CN106854458A - 磁性导热材料与导热介电层 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的磁性导热材料包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于导热化合物粉体的表面，其中含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属为镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。本发明亦提供导热介电层，包括：磁性导热材料；以及树脂，其中磁性导热材料包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于导热化合物粉体的表面，其中含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属为镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
Description
【技术领域】
本发明涉及提升介电层的导热性的组合物，更特别涉及介电层中添加的磁性导热材料。
【背景技术】
云端、互联、及物联网的兴起、4G、5G通讯技术与显示技术提升，光电与半导体等产业所需的电路板与IC载板走向高速化、高密度化、密集化、与积层化，因此未来其特性需求除低介电、高绝缘性外，需兼具低介电损失与高导热性，并因应不同应用所要求的散热设计，需要可控制高导热性的方向与分布。以电路板为例，其结构中的铜箔基板的简易结构为铜箔/介电层/铜箔，中间介电层的组成物多为导热性差的树脂、玻纤布、或绝缘纸，导致铜箔基板厚度方向的导热性差。因此提升中间介电层的导热性，将大幅改善厚度方向导热性。现行方法之一为添加入导热材料于介电层中，所添加的导热材料多为随机排列，因此需加入大量导热材料来增加其导热性，但过多的导热填料会导致介电层特性不佳与成本大幅增加，另一方法为，以磁场配向高导热材料于特定方向(如厚度方向)排列，进而达到特定方向(厚度方向)高导热性，但此方法的导热材料本身需具磁性，如未具磁性的导热材料则需要高强度磁场或长时间的磁配向时间，才能排列导热材料。
综上所述，目前亟需兼具磁性、绝缘性、低介电损失的导热材料，进而达到介电层具有高导热性、绝缘性与低介电损失特性。
【发明内容】
本发明一实施例提供的磁性导热材料，包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于导热化合物粉体的表面，其中含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属为镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
本发明一实施例提供的导热介电层，包括：磁性导热材料；以及树脂，其中磁性导热材料，包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于导热化合物粉体的表面，其中含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属为镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
【附图说明】
图1为本发明一实施例中，磁性导热材料的示意图。
图2为本发明一实施例中，导热介电层的示意图。
图3A和3B为本发明一实施例中，未经磁配向与磁配向后的胶层，经扫描式电子显微镜测量所得的剖面图。
【符号说明】
11 导热材料；
13 含铁氧化物；
15 树脂；
17 胶层；
19 外加磁场系统。
【具体实施方式】
本发明一实施例提供的磁性导热材料，包括：导热化合物粉体11，以及其表面上的含铁氧化物13，如图1所示。上述导热化合物粉体可为氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氮化碳、八面体结构的碳、四面体结构的碳、或上述粉体的组合。在本发明一实施例中，导热化合物粉体的粒径为0.1μm至110μm。若导热化合物粉体的粒径过小，则受热效应影响，难以用磁场控制磁性导热材料的排列方向。若导热化合物的粒径过大，则受重力效应影响不易受磁场控制与排列。值得注意的是，导热化合物粉体与含铁氧化物皆具有长轴方向，即其长轴方向的维度(如长度)大于其他方向的维度(如宽度或厚度)。
在本发明一实施例中，导热化合物粉体的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于120；含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于40。若导热化合物粉体的长轴长度与短轴长度比过小，则磁性导热材料无法依特定方向有效导热，含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比过小，则磁性导热材料无法依特定方向有效导热。
在本发明一实施例中，披覆比例(含铁氧化物占该磁性导热材料的重量百分比)为0.05wt％至60wt％。若披覆比例过低，会让磁性导热材料的磁性不足，难以用磁场控制磁性导热材料的排列方向，必需施加高强度或长时间的磁场才能排列磁性导热材料，大幅增加设备成本或制程时间。若披覆比例过高，则导热材料表面的会受较差导热特性的含铁氧化物覆盖范围过大，进而降低磁性导热材料的导热特性。
上述含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属系镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
上述含铁氧化物的其他金属与铁的摩尔比(其他金属摩尔数/铁摩尔数＝x/y)大于0且小于等于80。若其他金属与铁的摩尔比等于0，则磁性导热材料的绝缘性差且介电损失高，会造成导电通路与讯号损失。若其他金属与铁的摩尔比太高，会让磁性导热材料的磁性不足，需施加高强度或长时间的磁场才能排列磁性导热材料，大幅增加设备成本或制程时间。
在本发明一实施例中，上述磁性导热材料的饱和磁化量大于0.03emu/g且小于等于40emu/g。若磁性导热材料的饱和磁化量过低，难以用磁场控制磁性导热材料的排列方向，必需施加高强度或长时间的磁场才能排列磁性导热材料，大幅增加设备成本或制程时间。若磁性导热材料的饱和磁化量过高，相对的含铁氧化物比例增加，则导热材料的表面会受较差导热特性的含铁氧化物覆盖范围过大，进而降低磁性导热材料的导热性。
