CN105210005A - 使用热吸收且/或热绝缘组合物组装的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供热吸收且/或热绝缘组合物。该热吸收且/或热绝缘组合物可被分配在衬底上或分配于两个衬底之间。所述衬底可用作支撑体或散热器,在这种情况下所述支撑体可以由传导材料来构造,该传导材料可以是金属或金属涂层聚合物衬底,或者石墨。
Description
技术领域
本发明提供使用热吸收且/或热绝缘组合物(aheatabsorbingand/orthermallyinsulatingcomposition)组装的电子设备。
背景技术
随着微电子电路的尺寸持续缩小并且电路在功能性方面的能力持续增加,在使用时由电路产生的热量对于制造商和最终用户来说已经成为越来越大的问题。换句话说,所产生的热量的水平与半导体封装的性能有关,其中性能更高的设备产生的热量的水平更高。例如,组装在位于消费电子设备内的电路板上的半导体封装全都产生通常作为工作副产物的热量,所述消费电子设备例如为中央和图形处理单元、芯片组、电池以及电压调节器中存在的那些消费电子设备。半导体封装产生热量,需要对所述热量进行管理以便延长封装的寿命、最小化设计限制以及提高封装的性能,并且因此提高消费电子设备的寿命和性能。
热管理材料用于耗散由电路产生的热量是众所周知的,并且放置在电子设备内的关键位置处的风扇也从电路或热模块带走热量。使用通常设置在半导体封装和热沉或热模块之间的热界面材料(“TIM”)将多余的热量从所述半导体封装传递至所述热沉或热模块。
然而,因为将热空气从半导体封装的直接环境向设备的外壳的内部引导,所以这些用于管理所产生的热量的策略已经出现了新的问题。
更具体而言,在常规的膝上型或笔记本电脑(图2中示出的)中,存在外壳,在该外壳下面的是键盘下方的部件(图3中示出的)。部件包括热沉(heatsink)、热管(设置在CPU芯片上方)、风扇、用于PCMIA卡的槽、硬盘驱动器、电池、以及用于DVD驱动器的仓(bay)。硬盘驱动器设置于左掌托下方并且电池设置于右掌托下方。通常,硬盘驱动器在高温下工作,这会导致尽管使用冷却部件散热,仍然会造成不舒服的掌托触感温度。这可能会由于当使用设备时设备外部的某些部分处所达到的较高的温度(hottemperature)而导致最终用户消费者不适。
例如,用来减弱最终用户在掌托位置处注意到的较高使用温度的一个解决方案是使用设置在关键位置处的天然石墨散热器(heatspreader)。据报道,这些散热器可以均匀分布热量,同时通过材料的厚度提供热绝缘。一种这样的石墨材料为可作为SpreaderShieldTM购自GrafTechInc.,Cleveland,Ohio。(参见M.Smalc等人,“ThermalPerformanceOfNaturalGraphiteHeatSpreaders”,Proc.IPACK2005,Interpack2005-73073(2005年7月);还可参见美国专利号6,482,520。)
替代的解决方案是期望的并且将是有利的,因为市场中存在对管理由电子设备中使用的这种半导体封装产生的热量以便最终用户消费者并不会由于使用电子设备时所产生的热量而感到不适的方法的增长的需要。与这种需要相对的是这样的认识:半导体芯片的设计者会持续减小半导体芯片和半导体封装的尺寸和几何结构,但会增加它们的容量,以使得电子设备对消费者产生吸引力,但是这样做会引起半导体芯片和半导体封装继续在升高的温度条件下工作。因此,使用替代的技术来满足此日益增长的、未满足的需要以鼓励工作中触摸上去不热的更大功率的消费电子设备的设计和开发是有利的。
迄今,这种需要尚未得到满足。
发明内容
本发明提供一种热吸收且/或热绝缘组合物。该热吸收且/或热绝缘组合物可被分配在衬底上或分配于两个衬底之间。所述一个或多个衬底可用作支撑体或可用作散热器,在这种情况下所述支撑体可以由传导材料(conductivematerial)来构造,所述传导材料是金属或金属涂层聚合物衬底,或者石墨。
所述热吸收且/或热绝缘组合物可以用于消费电子制品中,所述消费电子制品包括:
外壳,所述外壳包括至少一个具有内表面和外表面的衬底;
组合物,所述组合物包含分散于基体中的热吸收且/或热绝缘成分,而且所述组合物被布置在衬底上;如上所述,所述衬底可用作支撑体或提供热传导性以帮助散布所产生的热量;其层被布置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上;以及
至少一个半导体封装,所述至少一个半导体封装包括组件,所述组件包括以下两组中的至少一组:
I.
