CN111868206A - 凝胶型热界面材料 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种热界面材料，其可用于将热量从发热电子器件(诸如计算机芯片)传送至散热结构(诸如散热器和散热片)。该热界面材料包含至少一种硅油、至少一种催化剂、至少一种具有较大表面积的导热填料、溶剂、至少一种抑制剂以及至少一种交联剂。所述至少一种导热填料减少TIM的油渗漏，并且所述溶剂提高TIM的流速而不抵消导热填料所实现的油渗漏减少。

Description

凝胶型热界面材料
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。
相关技术描述
热界面材料(TIM)被广泛用于耗散来自电子部件(诸如中央处理单元、视频图形阵列、服务器、游戏控制台、智能电话，LED板等)的热量。热界面材料通常用于将过量的热量从电子部件传送至散热器，诸如散热片。
图1中示出了包含热界面材料的典型电子封装结构10。电子封装结构10例示性地包括发热部件(诸如电子芯片12)以及一个或多个散热部件(诸如散热器14和散热片16)。例示性散热器14和散热片包括金属、金属合金或镀金属基板，诸如铜、铜合金、铝、铝合金或镀镍铜。TIM材料(诸如TIM 18和TIM 20)在发热部件和一个或多个散热部件之间提供热连接。电子封装结构10包括连接电子芯片12和散热器14的第一TIM 18。TIM 18通常被称为“TIM1”。电子封装结构10包括连接散热器14和散热片16的第二TIM 20。TIM 20通常被称为“TIM2”。在另一个实施方案中，电子封装结构10不包括散热器14，并且TIM(未示出)将电子芯片12直接连接到散热片16。将电子芯片12直接连接到散热片16的这种TIM通常被称为TIM1.5。
传统的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，诸如不能满足非常小的厚度要求并且难以用于自动化生产。
其他热界面材料包括凝胶产品。凝胶产品可被自动分配以用于大规模生产，并且可形成为期望的形状和厚度。然而，具有良好流动特性的典型凝胶产品可潜在地经历油渗漏(也称为“渗出”)。希望对前述方面加以改进。
发明内容
本公开提供了热界面材料，其可用于将热量从发热电子器件(诸如计算机芯片)传送至散热结构(诸如散热器和散热片)。该热界面材料包含至少一种硅油、至少一种催化剂、至少一种具有相对较大表面积的导热填料、溶剂、至少一种抑制剂以及至少一种交联剂。所述至少一种导热填料减少TIM的油渗漏，并且所述溶剂提高TIM的流速而不抵消导热填料所实现的油渗漏减少。
在一个示例性实施方案中，提供了一种热界面材料。该热界面材料包含具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；至少一种具有大于1.0m2/g的表面积的导热填料；以及高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油。
在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有大于1500Pa.s的粘度。在一个更具体的实施方案中，热界面材料还包含溶剂，所述溶剂具有在60℃和220℃之间的沸点以及在0.2cSt和50cSt之间的粘度。在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有在150Pa.s和650Pa.s之间的粘度。在一个更具体的实施方案中，至少一种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，其中所述第一导热填料为具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，所述第二导热填料为具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，并且所述第三导热填料为具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积的金属氧化物。在一个更具体的实施方案中，第一导热填料具有至少10微米的平均粒度，第二导热填料具有在1微米和10微米之间的平均粒度，并且第三导热填料具有小于1微米的平均粒度。
在一个更具体的实施方案中，热界面材料包含：2重量％至10重量％的低分子量硅油；50重量％至95重量％的至少一种导热填料；以及0.1重量％至5重量％的高分子量硅油；0.1重量％至5重量％的溶剂；0.1重量％至5重量％的偶联剂；0.1重量％至1重量％的交联剂；0.1重量％至5重量％的抑制剂；以及0.1重量％至5重量％的催化剂。在一个更具体的实施方案中，至少一种导热填料包括：25重量％至50重量％的第一导热填料，所述第一导热填料具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积；25重量％至50重量％的第二导热填料，所述第二导热填料具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积；以及25重量％至50重量％的第三导热填料，所述第三导热填料具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积。在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有在150Pa.s和650Pa.s之间的粘度。
在一个实施方案中，提供了一种热界面材料。该热界面材料包含：具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料，其中所述第一导热填料为具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，所述第二导热填料为具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，并且所述第三导热填料为具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积的金属氧化物；以及高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油；以及溶剂，所述溶剂具有在60℃和220℃之间的沸点以及在0.2cSt和50cSt之间的粘度。
在一个更具体的实施方案中，热界面材料包含：2重量％至10重量％的低分子量硅油；25重量％至50重量％的第一导热填料，所述第一导热填料具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积；25重量％至50重量％的第二导热填料，所述第二导热填料具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积；以及25重量％至50重量％的第三导热填料，所述第三导热填料具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积；0.1重量％至5重量％的高分子量硅油；0.1重量％至5重量％的溶剂；0.1重量％至5重量％的偶联剂；0.1重量％至1重量％的交联剂；0.1重量％至5重量％的抑制剂；以及0.1重量％至5重量％的催化剂。在一个更具体的实施方案中，低分子量硅油包括乙烯基官能硅油，并且高分子量硅油为具有2,000,000cSt的运动粘度的乙烯基硅油。在一个更具体的实施方案中，第一导热填料具有至少10微米的平均粒度，第二导热填料具有在1微米和10微米之间的平均粒度，并且第三导热填料具有小于1微米的平均粒度。在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有在1mm和5mm之间的渗出痕迹值以及在20g/min和50g/min之间的流速。在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有在150Pa.s和650Pa.s之间的粘度。