上述磁性导热材料可用于导热介电层中，经磁场配向后，进一步提升其导热系数。取上述的磁性导热材料(见图1)与树脂15混合后成胶层17，当磁性导热材料的导热化合物粉体11或含铁氧化物13的长轴长度与短轴长度比大于1.1，以外加磁场系统19施加磁场至胶层17，可控制磁性导热材料长轴于磁场方向的分量。接着硬化树脂15，即可得导热介电层，如图2所示。若磁性导热材料的用量过低，则无法有效提升介电层导热性。若磁性导热材料的用量过高，使磁性导热材料不易受磁场配向排列，并且降低导热介电层的机械特性。在本发明一实施例中，树脂可为压克力树脂、环氧树脂、聚酚醚树脂、聚亚酰胺树脂或聚烯烃树脂，且可堆迭成多层结构。
在一实施例中，导热介电层，包括2wt％至90wt％的磁性导热材料与98wt％至10wt％的树脂。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个实施例配合所附图示，作详细说明如下：
实施例
以扫描式电子显微镜(Oxford Instruments)测量导热化合物粉体的长轴长度与短轴长度比，并将上述测量数值列于表1。
实施例1-1至1-31
依表1与表3～4的编号，取各相对应的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液A1-1～A1-31。依表2～4的元素摩尔比例与披覆比例(披覆比例：含铁氧化物占导热化合物粉体的重量百分比，为和表格一致，以下实施例或比较例皆以披覆比例做实验的说明)取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液B1-1～B1-31，将溶液A1-1～A1-31加入相对应下标数字的溶液B1-1～B1-31，以搅拌器混合形成混合液C1-1～C1-31，加热混合液C1-1～C1-31使其稳定于80℃，将氢氧化纳水溶液加入混合液C1-1～C1-31溶液，调整溶液至碱性，搅拌30分钟，升温至800℃后降为室温，分别得磁性导热材料实施例1-1～1-31的样品。取适当量的实施例1-1～1-31的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的实施例1-1～1-31的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。样品以LCR表(E4291B 16453A test fixture)测量样品的介电损失特性，并以扫描式电子显微镜(Oxford Instruments)测量部分样品中含铁氧化物长轴长度与短轴长度比。并将上述测量数值列于表3～4。
实施例2-1至2-3
依表1与表5的编号，取各相对应的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液A2-1～A2-3，依表2与表5的元素摩尔比例与披覆比例取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液B2-1～B2-3，将溶液A2-1～A2-3加入相对应下标数字的溶液B2-1～B2-3以搅拌器混合形成混合液C2-1～C2-3，加热混合液使其稳定于80℃，将氢氧化纳水溶液加入混合液C2-1～C2-3，调整溶液至碱性，搅拌30分钟，升温至800℃后降为室温，分别得磁性导热材料实施例2-1～2-3的样品。取适当量的实施例2-1～2-3的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的实施例2-1～2-3的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY617source meter)测量样品的电阻率。并将上述测量数值列于表5。
实施例3-1至3-2
依表5的编号取各相对应导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液A3-1～A3-2，依表2与表5的元素摩尔比例取各相对应的化学品，分别加入去离子水中形成溶液B3-1～B3-2，分别加热溶液B3-1～B3-2使其稳定于80℃，将氢氧化纳的水溶液分别加入溶液B3-1～B3-2，调整溶液至碱性，搅拌30分钟，分别升温至800℃与1000℃后降为室温，分别得磁性粉末D3-1～D3-2，分别将磁性粉末D3-1～D3-2，加入相对应下标数字的溶液A3-1～A3-2，以搅拌器混合，加入硝酸水溶液，调整溶液至酸性，以搅拌器搅拌30分钟，放入烘箱烘烤至干燥，分别得磁性导热材料(实施例3-1至3-2的样品)。取适当量的实施例3-1～3-2的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的实施例3-1～3-2的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。并将上述测量数值列于表5。
实施例4-1至4-12
依表4-5的编号取各相对应磁性导热材料与表6所列的树脂，依表6的磁性导热材料比例(wt％)混合后，将此混合物涂布成胶层C4-1～C4-12，将于胶层放入磁场强度1.25Tesla的外加磁场系统16，依表6的磁场配向时间进行磁场配向，其外加磁场方向平行于胶层厚度方向，如图2所示，再将胶层放入烘箱烘烤至干燥，得到实施例4-1～4-12的样品。并以热阻及热传导系数测量装置(LW 9389)测量磁配向前后的导热介电层厚度方向的导热系数，以下列算式计算出导热系数磁场配向增加率。导热系数磁场配向增加率＝(磁场配向导热系数-未磁场配向导热系数)/未磁场配向导热系数*100％，上述样品特性测量数值列于表6。实施例4-8中未经磁配向的样品与经磁配向后样品，以扫描式电子显微镜(Hitachi)测得的剖面图分别如图3A和3B所示。
比较例1
取表1与表3的编号3的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液E1，依表2～3的元素摩尔比例与披覆比例取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液F1，将溶液E1加入溶液F1以搅拌器混合形成混合液G1，将混合液并且稳定于80℃，将氢氧化纳水溶液加入混合液G1溶液至碱性，搅拌30分钟，升温至800℃后降为室温，得比较例1样品。取适当量的比较例1的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的比较例1样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。样品以LCR表(E4291B 16453A test fixture)测量样品的介电损失特性，以扫描式电子显微镜(Oxford Instruments)测量样品中含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比。并将上述测量数值列于表3。
比较例2