半导体芯片;
散热器;和
位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料(也称为TIM1应用),或者
II.
散热器;
热沉;以及
位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料(也称为TIM2应用)。
而且,本文也提供制造这种消费电子设备的方法。
附图说明
图1描绘了电路板的剖视图,在该电路板上设置有多个半导体封装和电路,以及在封装本身的组装中和板上封装的组装中通常使用的电子材料。附图标记1-18是指在半导体和印刷电路板的封装和组装中使用的一些电子材料。
图2描绘了处于打开位置的膝上型个人电脑。
图3描绘了在膝上型个人电脑的键盘和其掌托下方的所包含元件的顶视图。
图4描绘了电子设备的总体示意图。
图5描绘了笔记本个人电脑中16个用于皮肤温度(skintemperature)测量的位置的平面图。
图6描绘了笔记本个人电脑中所标注材料在16个位置的皮肤温度测量的柱形图。
图7描绘了笔记本个人电脑中所标注材料在16个位置的皮肤温度测量的柱形图。
具体实施方式
如上所述,本发明提供一种热吸收且/或热绝缘组合物。该组合物可被分配在衬底上或分配于两个衬底之间。所述一个或多个衬底可用作支撑体或可用作散热器,在这种情况下所述支撑体可以由传导材料来构造,所述传导材料是金属或金属涂层聚合物衬底,或者石墨。
所述组合物可以用于消费电子制品的组装中。这种制品(或“设备”)可以选自笔记本个人电脑、平板个人电脑或者手持设备,例如音乐播放器、视频播放器、静止图像播放器、游戏机、其它媒体播放器、音乐录音机、录像机、相机、其他媒体录音机、收音机、医疗器械、家用电器、交通工具仪器、乐器、计算器、移动电话、其他无线通讯设备、个人数字助理、遥控器、传呼机、显示器、电视机、立体声设备、机上盒、机顶盒、轻便型收录机、调制解调器、路由器、键盘、鼠标、扬声器、打印机以及它们的组合。
该设备包括:
外壳,所述外壳包括至少一个具有内表面和外表面的衬底;
组合物,所述组合物包含分散于基体中的热吸收且/或热绝缘成分,而且所述组合物被布置在衬底上;如上所述,所述衬底可用作支撑体或提供热传导性以帮助散布所产生的热量;其层被布置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上;以及
至少一个半导体封装,所述至少一个半导体封装包括组件,所述组件包括以下两组中的至少一组:
I.
半导体芯片;
散热器;和
位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料,或者
II.