在一个实施方案中，提供了一种电子部件。该电子部件包括：散热片；电子芯片；定位在散热片和电子芯片之间的热界面材料，所述热界面材料包含：具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；至少一种具有大于1.0m2/g的表面积的导热填料；以及高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油。
在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有大于1500Pa.s的粘度。在一个更具体的实施方案中，电子部件还包含溶剂，所述溶剂具有在60℃和220℃之间的沸点以及在0.2cSt和50cSt之间的粘度。在一个更具体的实施方案中，热界面材料具有在150Pa.s和650Pa.s之间的粘度。在一个更具体的实施方案中，至少一种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，其中所述第一导热填料为具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，所述第二导热填料为具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，并且所述第三导热填料为具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积的金属氧化物。
在一个更具体的实施方案中，电子部件还包括定位在散热片和电子芯片之间的散热器，其中第一表面层与电子芯片的表面接触，并且第二表面层与散热器接触。在一个更具体的实施方案中，电子部件还包括定位在散热片和电子芯片之间的散热器，其中第一表面层与散热器的表面接触，并且第二表面层与散热片接触。
附图说明
通过参考结合附图对本发明的实施方案的以下描述，本公开的上述和其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明显并且将更好地理解本发明本身，其中：
图1示意性地示出了典型电子封装结构；
图2涉及与油渗出测试相关的比较例1，并且示出在油渗出测试之后由比较例1形成的样品；
图3A涉及实施例1，并且示出在油渗出测试之后由实施例1形成的样品；
图3B涉及实施例1，并且示出在油渗出测试之后由实施例1形成的样品的背面；
图4为示出根据本公开的制备热界面材料的方法的流程图；并且
图5示出了根据本公开的实施方案的分配器装置。
在几个视图中，对应的标引字符表示对应的部分。本文提出的例证示出了本发明的示例性实施方案，并且此类例证不应理解为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
A.热界面材料
本发明涉及一种可用于将热量从电子部件传送出去的热界面材料(TIM)。在一个示例性实施方案中，TIM包含至少一种硅油、至少一种催化剂、至少一种具有相对较大表面积的导热填料、溶剂、至少一种抑制剂以及至少一种交联剂。所述至少一种导热填料减少TIM的油渗漏，并且所述溶剂提高TIM的流速而不抵消导热填料所实现的油渗漏减少。
1.硅油
a.一般描述
本发明提供了用于TIM材料的基质，该TIM材料包含至少一种低分子量硅油以及至少一种高分子量硅油。硅油包含被催化剂交联的一个或多个可交联基团，诸如乙烯基、氢化物、羟基和丙烯酸酯官能团。在一个实施方案中，一种或多种硅油包括第一硅油和第二硅油，其中第一硅油为乙烯基官能硅油，并且第二硅油为氢化物官能硅油。硅油润湿导热填料并形成用于TIM的可分配流体。
在一个示例性实施方案中，硅油包括硅橡胶，诸如购自信越公司(Shin-Etsu)的KE系列产品，诸如购自蓝星公司(Bluestar)的
Figure BDA0002682331290000051
诸如购自瓦克公司(Wacker)的
Figure BDA0002682331290000052
Figure BDA0002682331290000053
和
Figure BDA0002682331290000054
诸如购自迈图公司(Momentive)的
Figure BDA0002682331290000055
诸如购自道康宁公司(Dow Corning)的Dow
Figure BDA0002682331290000056
Figure BDA0002682331290000057
和
Figure BDA0002682331290000058
诸如购自斯瑰尔思康公司(Square Silicone)的
Figure BDA0002682331290000059
诸如购自安必亚特种有机硅公司(AB specialtySilicones)的
Figure BDA00026823312900000510
其他聚硅氧烷购自瓦克公司(Wacker)、信越公司(Shin-etsu)、道康宁公司(Dowcoring)、迈图公司(Momentive)、蓝星公司(Bluestar)、润禾公司(RUNHE)、安必亚特种有机硅公司(AB Specialty Silicones)、盖尔斯公司(Gelest)和联合化学技术公司(United Chemical Technologies)。
b.低分子量硅油
1.乙烯基官能硅油
TIM包含如通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测量的低重均分子量硅油。低分子量硅油润湿导热填料以形成用于TIM的可分配流体。示例性低分子量硅油可包括具有如下所示通式的乙烯基硅油：
Figure BDA0002682331290000061
示例性低分子量乙烯基硅油还可包含少量铂催化剂。
乙烯基官能硅油包含具有Si-CH＝CH2基团的有机硅组分。示例性乙烯基官能硅油包括乙烯基封端的硅油、以及其中Si-CH＝CH2基团接枝到聚合物链上的乙烯基接枝的硅油、以及它们的组合。
示例性乙烯基封端的硅油包括乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，诸如DMS-V00(重均分子量(Mw)为186道尔顿)、DMS-V03(Mw为约500道尔顿)、DMS-V05(Mw为约800道尔顿)、DMS-V21(Mw为约6,000道尔顿)、DMS-V22(Mw为约9400道尔顿)、DMS-V25(Mw为约17,200道尔顿)、DMS-V25R(Mw为约17,200道尔顿)、DMS-V35(Mw为约49,500道尔顿)、DMS-V35R(Mw为约49,500道尔顿)，它们各自购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。示例性乙烯基封端的硅油包括乙烯基封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，诸如PDV-0325(Mw为约15,500道尔顿)、PDV-0331(Mw为约27,000道尔顿)、PDV-0525(Mw为约14,000道尔顿)、PDV-1625(Mw为约9,500道尔顿)、PDV-1631(Mw为约19,000道尔顿)、PDV-2331(Mw为约12,500道尔顿)，它们各自购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。示例性乙烯基封端的硅油包括乙烯基封端的聚苯基甲基硅氧烷，诸如购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)的PMV-9925(Mw为约2000-3000道尔顿)。示例性乙烯基封端的硅油包括乙烯基封端的二乙基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，诸如购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)的EDV-2025(Mw为约16,500-19,000道尔顿)。
