围的端点可以被主张的值的范围的所有可能组合。

本文所使用的术语仅为了描述具体示例实施方式并且并不旨在限制。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。术语“包括”、“包括着”、“包含着”和“具有着”是包含在内，因此表示所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件，和/或其组的存在或添加。本文所述的方法步骤、过程和操作不被视为必需要求以所讨论或所示的具体顺序执行，除非明确确定为执行顺序。还将理解的是，可以采取附加或另选步骤。

当元件或层被称为“位于……上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以直接位于、接合、连接或联接到另一元件或层，或者可能存在中介元件或层。相反，当元件被称为“直接位于……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可能不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其它词语应该以相似的方式来解释（例如，“在…之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等）。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或更多个中的任何和所有组合。

虽然术语第一、第二、第三等在本文可以用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应由这些术语限制。这些术语可以仅用来区分一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一区域、层或部分。术语（诸如“第一”、“第二”和其它数值项）当在本文使用时不暗含着顺序或次序，除非由上下文清楚地指出。因此，下面所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分能被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而没有脱离示例实施方式的教导。

空间相对术语（诸如“内部”、“外部”、“在……之下”、“在下面”、“下部”、“在上面”、“上部”等）可以在本文使用以易于描述，从而描述如图所示的一个元件或特征相对于另一元件（多个元件）或特征（多个特征）的关系。除了图中所绘的取向以外，空间相对术语可以旨在包含使用中或操作中的装置的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件于是将被取向为在其它元件或特征的“上面”。因此，示例术语“在下面”能包含在上面和在下面的两个取向。该装置可以另外取向（旋转90度或处于其它取向），本文所使用的空间相对描述符也相应地解释。

Claims (29)

1.一种热界面材料组件，其包括：

基板；

金属合金，所述金属合金联接到所述基板并且限定远离所述基板突出的至少一个导热部；以及

涂覆材料，所述涂覆材料覆盖所述基板的至少一部分和所述金属合金的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个导热部包括至少一个远离所述基板突出的凸块，并且所述金属合金被联接到所述基板以沿着该基板形成多个凸块。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述基板包括第一侧部和第二侧部，并且所述多个凸块沿着所述基板的所述第一侧表面部和所述第二侧表面部两者设置。

4.根据权利要求2或3所述的组件，其中，所述多个凸块沿着导热的所述基板布置成图案。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述图案是通用图案，所述图案构造成使得所述热界面材料组件能有效地与至少一个或更多个不同的发热部件一起使用。

6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个导热部包括至少一个远离所述基板突出的条，并且其中所述金属合金被联接到所述基板以沿着所述基板形成多个条。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述金属合金被焊接到所述基板。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述金属合金包括低熔点合金。

9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述低熔点合金包括In₅₁Bi_32.5Sn_16.5。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述基板是厚度为大约0.002英寸或更小的金属箔。

11.根据权利要求1所述的组件，其中，所述基板包括金属箔、陶瓷材料、石墨材料、散热装置和发热部件中的至少一种。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述涂覆材料是相变材料、油脂、固化硅胶垫、固化非硅胶垫、现场固化凝胶、现场固化油灰或石蜡。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述涂覆材料构造成有助于防止所述基板和所述金属合金的氧化和/或有助于在所述热界面材料组件的操作期间遏制所述金属合金的迁移。

14.一种电子系统，该电子系统包括根据前述权利要求中的任一项所述的组件。

15.一种热界面材料组件，所述组件构造成被联接到发热部件以从该发热部件传导热，所述组件包括：

由金属箔形成的基板；

低熔点金属合金，所述低熔点金属合金被焊接到所述基板并且限定远离所述基板突出的至少一个导热部；以及

涂覆材料，所述涂覆材料覆盖所述基板的至少一部分和所述低熔点金属合金的至少一部分；

其中，所述低熔点金属合金被焊接到所述基板的至少一个侧部，使得所述低熔点合金沿着所述至少一个侧部形成图案。

16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述图案是通用图案，所述图案构造成使得所述热界面材料组件能与多个不同的发热部件一起使用以有效地从所述多个不同的发热部件传导热。

17.根据权利要求15或16所述的组件，其中，所述至少一个导热部包括远离所述基板突出的至少一个凸块，并且所述低熔点金属合金被焊接到所述基板的所述至少一个侧部以沿着所述基板的所述至少一个侧部形成多个凸块，并且所述凸块沿着所述基板的所述至少一个侧部布置成所述图案。

18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述基板包括第一侧部和第二侧部，并且所述多个凸块沿着所述基板的所述第一侧部和所述第二侧部两者设置。

19.根据权利要求15、16、17或18所述的组件，其中，所述低熔点金属合金在以下位置处被焊接到所述基板的所述至少一个侧部，当所述组件被联接到发热部件时所述位置与所述发热部件上的要从其传导热的具体位置对应。

20.一种制造用于从发热部件传导热的热界面材料组件的方法，所述方法包括：

将金属合金联接到基板的至少一个侧表面，其中，所述金属合金限定远离所述基板突出的至少一个导热部；并且

用导热涂覆材料涂覆所述基板的至少一部分和所述金属合金的至少一部分。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，将所述金属合金联接到所述基板的所述至少一个侧表面包括将所述金属合金焊接到所述基板的所述至少一个侧表面。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述至少一个导热部包括远离所述基板突出的至少一个凸块，并且将所述金属合金联接到所述基板的所述至少一个侧表面包括将所述金属合金联接到所述基板的所述至少一个侧表面以沿着所述基板的所述至少一个侧表面形成多个凸块。

23.根据权利要求22所述的方法，该方法还包括沿着所述基板的所述至少一个侧表面将所述凸块布置成图案，使得当所述热界面材料组件被联接到发热部件时，所述凸块的位置大致与该发热部件上的要从其传导热的位置对应。

24.根据权利要求22所述的方法，该方法还包括沿着所述基板的所述至少一个侧表面将所述凸块布置成通用图案，所述图案构造成使得所述热界面材料组件能与多个不同的发热部件一起使用，以有效地从所述多个不同的发热部件传导热。

25.根据权利要求20至24中的任一项所述的方法，其中，所述基板包括第一侧部和第二侧部，并且将所述金属合金联接到所述基板的所述至少一个侧表面包括将所述金属合金联接到所述基板的所述第一侧部和所述第二侧部。

26.根据权利要求20至25中的任一项所述的方法，其中，所述金属合金包括低熔点合金。

27.根据权利要求20至26中的任一项所述的方法，其中，所述基板是厚度为大约0.002英寸或更小的金属箔。

28.根据权利要求20至27中的任一项所述的方法，其中，所述基板包括金属箔、陶瓷材料、石墨材料、散热装置和发热部件中的至少一种。

29.根据权利要求20至28中的任一项所述的方法，其中，所述涂覆材料是相变材料、油脂、固化硅胶垫、固化非硅胶垫、现场固化凝胶、现场固化油灰或石蜡。

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