散热器;
热沉;以及
位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料。
提供阻碍热传递的组合物。这些组合物包括:
a)基体,例如其量为10体积%到80体积%;
b)热吸收且/或热绝缘成分,例如其量为20体积%到90体积%。
该基体可以包括热塑性塑料或者丙烯酸乳液。
该设备可以还包括通风元件,所述通风元件用以将从所述半导体组件产生的热量从所述设备驱散。
当然,消费电子设备提供有电源以为一个或多个半导体封装提供能量。
可以利用芯片接着材料(dieattachmaterial)形成半导体封装,所述芯片接着材料被设置在半导体芯片与电路板之间以将芯片牢固地接着到电路板上。引线接合形成芯片和板之间的电互连。这种芯片接着材料通常是用热固性树脂基体高度填充的材料。该基体可以由环氧树脂、马来酰亚胺、衣康酰亚胺、纳迪克酰亚胺(nadimide)和/或(甲基)丙烯酸酯构成。填料可以是导电的或不导电的。在某些情况下,芯片接着材料是导热的,在这种情况下,它也帮助将热量从半导体封装耗散。这种芯片接着材料的代表性市售可得实例包括来自HenkelCorporation的QMI519HT。
或者,可以利用半导体芯片电连接到电路板来形成半导体封装,其中,在所述半导体芯片与电路板之间的空间中具有焊料互连。在该空间中可设置底部填充的密封剂。底部填充的密封剂还具有热固性基体树脂,其中热固性基体树脂像芯片接着材料一样可以由环氧树脂、马来酰亚胺、衣康酰亚胺、纳迪克酰亚胺和/或(甲基)丙烯酸酯构成。通常也填充底部填充的密封剂。然而,该填料通常是不导电的,并用于调和半导体芯片和电路板的热膨胀系数之间的差异的目的。这种底部填充的密封剂的代表性市售可得实例包括来自HenkelCorporation的HYSOLFP4549HT。
一旦半导体封装已被定位到电路板上,并且通常由表面安装粘合剂、芯片键合器或芯片级封装底部填充的密封剂接着到其上,则该封装可以用模塑化合物包塑(overmold),以便保护封装不受环境污染物与其它物质的污染。模塑化合物通常基于环氧树脂或苯并噁嗪。GR750是环氧树脂模塑化合物的一个实例,其可购自HenkelCorporation,被设计为改善半导体设备中的热管理。
在电路板上的各个部分使用焊膏,以便以电互联方式接着半导体封装和组件。一种这样的焊膏是可购自HenkelCorporation的商品名为MULTICOREBi58LM100的焊膏。这种无铅焊膏被设计用于其中想要进行热管理的应用。
为了有效地管理由半导体芯片和半导体封装所产生的热量,热界面材料可以与任何需要散热的发热部件(特别是半导体装备中的发热部件)一起使用。在这些设备中,在发热部件和热沉之间形成热界面材料层,其将待耗散的热量传递给热沉。热界面材料也可用在包括散热器的设备中。在这种设备中,将热界面材料层设置在发热部件和散热器之间,并将第二层热界面材料设置在散热器和热沉之间。
热界面材料可以是相变材料,例如可购自HenkelCorporation的商品名为POWERSTRATEEXTREME、PowerstrateXtreme或PSX的相变材料。被作为两个隔离衬垫之间的独立式膜封装并且被作为模切预成型体(dieoutperform)供应以匹配各种应用,这种热界面材料是适合用于例如热沉和各种散热部件之间的可再加工的相变材料。该材料在相变温度下流动,顺从部件的表面特征。当热界面材料为相变材料形式时,其熔点约为51℃或60℃。
一旦流动,就将空气从界面排出,降低热阻抗,成为高效热传递材料。
该热界面材料可以由(a)60重量%至90重量%的石蜡;(b)0重量%至5重量%的树脂;以及(c)10重量%至40重量%的金属颗粒,例如导电填料制成。导电填料通常选自石墨、金刚石、银以及铜。或者,导电填料可以是铝,例如球形氧化铝。
适合在热界面材料中使用的金属颗粒可以是易熔金属颗粒,典型地是用作焊料的低熔点金属或金属合金。这种金属的实例包括铋、锡以及铟,也可以包括银、锌、铜、锑以及涂银氮化硼。在一个实施方案中,金属颗粒选自锡、铋或两者。在另一个实施方案中,也存在铟。也可以使用以上金属的合金。
也可以使用锡和铋粉的共晶合金(熔点为138℃),锡和铋的重量比为Sn48Bi52,特别是和铟粉一起使用(熔点为158℃),其中存在的铟和Sn∶Bi合金的重量比是1∶1。
存在于组合物中的金属颗粒和/或合金的范围应该是热界面材料的50-95重量%。