示例性乙烯基接枝的硅油包括乙烯基甲基硅氧烷均聚物，诸如VMS-005(Mw为约258-431道尔顿)、VMS-T11(Mw为约1000-1500道尔顿)，两者均购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。示例性乙烯基接枝的硅油包括乙烯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，诸如三甲基甲硅烷氧基封端的硅油、硅醇封端的硅油和乙烯基封端的硅油。
在一个示例性实施方案中，乙烯基接枝的硅油为乙烯基甲基硅氧烷三元共聚物，包括乙烯基甲基硅氧烷-辛基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷三元共聚物诸如VAT-4326(Mw为约10,000-12,000道尔顿)、或乙烯基甲基硅氧烷-甲氧基聚乙烯氧丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷三元共聚物诸如VBT-1323(Mw为约8,000-12,000道尔顿)、或乙烯基甲基硅氧烷-苯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷(Mw为约2,500-3,000道尔顿)；它们各自购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。
在一个示例性实施方案中，乙烯基官能硅油包括乙烯基T树脂或乙烯基Q树脂。
在一个示例性实施方案中，硅油为乙烯基官能油，诸如购自润禾公司(RUNHE)的RH-Vi303、RH-Vi301，诸如购自安必亚特种有机硅公司(AB specialty Silicones)的
Figure BDA0002682331290000071
VS 200、
Figure BDA0002682331290000072
VS 1000。
示例性低分子量硅油的重均分子量(Mw)可低至50道尔顿、500道尔顿、1000道尔顿，高至5000道尔顿、10,000道尔顿、50,000道尔顿，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如在50道尔顿至50,000道尔顿、500道尔顿至50,000道尔顿、或1,000道尔顿至50,000道尔顿之间。
如根据ASTM D445所测量，示例性低分子量硅油的运动粘度可低至0.5cSt、5cSt、100cSt，高至5,000cSt、10,000cSt、50,000cSt，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.5cSt至50,000cSt、5cSt至10,000cSt、或100cSt至5,000cSt。在一个示例性实施方案中，示例性低分子量硅油是运动粘度为1,000cSt的低分子量乙烯基硅油。在另一个示例性实施方案中，示例性低分子量硅油是运动粘度高于1,500cSt的低分子量乙烯基硅油。
基于TIM的总重量计，TIM包含一种或多种如下量的低分子量硅油：低至0.1重量％、0.5重量％、0.67重量％、1重量％，高至3重量％、5重量％、10重量％、20重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至15重量％、0.1重量％至10重量％、或0.67重量％至10重量％。
c.高分子量硅油
TIM包含如通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测量的高分子量硅油。高分子量硅油起到防止热循环期间TIM破裂的作用。示例性高分子量硅油可包括具有如下所示通式的乙烯基硅油，其类似于上述低分子量硅油：
Figure BDA0002682331290000081
乙烯基官能硅油包含具有Si-CH＝CH2基团的有机硅组分。示例性乙烯基官能硅油包括乙烯基封端的硅油、以及其中Si-CH＝CH2基团接枝到聚合物链上的乙烯基接枝的硅油、以及它们的组合。
示例性乙烯基封端的硅油包括乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，诸如DMS-V41(Mw为约62,700道尔顿)、DMS-V42(Mw为约72,000道尔顿)、DMS-V46(Mw为约117,000道尔顿)、DMS-V51(Mw为约140,000道尔顿)和DMS-V52(Mw为约155,000道尔顿)，它们各自购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。
示例性乙烯基接枝的硅油包括乙烯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，诸如三甲基甲硅烷氧基封端的硅油、硅醇封端的硅油和乙烯基封端的硅油。
在一个示例性实施方案中，乙烯基接枝的硅油是乙烯基甲基硅氧烷三元共聚物。在一个示例性实施方案中，乙烯基官能硅油包括乙烯基T树脂或乙烯基Q树脂。
另一个示例性高分子量硅油可包括具有有机硅组分和Si-H基团的氢化物官能硅油。示例性氢化物官能硅油包括氢化物封端的硅油、其中Si-H基团接枝到聚合物链上的氢化物接枝的硅油、以及它们的组合。
在一个示例性实施方案中，氢化物封端的硅油是氢化物封端的聚二甲基硅氧烷，诸如购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)的DMS-H41(Mw为约62,700道尔顿)。在一个示例性实施方案中，氢化物封端的硅油是甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，诸如三甲基甲硅烷氧基封端的或氢化物封端的。示例性三甲基甲硅烷氧基封端的共聚物包括购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)的HMS-064(Mw为约60,000-65,000道尔顿)。
示例性低分子量硅油的重均分子量(Mw)可低至100,000道尔顿、300,000道尔顿、500,000道尔顿，高至1,000,000道尔顿、10,000,000道尔顿、100,000,000道尔顿，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如100,000道尔顿至100,000,000道尔顿、300,000道尔顿至10,000,000道尔顿、或500,000道尔顿至1,000,000道尔顿。
如根据ASTM D445所测量，示例性高分子量硅油的运动粘度可低至10,000cSt、20,000cSt、100,000cSt，高至1,000,000cSt、10,000,000cSt、100,000,000cSt，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如10,000cSt至100,000,000cSt、20,000cSt至10,000,000cSt、或100,000cSt至1,000,000cSt。在一个示例性实施方案中，示例性高分子量硅油是运动粘度为2,000,000cSt的高分子量乙烯基硅油。