取编号3的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液E2-1至E2-3，依表2与表4的元素摩尔比例与披覆比例取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液F2-1～F2-3，将溶液E2-1～E2-3与相对应下标数字的溶液F2-1～F2-3以搅拌器混合形成混合液G2-1～G2-3，将混合液G2-1～G2-3加热并且稳定于80℃，将氢氧化纳水溶液加入混合液G2-1～G2-3，调整溶液至碱性，以搅拌器搅拌30分钟，放入烘箱烘烤至干燥得比较例2-1～2-3的样品。取适当量的比较例2-1～2-3的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的比较例2-1～2-3的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。样品以LCR表(E4291B 16453A test fixture)测试夹具测量样品的介电损失特性，以扫描式电子显微镜(Oxford Instruments)测量样品中含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比。并将上述测量数值列于表4。
比较例3
取编号5的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液E3，依表2与表5的元素摩尔比例与披覆比例取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液F3，将溶液F3加入溶液E3，以搅拌器混合形成混合液G3，加热混合液G3并且稳定于80℃，将氢氧化纳的水溶液加入混合液G3，调整溶液至碱性，搅拌30分钟，升温至800℃后降为室温，分别得比较例3的样品。取适当量的比较例3样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取适当量的比较例3的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。并将上述测量数值列于表5。
比较例4
取编号10的导热化合物粉体，加入去离子水中形成溶液E4。依表2与表5的元素摩尔比例取各相对应的化学品，加入去离子水中形成溶液F4，加热溶液F4，使其稳定于80℃，将氢氧化纳的水溶液加入使F4溶液，调整溶液至碱性，搅拌30分钟，升温至800℃后降为室温，分别得磁性粉末G4，将磁性粉末G4，加入G4，以搅拌器混合，加入硝酸水溶液，调整溶液至酸性，以搅拌器搅拌30分钟，放入烘箱烘烤至干燥，得比较例4的样品。取适当量的比较例4的样品，以振动式磁力机(lakeshore MODEL 7304)测量样品的饱和磁化量。取约适当量的比较例4的样品置入模具，并施加压力至模具使混合物成型(直径约10mm，厚度约2mm)。以电表(KEITHLEY 617source meter)测量样品的电阻率。并将上述测量数值列于表5。
比较例5
取比较例3的磁性导热材料与压克力树脂，依表6的磁性导热材料比例(wt％)混合后，将此混合物涂布成胶层E5，将于胶层放入磁场强度1.25Tesla的外加磁场系统16，依表6的磁场配向时间进行磁场配向，其外加磁场方向平行于胶层厚度方向，如图2所示，再将胶层放入烘箱烘烤至干燥，得到比较例5的样品。并以热阻及热传导系数测量装置(LW 9389)测量磁配向前后的导热介电层厚度方向的导热系数，以下列算式计算出导热系数的磁场配向增加率。导热系数磁场配向增加率＝(磁场配向导热系数-未磁场配向导热系数)/未磁场配向导热系数*100％，上述样品特性测量数值列于表6。
由比较例1可知，如在含铁氧化物中添加非本专利范围所包括的其他金属，钡(Ba)、铋(Bi)与锡(Sn)，在与实施例具有相同披覆比例下，其所具有的饱和磁化量太小，因此难以用磁场控制磁性导热材料的排列方向，且其含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比小，则磁性导热材料则无法依特定方向有效导热；由比较例2-1至2-3因含铁氧化物并未添加其他金属，因此电阻率与介电损失高，会造成导电通路与讯号损失。由比较例4可知，当导热填料为石墨时，因导电度太高会造成导电通路而不适用于导热介电层；比较例5为使用导热化合物粉体长轴长度与短轴长度比为1的磁性导热材料(比较例3)，则磁性导热材料则无法依特定方向有效导热，以至于导热系数磁场配向增加率近乎为0。而本发明的实施例中，导热介电层的导热化合物粉体与铁氧化物的长轴长度与短轴长度比大于1.1，且具磁性，因此可藉由施加磁场进行磁场配向，控制磁性导热材料长轴于磁场方向的分量比例(如图3A和3B)，因而增加导热特性，可适合不同的应用领域，例如导热片、光电元件基板、印刷电路基板、或半导体基板、构装材料、封装材料。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (20)
1.一种磁性导热材料，包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于该导热化合物粉体的表面，其中该含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属为镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
2.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该导热化合物粉体的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于120。
3.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该导热化合物粉体的粒径为0.1μm至110μm。
4.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该导热化合物粉体包括氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氮化碳、八面体结构的碳、四面体结构的碳或上述粉体的组合。
5.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该含铁氧化物的其他金属与铁的摩尔比大于0且小于等于80。
6.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该含铁氧化物占该磁性导热材料之重量百分比为0.05wt％至60wt％。
7.如权利要求1所述的磁性导热材料，其中该含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于40。
8.如权利要求1所述的磁性导热材料，其饱和磁化量大于0.03emu/g且小于等于40emu/g。