热界面材料也可以是导热油脂(thermalgrease),例如可购自HenkelCorporation的商品名为TG100、COT20232-36I1或COT20232-36E1的导热油脂。TG100是一种被设计用于高温热量传递的导热油脂。在使用中,TG100被置于发热设备与安装发热设备的表面或其它散热表面之间。这种产品提供优异的热阻,提供高导热性并且在很大工作温度范围内基本不会蒸发。此外,COT20232-36E1和COT20232-36I1是TIM1型材料,在此实例中是为高功率倒装芯片应用而设计的。这些产品包含软凝胶聚合物或可固化基体,其在固化后形成内部具有低熔点合金的互穿网络。低熔点合金可以是易熔金属焊料颗粒,特别是基本没有添加铅的易熔金属焊料颗粒,包括元素焊料粉末(elementalsolderpowder)以及任选的焊料合金。
在使用中,热界面材料应该具有小于0.2(℃cm2/Watt)的热阻抗。
外壳包括至少两个衬底,并且通常包括多个衬底。所述衬底被设计尺寸且设置为彼此接合。
热吸收且/或热绝缘组合物具有与空心球状容器一起的可选自相变材料(“PCM”)的基体,其中所述相变材料用壳密封,所述空心球状容器内部是气体,例如空气。
PCM可以由有机或者无机材料构成。例如,可用于PCM中的有机材料包括石蜡、脂肪酸、酯、醇、二醇或有机共晶体。也可以使用矿脂、蜂蜡、棕榈蜡、矿物蜡、甘油和/或某些植物油。可用于PCM中的无机材料包括盐的水合物和低熔点金属共晶体。为了给特定应用选择PCM,加热或冷却设备的工作温度应该与PCM的转变温度相匹配。
石蜡可以是标准的商品级,并且应该包括熔点低于约40℃的石蜡。使用这种石蜡允许基体在低于约37℃的温度时从固态转变成液态。除了石蜡,如上所述,矿脂、蜂蜡、棕榈蜡、矿物蜡、甘油和/或某些植物油也可以用于形成PCM。例如,可以将石蜡和矿脂成分共混在一起,以使这些成分(即石蜡∶矿脂)的比值约为1.0∶0-3.0∶1重量%。在此方面,由于相对于例如石蜡成分增加了矿脂成分,PCM的柔软性应该得以提高。
任选地,PCM中可以使用树脂。在这种情况下,可以使用最高达到约5重量%的树脂;理想地,使用约2重量%至约4重量%的树脂。树脂可以是热塑性树脂,例如可购自E.I.DUPONTDENEMORES&COMPANY,Wilmington,DE的ELVAX牌的合成树脂类塑料材料或者可购自JSRCorp.的乙烯-丁烯共聚物。所选的树脂应该具有合适的熔点,此外可以和石蜡共混从而因此形成具有期望硬度或柔软性的基质,这对于特定应用可能是有利的。
具有或没有树脂的PCM应该是在给定温度范围内可以从固态或不可流动态向液态或流动态进行相变的材料。
有利地,PCM中使用的成分的熔点选择为低于大多数消费电子设备的工作温度。在此方面,其中使用石蜡组分的PCM在消费电子设备工作时、并且只在该设备于如此升高的温度下工作的这段时间,表现为液态。结果,在其中布置有本发明组合物的消费电子设备的工作温度范围内,在液态和固态之间对热量吸收和释放分别进行调节。
当PCM基体经历从固态向液态的相变时,该基体吸收热量直到转变成液态,在这种情况下,其在消费电子设备的工作温度下通常为类似凝胶的状态。
当PCM基体从液态变为固态时,液态要释放所吸收的热量直到基体转变成固态。
PCM基体的熔点应该在消费电子设备的期望工作温度范围内。
PCM基体也应该具有高扩散潜热。
PCM基体在多个冷冻-熔化周期后不应劣化。
热吸收且/或热绝缘组合物应被布置于包括外壳的至少一个衬底的内表面的至少一部分上,在使用时所述至少一个衬底的互补的外表面与最终用户接触。因此,参照图2,掌托是膝上型或笔记本个人电脑上的这个位置的较佳实例。
这种空心球状容器的代表性市售可得实例包括HenkelCorporation出售的商标名为DUALITE或AkzoNobel出售的商标名为EXPANCEL的那些,例如DUALITEE。DUALITEE促进降低最终产品的导热率,其中在所述最终产品中所述DUALITEE用作降低成本或减轻重量的部件。据报道,使用DUALITEE将稳定的空心闭孔空洞引入至最终产品中。