基于TIM的总重量计，TIM可包含一种或多种如下量的高分子量硅油：低至0.01重量％、0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、0.67重量％、0.75重量％，高至1重量％、1.5重量％、2重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至5重量％、0.1重量％至1重量％、或0.25重量％至0.67重量％。在一个示例性实施方案中，TIM包含约1.5重量％的量的高分子量硅油。
2.催化剂
TIM还包含一种或多种用于催化加成反应的催化剂。示例性催化剂包括含铂材料和含铑材料。示例性含铂催化剂可具有如下所示的通式：
Figure BDA0002682331290000091
示例性含铂催化剂包括：铂环乙烯基甲基硅氧烷络合物(Ashby Karstedt催化剂)、铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷络合物(Ossko催化剂)、铂二乙烯基四甲基二硅氧烷二甲基富马酸酯络合物、铂二乙烯基四甲基二硅氧烷二甲基马来酸酯络合物等。示例性的铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷络合物包括SIP6829.2，示例性的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物包括SIP6830.3和SIP6831.2，示例性的铂环乙烯基甲基硅氧烷络合物包括SIP6833.2，它们全部购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。另外的示例性含铂材料催化剂包括购自瓦克化学公司(Wacker Chemie AG)的Catalyst OL，以及购自联合化学技术公司(United ChemicalTechnologies Inc)的PC065、PC072、PC073、PC074、PC075、PC076、PC085、PC086、PC087、PC088。
示例性含铑材料包括三(二丁基硫醚)三氯化铑，产品代码为INRH078，购自盖尔斯公司(Gelest，Inc)。
不希望受到任何特定理论的束缚，据信铂催化剂与乙烯基硅油和含氢硅油反应，如下所示。
Figure BDA0002682331290000101
基于硅油的总重量计，TIM可包含一种或多种如下量的催化剂：低至5ppm、10ppm、15ppm、20ppm，高至25ppm、30ppm、40ppm、50ppm、100ppm、200ppm、500ppm、1000ppm，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如10ppm至30ppm、20ppm至100ppm、或5ppm至500ppm。
在一个示例性实施方案中，以与一种或多种硅油的混合物的形式提供催化剂。在一个示例性实施方案中，将含铂材料催化剂与官能硅油混合，诸如购自信越公司(Shin-Etsu)的KE-1012-A、KE-1031-A、KE-109E-A、KE-1051J-A、KE-1800T-A、KE1204A、KE1218A，诸如购自蓝星公司(Bluestar)的
Figure BDA0002682331290000102
RT Gel 4725SLD A，诸如购自瓦克公司(Wacker)的
Figure BDA0002682331290000111
612A、
Figure BDA0002682331290000112
LR 3153A、
Figure BDA0002682331290000113
LR3003A、
Figure BDA0002682331290000114
LR 3005A、
Figure BDA0002682331290000115
961A、
Figure BDA0002682331290000116
927A、
Figure BDA0002682331290000117
205A、
Figure BDA0002682331290000118
2440，诸如购自迈图公司(Momentive)的
Figure BDA0002682331290000119
LSR 2010A，诸如购自道康宁公司(Dow Corning)的
Figure BDA00026823312900001110
RBL-9200 A、
Figure BDA00026823312900001111
RBL-2004A、
Figure BDA00026823312900001112
RBL-9050 A、
Figure BDA00026823312900001113
RBL-1552 A、
Figure BDA00026823312900001114
FL 30-9201 A、
Figure BDA00026823312900001115
9202 A、
Figure BDA00026823312900001116
9204 A、
Figure BDA00026823312900001117
9206 A、
Figure BDA00026823312900001118
184A、Dow
Figure BDA00026823312900001119
QP-1 A、Dow
Figure BDA00026823312900001120
C6 A、Dow
Figure BDA00026823312900001121
CV9204 A。
基于TIM的总重量计，TIM可包含如下量的催化剂：低至0.01重量％、0.1重量％、0.2重量％，高至0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.01重量％至0.5重量％、0.01重量％至0.4重量％、或0.01重量％至0.3重量％。在一个示例性实施方案中，TIM包含约0.01重量％的量的催化剂。在另一个示例性实施方案中，TIM包含约0.3重量％的量的催化剂。
在另一个实施方案中，将含铂材料催化剂与高分子量乙烯基官能硅油混合。
3.导热填料
TIM包含一种或多种导热填料。导热填料提供导热材料以通过热界面材料传导热量。示例性导热填料包括金属、合金、非金属、金属氧化物和陶瓷、以及它们的组合。金属包括但不限于铝、铜、银、锌、镍、锡、铟和铅。非金属包括但不限于碳、石墨、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、氮化硼和氮化硅。金属氧化物或陶瓷包括但不限于氧化铝(铝氧化物)、氮化铝、氮化硼、氧化锌和氧化锡。
基于TIM的总重量计，TIM可包含一种或多种如下量的导热填料：低至10重量％、20重量％、25重量％、50重量％，高至75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、97重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如10重量％至95重量％、20重量％至95重量％、或25重量％至90重量％。
示例性导热填料的平均粒度可低至0.1微米、1微米、10微米，高至50微米、75微米、100微米，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1微米至100微米、0.1微米至75微米、或0.1微米至50微米。