9.一种导热介电层，包括：磁性导热材料以及树脂，
其中该磁性导热材料，包括：导热化合物粉体；以及含铁氧化物，位于该导热化合物粉体的表面，其中该含铁氧化物为铁与其他金属的氧化物，且其他金属系镍、锌、铜、钴、镁、锰、钇、锂、铝、或上述金属的组合。
10.如权利要求9所述的导热介电层，其中该磁性导热材料占该导热介电层的重量百分比为2wt％至90wt％。
11.如权利要求9所述的导热介电层，其中该导热化合物粉体的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于120。
12.如权利要求9所述的导热介电层，其中该导热化合物粉体的粒径为0.1μm至110μm。
13.如权利要求9所述的导热介电层，其中该导热化合物粉体包括氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氮化碳、八面体结构的碳、四面体结构的碳、或上述粉体的组合。
14.如权利要求9所述的导热介电层，其中该含铁氧化物的其他金属与铁的摩尔比大于0且小于等于80。
15.如权利要求9所述的导热介电层，其中该含铁氧化物占该磁性导热材料的重量百分比为0.05wt％至60wt％。
16.如权利要求9所述的导热介电层，其中该含铁氧化物的长轴长度与短轴长度比大于1.1且小于等于40。
17.如权利要求9所述的导热介电层，其中该磁性导热材料的饱和磁化量大于0.03emu/g且小于等于40emu/g。
18.如权利要求9所述的导热介电层，其中该树脂包括压克力树脂、环氧树脂、聚酚醚树脂、聚亚酰胺树脂、聚烯烃树脂、或上述的组合。
19.如权利要求9所述的导热介电层，其中该磁性导热材料经由加磁场进行磁场配向，以控制磁性导热材料长轴于磁场方向的分量的比例。
20.如权利要求9所述的导热介电层，系应用于导热片、光电元件基板、印刷电路基板、半导体基板、构装材料、或封装材料。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108659536A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-10-16 | 昆山德睿懿嘉电子材料科技有限公司 | 导热材料及其制备方法 |
| CN109957203A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 联茂电子股份有限公司 | 树脂组合物、预浸料、与铜箔基板 |
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| CN114479435A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 昆山科运新型工程材料科技有限公司 | 一种电磁屏蔽导磁高分子合金的制备方法及其产品 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10834854B2 (en) * | 2017-02-28 | 2020-11-10 | Northeastern University | Methods for the manufacture of thermal interfaces, thermal interfaces, and articles comprising the same |
| CN110628310A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 联茂电子股份有限公司 | 多层结构与基板 |
| KR20230024959A (ko) * | 2020-06-15 | 2023-02-21 | 엘지전자 주식회사 | 자성 발열체, 이를 포함하는 유도 가열형 접착제, 및 자성 발열체의 제조 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1528002A (zh) * | 2001-03-21 | 2004-09-08 | 信越化学工业株式会社 | 电磁波吸收导热组合物,热软化电磁波吸收散热片材,和散热施工方法 |
| CN101045858A (zh) * | 2006-03-30 | 2007-10-03 | 丰田合成株式会社 | 高导热性绝缘体及其制造方法 |
| CN103339174A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-10-02 | 日东电工株式会社 | 导热性薄膜及其制造方法 |
| CN103476817A (zh) * | 2011-09-20 | 2013-12-25 | 东海橡塑工业株式会社 | 聚氨酯发泡成型体及其制造方法 |
| CN104194325A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-10 | 中山大学 | 一种导热注塑磁复合材料的制备方法 |
| CN105073683A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-11-18 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 包括取向功能的制品和获得该制品的方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1108605B (de) * | 1954-10-19 | 1961-06-08 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren zur Herstellung von Mangan-Zink-Ferriten |
| NL8601372A (nl) * | 1986-05-29 | 1987-12-16 | Philips Nv | Magnetisch materiaal, magnetisch registratiemedium en werkwijze voor de vervaardiging van een magnetisch materiaal. |
| JP2000191998A (ja) | 1998-12-28 | 2000-07-11 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性接着剤および接着方法ならびに半導体装置 |
| JP2001172398A (ja) | 1999-12-17 | 2001-06-26 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性成形体およびその製造方法 |