此外,具有其中置有气体的孔隙或间隙的固态材料可以用作空心球状容器的替代物或者与空心球状容器组合使用。在这方面,热绝缘成分可以包括气体,该气体设置在大致为固体球形颗粒的间隙内。这种热绝缘成分的代表性市售可得实例包括由DegussaCorporation出售的商品名为AEROGELNANOGEL的热绝缘成分。制造商将它们描述为轻质、绝缘的二氧化硅材料,由具有非常小的孔隙的玻璃原丝的晶格网络构成,由最高达5%的固体和95%的空气构成。据报道,这种结构产生优异的绝缘性、透光性和疏水性。二氧化硅材料是平均孔径为20纳米的纳米多孔二氧化硅。该小孔径和结构可以捕集空气流以防止热量损失和太阳辐射得热。
在应用到期望的表面之前,将一个或多个热吸收且/或热绝缘成分以基体中25体积%至99体积%的浓度设置在基体中,从而形成热吸收且/或热绝缘组合物。
将热吸收且/或热绝缘组合物布置为所述衬底的所述表面的至少一部分上的层或涂层。如此形成的涂层厚到足够帮助在使用时生成将由半导体封装产生的热量热传递通过衬底的阻挡层,但是不能太厚以致干扰消费电子设备的组装和/或工作。
此外,本发明还提供了一种包括基体(例如热塑性塑料或者丙烯酸乳液)的组合物,其中所述基体中分散有热吸收且/或热绝缘成分。在一个实施方案中,金属或石墨衬底可用作其上布置有该组合物的支撑体。
参照图1,所示的是电路板的剖视图。在电路板上设置多个半导体封装和电路,以及通常用于组装封装本身和将封装组装到电路板上的电子材料,和其内使用该电路板的电子设备的外壳的一部分。在图1中,1是指表面安装粘合剂(例如LOCTITE3609和3619);2是指热界面材料,如本文中更详细描述的;3是指低压模塑材料(例如MM6208);4是指倒装芯片板上底部填充(例如HYSOLFP4531);5是指液体封装胶顶部密封(globtop)(例如HYSOLE01016和E01072);6是指有机硅封装剂(siliconeencapsulant)(例如LOCTITE5210);7是指衬垫化合物(如LOCTITE5089);8是指芯片级封装/球栅阵列底部填充(例如HYSOLUF3808和E1216);9是指倒装芯片空气封装底部填充(例如HYSOLFP4549HT);10是指涂层粉末(例如HYSOLDK7-0953M);11是指机械模塑化合物(例如HYSOLLL-1000-3NP和GR2310);12是指灌封化合物(例如E&C2850FT);13是指光电材料(例如AblestikAA50T);14是指芯片接着(dieattach)(例如Ablestick0084-1LM1SR4,8290和HYSOLOMI529HT);15是指保形涂层(例如LOCTITE5293和PC40-UMF);16是指光子部件和组件材料(例如STYLAST2017M4和HYSOLOTO149-3);17是指半导体模塑化合物;18是指焊料(例如MulticoreBI58LM100AAS90V和97SCLF318AGS88.5)。这些产品中的每一种都可从HenkelCorporation,Irvine,California购得。
图1的电路板A设置在电子设备(未示出)外壳的内部。在包括电子设备外壳的衬底的面向内部的表面的至少一部分上涂覆热绝缘成分层(未示出)。
如图4所示,电子设备100可以包括外壳101、处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、总线109、输入部件110、输出部件112和冷却部件118。总线109可以包括一个或多个有线或无线链接,所述一个或多个有线或无线链接提供用于向电子设备100的各种部件、从电子设备100的各种部件、在电子设备100的各种部件之间传输数据和/或功率的路径,电子设备100包括例如处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、输入部件110、输出部件112和冷却部件118。
存储器104可以包括一个或多个存储介质,包括但不限于硬盘驱动器、闪速存储器、永久存储器例如只读存储器(“ROM”)、半永久存储器例如随机存取存储器(“RAM”)、任何其它合适类型的存储部件以及它们的任意组合。存储器104可以包括高速缓冲存储器,其可以是一个或多个不同类型的存储器,用于临时存储电子设备应用程序的数据。
电源106可以通过一个或多个电池或者由自然能源(例如使用太阳能电池的太阳能电源)向电子设备100的电子部件提供电源。
可提供一个或多个输入部件110以允许用户与设备100交互或接口,例如通过电子设备焊盘、拨号、点击轮、滚轮、触摸屏、一个或多个按钮(例如键盘)、鼠标、操纵杆、跟踪球、麦克风、照相机、录像机以及它们的任意组合。