如通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)程序、ASTM C1274-2012或ASTM B922-2010所测量，示例性导热填料的表面积可低至0.10m2/g、0.50m2/g、1.0m2/g，高至5.0m2/g、7.0m2/g、8.5m2/g、10.0m2/g，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1m2/g至0.5m2/g、0.10m2/g至10.0m2/g、或0.10m2/g至8.5m2/g。在一个示例性实施方案中，示例性导热填料具有0.15m2/g的表面积。在另一个实施方案中，示例性导热填料具有1.1m2/g的表面积。在又一个示例性实施方案中，示例性导热填料具有7.6m2/g的表面积。
不希望受到特定理论的束缚，据信TIM中使用的较高表面积导热填料控制TIM的油渗出，因为此类高表面积填料降低热凝胶的流速(即，更粘稠)。此外，较大表面积填料可吸收油分子，并且由于与吸收相关的分子间力，油不能从TIM自由流动，从而减少油渗出。此外，使用较小填料导致填料之间的短距离并且在TIM内形成毛细管网络。毛细管网络吸收油并因此减少油渗出。
在一个示例性实施方案中，TIM可包括第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料，其中第一导热填料的表面积低至0.1m2/g、0.2m2/g、0.5m2/g，高至0.6m2/g、0.8m2/g、1.0m2/g，或者在它们之间限定的任意范围内，第二导热填料的表面积低至0.5m2/g、0.7m2/g、0.9m2/g，高至1.5m2/g、1.7m2/g、2.0m2/g，或者在它们之间限定的任意范围内，并且第三导热填料的表面积低至5.0m2/g、6.0m2/g、7.0m2/g，高至8.0m2/g、9.0m2/g、10.0m2/g，或者在它们之间的任意范围内。
在一个示例性实施方案中，相对于总TIM组合物，TIM包含如下量的第一导热填料：低至20重量％、25重量％、30重量％，高至45重量％、50重量％、60重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如20重量％至60重量％、25重量％至50重量％、或30重量％至45重量％。第一导热填料的平均粒度低至10微米、35微米、40微米，高至45微米、50微米、60微米，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如10微米至60微米、10微米至50微米、或10微米至45微米。第一导热填料的表面积低至0.1m2/g、0.2m2/g、0.5m2/g，高至0.6m2/g、0.8m2/g、1.0m2/g，或者在它们之间限定的任意范围内，诸如0.1m2/g至1.0m2/g、0.1m2/g至0.8m2/g、或0.1m2/g至0.6m2/g。
相对于总TIM组合物，示例性TIM还可包含如下量的第二导热填料：低至20重量％、25重量％、30重量％，高至45重量％、50重量％、60重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如20重量％至60重量％、25重量％至50重量％、或25重量％至45重量％。第二导热填料的平均粒度低至1微米、3微米、5微米，高至10微米、15微米、20微米，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如1微米至20微米、3微米至15微米、或5微米至15微米。第二导热填料的表面积低至0.5m2/g、0.7m2/g、0.9m2/g，高至1.5m2/g、1.7m2/g、2.0m2/g，或者在它们之间限定的任意范围内，诸如0.5m2/g至2.0m2/g、0.7m2/g至1.7m2/g、或0.9m2/g至1.5m2/g。
相对于总TIM组合物，示例性TIM还包含如下量的第三导热填料：低至20重量％、25重量％、30重量％，高至45重量％、50重量％、60重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如20重量％至60重量％、25重量％至50重量％、或30重量％至45重量％。第三导热填料的平均粒度低至0.1微米、0.3微米、0.5微米，高至1微米、1.5微米、2微米，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1微米至2微米、0.3微米至1.5微米、或0.5微米至1微米。第三导热填料的表面积低至5.0m2/g、6.0m2/g、7.0m2/g，高至8.0m2/g、9.0m2/g、10.0m2/g，或者在它们之间限定的任意范围内，诸如5.0m2/g至10m2/g、6.0m2/g至9.0m2/g、或7.0m2/g至8.0m2/g。
示例性TIM可包含单一导热填料，其中单一导热填料为如本文所述的第一导热填料、第二导热填料或第三导热填料中的一者。在另一个示例性TIM中，TIM包含第一导热填料和第二导热填料，其中第一导热填料和第二导热填料为如本文所述的第一导热填料和第二导热填料、第一导热填料和第三导热填料、或第二导热填料和第三导热填料。在另外的示例性TIM中，TIM包含如本文所述的第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料。
示例性导热填料包括氧化铝。
4.加成抑制剂
TIM包含一种或多种用于抑制或限制硅油交联的加成抑制剂。加成抑制剂与催化剂形成络合物以使硅油的反应停止。加成抑制剂包含至少一种炔基化合物，并且任选地，加成抑制剂还包含多乙烯基官能聚硅氧烷。
示例性加成抑制剂包括炔醇，诸如1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、2-乙炔基异丙醇、2-乙炔基-丁烷-2-醇和3，5-二甲基-1-己炔-3-醇；甲硅烷基化炔醇，诸如三甲基(3，5-二甲基-1-己炔-3-氧基)硅烷、二甲基-双(3-甲基-1-丁炔-氧基)硅烷、甲基乙烯基双(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)硅烷和((1，1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲基硅烷；不饱和羧酸酯，诸如马来酸二烯丙酯、马来酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二烯丙酯和马来酸双-2-甲氧基-1-甲基乙酯、马来酸单辛酯、马来酸单异辛酯、马来酸单烯丙酯、马来酸单甲酯、富马酸单乙酯、富马酸单烯丙酯、马来酸2-甲氧基-1-甲基乙酯；富马酸酯/醇混合物，诸如其中醇选自苄醇或1-辛醇和乙炔基环己基-1-醇的混合物；共轭烯炔，诸如2-异丁基-1-丁烯-3-炔、3，5-二甲基-3-己烯-1-炔、3-甲基-3-戊烯-1-炔、3-甲基-3-己烯-1-炔、1-乙炔基环己烯、3-乙基-3-丁烯-1-炔和3-苯基-3-丁烯-1-炔；乙烯基环硅氧烷，诸如I，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷，以及共轭烯炔和乙烯基环硅氧烷的混合物。在一个示例性实施方案中，加成抑制剂选自2-甲基-3-丁炔-2-醇或3-甲基-1-戊炔-3-醇。