| JP2003301048A (ja) | 2002-04-10 | 2003-10-21 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性成形体 |
| JP2004051852A (ja) | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性高分子成形体及びその製造方法 |
| JP4889190B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2012-03-07 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | アクリル系熱伝導性組成物及び熱伝導性シート |
| US20050061496A1 (en) | 2003-09-24 | 2005-03-24 | Matabayas James Christopher | Thermal interface material with aligned carbon nanotubes |
| US7776392B2 (en) | 2005-04-15 | 2010-08-17 | Siemens Energy, Inc. | Composite insulation tape with loaded HTC materials |
| TWI266176B (en) | 2004-08-26 | 2006-11-11 | Via Tech Inc | Power management state control method |
| WO2008013252A1 (en) | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Teijin Limited | Heat conductive adhesive |
| US8277936B2 (en) * | 2008-12-22 | 2012-10-02 | E I Du Pont De Nemours And Company | Hexagonal boron nitride compositions characterized by interstitial ferromagnetic layers, process for preparing, and composites thereof with organic polymers |
| TWI423750B (zh) | 2010-09-24 | 2014-01-11 | Kuang Hong Prec Co Ltd | 非導電性載體形成電路結構之製造方法 |
| JP5619830B2 (ja) | 2011-08-24 | 2014-11-05 | パナソニック株式会社 | 樹脂−反磁性物質複合構造体、その製造方法、およびそれを用いた半導体装置 |
| CN102924923B (zh) | 2012-10-24 | 2014-12-03 | 江苏大学 | 一种高导热磁性金属纤维/硅橡胶复合材料及其制备方法 |
-
2015
- 2015-12-08 TW TW104141059A patent/TWI588251B/zh active
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- 2015-12-31 CN CN201511027071.1A patent/CN106854458B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1528002A (zh) * | 2001-03-21 | 2004-09-08 | 信越化学工业株式会社 | 电磁波吸收导热组合物,热软化电磁波吸收散热片材,和散热施工方法 |
| CN101045858A (zh) * | 2006-03-30 | 2007-10-03 | 丰田合成株式会社 | 高导热性绝缘体及其制造方法 |
| CN103339174A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-10-02 | 日东电工株式会社 | 导热性薄膜及其制造方法 |
| CN103476817A (zh) * | 2011-09-20 | 2013-12-25 | 东海橡塑工业株式会社 | 聚氨酯发泡成型体及其制造方法 |
| CN105073683A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-11-18 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 包括取向功能的制品和获得该制品的方法 |
| CN104194325A (zh) * | 2014-09-17 | 2014-12-10 | 中山大学 | 一种导热注塑磁复合材料的制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109957203A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 联茂电子股份有限公司 | 树脂组合物、预浸料、与铜箔基板 |
| CN109957203B (zh) * | 2017-12-25 | 2021-09-21 | 联茂电子股份有限公司 | 树脂组合物、预浸料、与铜箔基板 |
| CN108659536A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-10-16 | 昆山德睿懿嘉电子材料科技有限公司 | 导热材料及其制备方法 |
| CN110938357A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-31 | 联茂(无锡)电子科技有限公司 | 多层结构以及基板的制造方法 |
| CN114479435A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 昆山科运新型工程材料科技有限公司 | 一种电磁屏蔽导磁高分子合金的制备方法及其产品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| TWI588251B (zh) | 2017-06-21 |
| TW201720907A (zh) | 2017-06-16 |
| US10494556B2 (en) | 2019-12-03 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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