可提供一个或多个输出部件112以向设备100的用户呈现信息(例如文本、图形、听觉和/或触觉信息),例如通过扬声器、耳机、信号线输出、视觉显示器、天线、红外端口、滚筒(rumbler)、振动器以及它们的任意组合。
可提供一个或多个冷却部件118以帮助消散由电子设备100的各种电子部件产生的热量。这些冷却部件118可以采取各种形式,例如风扇、热沉、散热器、热管、电子设备100的外壳101的通风口或开口、以及它们的任意组合。
设备100的处理器102可控制由设备100提供的许多功能和其它电路的操作。例如,处理器102可从输入部件110接收输入信号和/或通过输出部件112驱动输出信号。
外壳101应向操作电子设备100的各种电子部件中的一个或多个提供至少部分围挡(enclosure)。外壳101保护电子部件免受碎片和设备100外部的其它劣化的力量的损坏。外壳101可包括一个或多个限定出腔103的壁120,在所述腔内可设置设备100的各个电子部件。外壳开口151还可允许某些流体(例如空气)被吸入到电子设备100的腔103中并从电子设备100的腔103中流出,用于帮助管理设备100的内部温度。外壳101可以由各种材料构成,所述材料例如为金属(例如,钢、铜、钛、铝和各种金属合金)、陶瓷、塑料以及它们的任意组合。
可以将外壳101作为两个或多个外壳部件提供,而不是作为一个单独围挡提供。例如,处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、输入部件110和冷却部件118可以至少部分地容纳在第一外壳部件101a内,而输出部件112可以至少部分地容纳在第二外壳部件101b内。
实施例
将下表1列出的成分放置在容器内,搅拌以形成混合物。
表1
将每种混合物搅拌60分钟以使AEROSEL或DUALITE品牌的颗粒分散并形成编号样品。
将每个样品的厚度为0.03mm的涂层放置在测试芯片上,并曝露于50℃温度下以产生6-8℃的温降。以相似方式制备的组合物虽然没有DUALITE品牌的颗粒但同样被放置在测试芯片上,产生约2-3℃的温降。
在下表2中,将编号为1-7的样品放置在如图5所示的16个位置上,并且记录以下测量的性能并列在最左侧栏里。显示为皮肤温度的值是获取的16个独立读数的平均值。显示了编号为1-7的样品的值。
一个对照配制物使用不带任何热绝缘成分的相变基体(二十烷)(第二对照样品)。另一个对照是不带任何热绝缘的笔记本个人电脑本身(第一对照样品)。第三对照是0.2mm厚度的石墨层(第三对照样品)。
表2
1与PET膜层合,总带厚=0.2mm;0.1mm(PET)+0.1mm(PCM)
2与镀铝PET膜层合,总带厚=0.2mm;0.1mm(镀铝PET)+0.1mmPCM
三个对照样品的值如下:
观察到编号为1-7的样品的皮肤温度显著下降。通过将吸热和散热特征组合起来,可以观察到甚至更显著的下降。可以在图6和7中更清晰地看到这些下降。
参照图6-7,显示了应用于笔记本个人电脑的面向内的外壳元件的多个部分的本发明组合物的性能,与不具有本发明组合物的相同组件的性能相比,与具有相变基体但仅无热绝缘成分的相同组件的性能相比,及与有竞争力的由石墨片制成的市售产品的性能相比。对一些用户,本发明组合物和石墨片一起使用。
例如,图6示出了本发明组合物将皮肤温度降到比16个独立计算中的每一个独立计算的两个对照值还低的数值。图7示出了相似结果。但更特别的是,图7示出了利用本发明组合物的改进结果,当与作为衬底的石墨结合(其中将本发明组合物分散在该衬底上)时,这些结果得到进一步改进。
实施例1
将以下组分放入容器中,同时搅拌:丙烯酸乳液(HYCAR26138),30%;表面活性剂(PLURONICP84),3%;消泡剂(BYK019),1%;DUALITE(E135-040D),10%;以及水,56%。
将混合物搅拌一段时间(60分钟),以分散DUALITE聚合物颗粒。然后,将混合物喷涂在衬底上,并在85℃的温度下干燥一段时间(10分钟),以产生非粘性膜。所述非粘性膜具有约0.1w/mC的热导率。将0.1mm的非粘性膜涂层放置在测试芯片上,并暴露于50℃的温度以产生8℃的温降。
实施例2
将以下组分放入容器中,同时搅拌:丙烯酸乳液(CARBOTAC1811),30%;表面活性剂(PLURONICP84),3%;消泡剂(BYK019),1%;未膨胀的DUALITE(U020-125W),10%;以及水,56%。