在一些示例性实施方案中，加成抑制剂还包括多乙烯基官能聚硅氧烷。示例性多乙烯基官能聚硅氧烷是乙炔基环己醇中的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，诸如购自瓦克化学公司(Wacker Chemie AG)的Pt抑制剂88。不希望受到任何特定理论的束缚，据信铂催化剂与乙炔基环己醇和乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷形成络合物，如下所示。
Figure BDA0002682331290000151
据信络合物的形成降低了室温下的催化剂活性，并因此保持了TIM的可分配性和润湿性。在较高的固化步骤温度下，Pt会从络合物中释放出来，并且有助于乙烯基官能硅油和氢化物官能硅油的氢化硅烷化，提供对“交联”的更好地控制。
在一些示例性实施方案中，基于TIM的总重量计，TIM可包含一种或多种如下量的加成抑制剂：低至0.01重量％、0.02重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.15重量％，高至0.2重量％、0.25重量％、0.3重量％、0.5重量％、1重量％、3重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.01重量％至1重量％、0.01重量％至0.5重量％、或0.01重量％至3重量％。在一个示例性实施方案中，TIM包含0.1重量％的量的加成抑制剂。在另一个示例性实施方案中，TIM包含0.01重量％的量的加成抑制剂。
不希望受到任何特定理论的束缚，据信在不存在加成抑制剂的情况下，基于加成氢化硅烷化机制，乙烯基官能硅油与氢化物官能硅油非常迅速地反应，以形成不能通过典型方法自动分配的固相。
在一个示例性实施方案中，将加成抑制剂与官能硅油混合，诸如购自信越公司(Shin-Etsu)的KE-1056、KE-1151、KE-1820、KE-1825、KE-1830、KE-1831、KE-1833、KE-1842、KE-1884、KE-1885、KE-1886、FE-57、FE-61，诸如购自道康宁公司(Dow Corning)的
Figure BDA0002682331290000152
7395、
Figure BDA0002682331290000153
7610、
Figure BDA0002682331290000154
7817、
Figure BDA0002682331290000155
7612、
Figure BDA0002682331290000156
7780。
5.偶联剂
在示例性实施方案中，热凝胶包含一种或多种偶联剂，这些偶联剂起到与填料和硅油的聚合物基质两者相互作用的作用，以促进这两种材料的界面处的强粘结。这有助于分离填料颗粒聚集体并将填料颗粒分散到聚合物基质中，使导热填料更好地粘附到多元醇聚合物基质。示例性偶联剂包括硅烷偶联剂和有机金属化合物，诸如包括钛酸盐偶联剂和锆酸盐偶联剂。示例性硅烷偶联剂包括具有脂族基团的硅烷偶联剂。示例性偶联剂包括2，2(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合，三(二辛基)焦磷酸根合-O钛IV；2-丙醇根合，三(二辛基)-焦磷酸根合-O)钛IV与1摩尔亚磷酸二异辛酯的加合物；双(二辛基)焦磷酸根合-O，氧代乙二醇根合钛IV(加合)双(二辛基)(氢)亚磷酸酯-O；双(二辛基)焦磷酸根合-O，乙二醇根合钛IV(加合)双(二辛基)氢亚磷酸酯；2，2(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合，三(二异辛基)焦磷酸根合-O锆IV；2，2-双(2-丙烯醇根合甲基)丁醇根，环二[2，2-(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合]，焦磷酸根合-O，O锆IV和十六烷基三甲氧基硅烷。在另一个示例性实施方案中，偶联剂为购自肯里奇化学公司(Kenrich Chemical Company)的KR-TTS。
在一些示例性实施方案中，基于热界面材料的总重量计，热凝胶包含一种或多种如下量的偶联剂：低至0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％，高至0.5重量％、1.0重量％、1.5重量％、2.0重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至2.0重量％、0.2重量％至1.5重量％、或0.3重量％至0.5重量％。
6.交联剂
在示例性实施方案中，TIM包含交联剂以使得能够在硅油之间交联。示例性交联剂包括含氢硅油。示例性交联剂包括Andisil XL-1B、Andisil XL-10、Andisil XL-11、Andisil XL 12、Andisil XL-13和Andisil XL-17。
在一些示例性实施方案中，基于热凝胶的总重量计，TIM包含一种或多种如下量的交联剂：低至0.10％、0.20重量％、0.30重量％，高至0.4重量％、0.60重量％、0.70重量％、1.0重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.10重量％至1.0重量％、0.20重量％至0.70重量％、或0.30重量％至0.60重量％。
7.溶剂
在示例性实施方案中，TIM包含溶剂以提高TIM的流速。示例性溶剂包括：烃类溶剂诸如甲苯、二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、均三甲苯、溶剂石脑油H、溶剂石脑油A、Isopar H以及其他石蜡油和异链烷烃流体、烷类诸如戊烷、己烷、异己烷、庚烷、壬烷、辛烷、十二烷、2-甲基丁烷、十六烷、十三烷、十五烷、环戊烷、2，2，4-三甲基戊烷、石油醚、卤代烃诸如氯代烃、硝化烃、苯、1，2-二甲基苯、1，2，4-三甲基苯、矿油精、煤油、异丁基苯、甲基萘、乙基甲苯、轻石油。
示例性溶剂的沸点温度低至60℃、90℃、110℃，高至130℃、180℃、220℃，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如60℃至220℃、90℃至180℃、或110℃至130℃。
示例性溶剂的粘度低至0.2cSt、1cSt、2cSt，高至5cSt、10cSt、50cSt，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.2cSt至50cSt、1cSt至10cSt、或2cSt至5cSt。
在一些示例性实施方案中，基于制剂的总重量计，热界面材料可包含一种或多种如下量的溶剂：低至0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％，高至5重量％、10重量％、20重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至20重量％、0.1重量％至10重量％、或0.1重量％至5重量％。
6.热界面材料的示例性制剂
在第一非限制性例示性实施方案中，TIM包含：第一低分子量硅油，其低至2重量％、3重量％、4重量％，高至8重量％、9重量％、10重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约2重量％至约10重量％；高分子量硅油，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；偶联剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；交联剂，其低至0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％，高至0.8重量％、0.9重量％、1.0重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约1重量％；催化剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；抑制剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；第一导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；第二导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；第三导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；以及溶剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％。
在第二非限制性例示性实施方案中，TIM包含：第一低分子量硅油，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至13重量％、14重量％、15重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约15重量％；高分子量硅油，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；第一导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；第二导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；第三导热填料，其低至25重量％、30重量％、35重量％，高至40重量％、45重量％、50重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约25重量％至约50重量％；加成抑制剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％；加成催化剂，其低至0.1重量％、1重量％、2重量％，高至3重量％、4重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约5重量％，以及交联剂，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约0.1重量％至约1重量％。
7.热界面材料的示例性特性
在一些示例性实施方案中，如上所述的热界面材料具有优异的抗油渗出性，同时提高TIM的流速。油渗出是油从TIM渗漏的距离，并且通常被理解为与热界面材料的粘度负相关。也就是说，通常TIM的粘度越大，TIM的油渗出越少。
示例性热界面材料为可固化的，以形成与电子部件一起使用的实心垫。例如，示例性热界面材料在室温下的固化时间短至1小时、5小时、24小时，长至2天、3天、5天，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如在1小时和5天之间、在5小时和3天之间、或在24小时和1天之间。较高的温度将加速示例性热界面材料的固化时间。例如，当环境温度为100℃时，示例性热界面材料的固化时间在1分钟和30分钟之间。
示例性热界面材料的厚度低至0.03mm、0.05mm、0.07mm，高至0.1mm、0.5mm、1mm，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.03mm至1mm、0.05mm至0.5mm、或0.07mm至0.1mm。
在23℃和10s-1的剪切速率下，无上述添加溶剂的示例性热界面材料的粘度低至1000Pa.s、1500Pa.s、2000Pa.s，高至2500Pa.s、3000Pa.s、3500Pa.s，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如在1000Pa.s和3500Pa.s之间、在1500Pa.s和3000Pa.s之间、或在2000Pa.s和2500Pa.s之间。
在25℃和10s-1的剪切速率下，含上述添加溶剂的示例性热界面材料的粘度低至150Pa.s、200Pa.s、250Pa.s、300Pa.s，高至500Pa.s、550Pa.s、600Pa.s、650Pa.s，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如在150Pa.s和650Pa.s之间、或在200Pa.s和600Pa.s之间。
示例性TIM的渗出值低至0.25mm、0.50mm、1.0mm，高至1.25mm、1.40mm、1.50mm，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.25mm至1.50mm、0.50mm至1.40mm、或1.0mm至1.25mm。
示例性TIM的流速低至20g/min、25g/min、30g/min，高至35g/min、40g/min、50g/min，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如20g/min至50g/min、25g/min至40g/min、或30g/min至35g/min。
B.形成热界面材料的方法
在一些示例性实施方案中，通过在高速混合器中混合除溶剂外的单个组分并使组合物共混在一起来制备TIM。然后可在不进行烘烤的情况下将共混组合物直接施用于基板。
更具体地，参考图4，示出了形成TIM 100的示例性方法。在步骤102，打开水冷却系统/反应容器，并且在混合下添加高分子量硅油、低分子量硅油、抑制剂、催化剂和交联剂。在示例性实施方案中，将混合物以30转/分钟(rpm)混合10分钟。然后，在步骤104，在混合下添加第一导热填料。在示例性实施方案中，将混合物以10转/分钟(rpm)混合5分钟。在步骤106，在混合下添加第二导热填料。在示例性实施方案中，将混合物以10转/分钟(rpm)混合10分钟。在步骤108，在混合下添加第三导热填料的一部分。在示例性实施方案中，添加第三导热填料的一半，并且将混合物以10转/分钟(rpm)混合10分钟。在步骤110，在混合下添加第三导热填料的剩余部分。在示例性实施方案中，添加第三导热填料的第二半，并且将混合物以10转/分钟(rpm)混合10分钟并以54rpm混合1小时。
在步骤112，向反应容器添加溶剂并继续混合。在示例性实施方案中，添加第三导热填料的一半，并且将混合物以10转/分钟(rpm)混合30分钟。在步骤114，开启反应容器的真空机并继续混合。在示例性实施方案中，将混合物以54转/分钟(rpm)混合30分钟。在步骤116，关停真空机并将混合物传送至排放器。最后，在步骤118，开启真空机以移除TIM中的空气，然后关停真空机并将所得材料压缩到注射器50(图5)中。
C.利用热界面材料的应用
再次参考图1，在一些示例性实施方案中，热界面材料作为TIM 18定位在电子部件12和散热器14之间，如TIM 18所示。在一些示例性实施方案中，热界面材料作为TIM 2定位在散热器14和散热片16之间，如TIM 20所示。在一些示例性实施方案中，热界面材料作为TIM 1.5(未示出)定位在电子部件12和散热片16之间。
实施例
实施例1
根据表1中提供的制剂制备热界面材料(实施例1)。然后将实施例1的特性与比较实施例1(比较例1)的特性进行比较。比较例1也为具有Al2O3填料且未完全固化的有机硅类TIM。
表1：实施例1的制剂(重量％)
<u>组分</u> <u>重量％</u>