将混合物搅拌一段时间(60分钟),以分散DUALITE聚合物颗粒。然后,将混合物喷涂在衬底上,并在100℃的温度下干燥一段时间(30分钟),以产生粘性的压敏粘合剂(“PSA”)膜。
将0.03mm的PSA膜涂层放置于测试芯片上,并且暴露于50℃的温度以产生5.5℃的温降。以类似的方式制备膜,不过没有DUALITE聚合物颗粒并且同样放置于测试芯片上,产生2℃的温降。
将0.1mm的PSA-A涂层放置于测试芯片上,并且暴露于50℃的温度以产生6.8℃的温降。
实施例3
将以下组分放入容器中,同时搅拌:丙烯酸乳液(HYCAR26138),30%;表面活性剂(PLURONICP84),3%;消泡剂(BYK019),1%;DUALITE(E135-040D),10%;以及水,56%。
将混合物搅拌一段时间(60分钟),以分散DUALITE聚合物颗粒。然后,将混合物喷涂在衬底上,并在85℃的温度下干燥一段时间(10分钟),以产生非粘性膜。所述非粘性膜具有约0.1w/mC的热导率。将0.1mm的非粘性膜涂层放置在测试芯片上,并暴露于50℃的温度以产生8℃的温降。
Claims (21)
1.消费电子制品,包括:
外壳,所述外壳包括至少一个具有内表面和外表面的衬底;
热吸收且/或热绝缘组合物,所述热吸收且/或热绝缘组合物被布置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上;以及
至少一个半导体封装,所述至少一个半导体封装包括组件,所述组件包括以下两组中的至少一组:
I.
半导体芯片;
散热器;和
位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料,或者
II.
散热器;
热沉;以及
位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料。
2.权利要求1的制品,还包括通风元件,所述通风元件用以将从所述半导体组件产生的热量从所述制品驱散。
3.权利要求1的制品,其中所述外壳包括至少两个衬底。
4.权利要求1的制品,其中所述外壳包括多个衬底。
5.权利要求1的制品,其中所述衬底被设计尺寸且设置为彼此接合。
6.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物被设置于所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上,在使用所述制品时,所述至少一个衬底的互补的外表面与最终用户接触。
7.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物中的热吸收且/或热绝缘成分包括气体。
8.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物中的热吸收且/或热绝缘成分包括空气。
9.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物中的热吸收且/或热绝缘成分包括空心球状容器内的气体。
10.权利要求1的制品,其中热吸收且/或热绝缘成分以在25体积%至99体积%的范围内的浓度用于所述热吸收且/或热绝缘组合物中。
11.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物用于促进将热量从电子部件传递到热沉。
12.权利要求1的制品,其中所述热吸收且/或热绝缘组合物包括
基体;以及
分散于所述基体中的热吸收且/或热绝缘成分。
13.权利要求1的制品,其中所述热界面材料具有大约37℃的熔点。
14.权利要求1的制品,其中所述热界面材料具有大约30℃的熔点。
15.权利要求1的制品,其中所述热界面材料具有大约51℃的熔点。
16.权利要求1的制品,其中所述热界面材料具有大约60℃的熔点。
17.权利要求1的制品,其中所述热界面材料具有小于0.2的热阻抗(℃cm2/Watt)。
18.权利要求1的制品,其中所述制品是笔记本个人电脑、平板个人电脑或者手持设备。
19.组合物,包括:
基体;以及
分散于所述基体中的热吸收且/或热绝缘成分。
20.权利要求19的组合物,其中所述基体包括热塑性塑料或者丙烯酸乳液。
21.权利要求19的组合物,其布置在金属或者石墨衬底上。
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