低MW硅油 5.9
高MW硅油 1.5
硅烷偶联剂 0.3
含氢硅油 0.6
加成铂催化剂 0.3
加成抑制剂 0.1
导热填料A 30
导热填料B 27
导热填料C 34
挥发性溶剂 0.3
在实施例1中，低分子量(MW)硅油为具有乙烯基官能团的低分子量液体硅油。低MW硅油的分子量低于50,000道尔顿。高MW硅油具有大于100,000道尔顿的分子量。所用硅烷偶联剂为十六烷基三甲氧基硅烷。
此外，含氢硅油用作交联剂，并且该交联剂为购自安必亚特种有机硅南通有限公司(AB Specialty silicones Nantong Co.，Ltd.)的Andisil XL 12。催化剂为购自瓦克化学公司(Wacker Chemie AG)的加成铂催化剂，并且加成抑制剂为购自瓦克化学公司(Wacker Chemie AG)的Pt抑制剂88。导热填料A包括粒径为约10微米的氧化铝颗粒。导热填料B包括粒径为约5微米的氧化铝颗粒，并且导热填料C包括粒径为约0.6微米的氧化铝颗粒。导热填料A-C中所有颗粒的表面积为约1.25m2/g。最后，所用溶剂为购自Multisol有限公司(Multisol limited)的Isopar H。
为了制备实施例1的制剂，混合除挥发性溶剂外的有机组分并用高速混合器共混。然后添加导热填料，随后使混合物共混。最后，添加挥发性溶剂并再次共混，从而得到实施例1的制剂。
然后将该制剂填充到连接到自动分配器工具52的10立方厘米注射器50(图5)中。可通过由分配器工具52产生的气压从注射器50中清除混合物。分配器工具52还控制孔口直径。实际上，分配器工具52通过改变两个参数-孔口直径和气压来控制混合物自注射器50的分配速率。在0.6Mpa的压力下分配制剂以测试流速。
为了测量TIM样品的流速，使用无喷嘴的30立方厘米(cc)注射器50，并且经由分配器工具52在0.6MPa的压力下将TIM样品分配1分钟。1分钟后，称量所分配的TIM样品。所测得的实施例1制剂的流速为31g/min。
然后将制剂作为凝胶印刷到一张A4纸上。制剂的尺寸为25.4mm×25.4mm×1.5mm。然后将实施例1制剂置于室温下，直到自制剂的油渗出不再从制剂中膨胀出来。然后，测量与制剂的距离以确定油渗出痕迹的距离。如图3A和图3B所示，实施例1的油渗出痕迹为约1.2mm。相比之下，如图2所示，比较例1的制剂具有大于3.5mm的渗出痕迹。
不希望受到特定理论的束缚，据信添加较高表面积填料减少TIM中的渗出。这些填料还降低TIM的流速(即，增加粘度)。然而，添加溶剂用于提高TIM的流速以增加TIM的适用性。此外，最小的溶剂添加量(例如，小于0.5重量％)防止溶剂影响通过向TIM中添加高表面积填料实现的减少渗出的有利益处。
此外，油渗出是缓慢的过程-其可在至少6小时后观察到。相比之下，所用溶剂的挥发性高(即，溶剂快速蒸发)，使得溶剂在油渗出期间(例如，在约1或2小时内)完全蒸发。因此，当分配TIM时，添加溶剂提高TIM的流速，但是一旦分配并且在一段时间(例如，约2小时)之后，溶剂将从TIM中完全蒸发并且将不能影响TIM的油渗出特性。
如本文所用，短语“在任意两个前述值之间限定的任意范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的任意两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。
尽管已经将本发明描述为具有示例性设计，但是可在本公开的实质和范围内进一步修改本发明。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本发明的任何变化、使用或改编。此外，本申请旨在涵盖本发明所属领域的已知或惯常实践内的与本公开的此类偏离，并且其落入所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种热界面材料，包含：
具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；
至少一种具有大于1.0m2/g的表面积的导热填料；以及
高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油。
2.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述热界面材料具有大于1500Pa.s的粘度。
3.根据权利要求1所述的热界面材料，还包含溶剂，所述溶剂具有在60℃和220℃之间的沸点以及在0.2cSt和50cSt之间的粘度。
4.根据权利要求3所述的热界面材料，其中所述热界面材料具有在150Pa.s和650Pa.s之间的粘度。
5.根据权利要求1所述的热界面材料，其中所述热界面材料包含：
2重量％至10重量％的低分子量硅油；
50重量％至95重量％的至少一种导热填料；以及
0.1重量％至5重量％的高分子量硅油；
0.1重量％至5重量％的溶剂；
0.1重量％至5重量％的偶联剂；
0.1重量％至1重量％的交联剂；
0.1重量％至5重量％的抑制剂；以及
0.1重量％至5重量％的催化剂。
6.一种热界面材料，包含：
具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；
第一导热填料、第二导热填料和第三导热填料，
其中所述第一导热填料为具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，所述第二导热填料为具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积的金属氧化物，并且所述第三导热填料为具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积的金属氧化物；以及
高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油；以及
溶剂，所述溶剂具有在60℃和220℃之间的沸点以及在0.2cSt和50cSt之间的粘度。
7.根据权利要求6所述的热界面材料，其中所述热界面材料包含：
2重量％至10重量％的低分子量硅油；
25重量％至50重量％的第一导热填料，所述第一导热填料具有在0.1m2/g至1.0m2/g之间的表面积；
25重量％至50重量％的第二导热填料，所述第二导热填料具有在0.5m2/g和2.0m2/g之间的表面积；以及
25重量％至50重量％的第三导热填料，所述第三导热填料具有在5.0m2/g和10.0m2/g之间的表面积；
0.1重量％至5重量％的高分子量硅油；
0.1重量％至5重量％的溶剂；
0.1重量％至5重量％的偶联剂；
0.1重量％至1重量％的交联剂；
0.1重量％至5重量％的抑制剂；以及
0.1重量％至5重量％的催化剂。
8.根据权利要求6所述的热界面材料，其中所述低分子量硅油包括乙烯基官能硅油，并且所述高分子量硅油为具有2,000,000cSt的运动粘度的乙烯基硅油。
9.根据权利要求6所述的热界面材料，其中所述热界面材料具有在1mm和5mm之间的渗出痕迹值以及在20g/min和50g/min之间的流速。
10.一种电子部件，包括：
散热片；
电子芯片；
定位在所述散热片和所述电子芯片之间的热界面材料，所述热界面材料包含：
具有小于50,000道尔顿的重均分子量(Mw)的低分子量硅油；
至少一种具有大于1.0m2/g的表面积的导热填料；以及
高分子量硅油，其中所述高分子量硅油包括具有至少60,000道尔顿的重均分子量(Mw)的乙烯基官能硅油。
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