CN115669248A - 包括铝粉的导热电磁干扰emi吸收体 - Google Patents

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Abstract

公开了包括铝粉的导热电磁干扰(EMI)吸收体的示例性实施方式。

Description

包括铝粉的导热电磁干扰EMI吸收体
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年5月22日提交的美国临时申请No.63/028,685的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用被合并于此。
技术领域
本公开涉及包括铝粉的导热EMI吸收体。
背景技术
本节提供了与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。
诸如半导体、集成电路封装、晶体管等的电气部件通常具有预先设计的温度，电气部件在这些温度下最佳地操作。理想情况下，预先设计的温度接近周围空气的温度。但是电气部件的操作生成热。如果热不去除，则电气部件可能在显著高于其正常或可取的操作温度的温度下操作。这样过高的温度可能不利地影响电气部件的操作特性和相关装置的操作。
为了避免或至少减少来自热生成的不利操作特性，应该例如通过将来自操作电气部件的热传导到热沉来去除热。然后可通过传统对流和/或辐射技术来冷却热沉。在传导期间，热可通过电气部件与热沉之间的直接表面接触和/或通过电气部件和热沉表面经由中间介质或热界面材料(TIM)的接触来从操作电气部件传递到热沉。与利用空气(相对差的热导体)填充间隙相比，可使用热界面材料来填充热传递表面之间的间隙以便增加热传递效率。
另外，电子装置的工作中的常见问题是在设备的电子电路内生成电磁辐射。这种辐射会导致电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI)，该EMI或RFI会干扰一定距离内的其他电子装置的操作。在没有充分屏蔽的情况下，EMI/RFI干扰会引起重要信号的劣化或完全丢失，从而致使电子设备低效或不可操作。
减轻EMI/RFI影响的常见解决方案是通过使用能够吸收和/或反射和/或重定向EMI能量的屏蔽件。这些屏蔽件通常被采用来使EMI/RFI位于其源内，并且隔离邻近EMI/RFI源的其他装置。
本文所用的术语“EMI”应当被认为总体上包括并指EMI发射和RFI发射，并且术语“电磁”应当被认为通常包括并指来自外部源和内部源的电磁频率和射频。因此，(如这里所用的)术语屏蔽广泛地包括并指诸如通过吸收、反射、阻挡和/或重定向能量或其某一组合减轻(或限制)EMI和/或RFI，使得EMI和/或RFI例如对于电子部件系统的政府合规和/或内部功能不再干扰。
附图说明
这里所描述的附图仅用于例示所选实施方式而不是所有可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的衰减(分贝/厘米(dB/cm))对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，对于18GHz及以上的频率，样本导热EMI吸收体具有大于100dB/cm的衰减。
图2是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的介电常数(实部)对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，导热EMI吸收体的介电常数在对于2GHz至18GHz的频率约100或以上直至40GHz的频率下约20的范围内。
图3是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的介电常数(虚部)对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。
图4是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的损耗角正切对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。如所示，导热EMI吸收体对于约20GHz及更高的频率具有约1或更高的损耗角正切。
具体实施方式
现在将参照附图充分地描述示例实施方式。
传统EMI吸收体通常具有已被鉴定为良好的无线电波吸收体的介电填料或磁性填料。常用的磁性填料包括羰基铁粉、其它铁合金和铁素体。不太常见的磁性填料包括镍和钴。常用的介电填料包括炭黑和碳化硅。
传统EMI吸收体可用于吸收或衰减无线电波。但如本文中所认识到的，与传统EMI吸收体和混合导热EMI吸收体所提供的相比，在大于3GHz的频率下需要更好的衰减和/或更好的热性质。由于在更高的频率下衰减需要增加，所以传统EMI吸收体材料可能没有足够高的衰减。
但如本文中所认识到的，铝粉可用作EMI吸收体和/或增强EMI吸收体的性能(例如，增加衰减等)。也如本文中所认识到的，铝粉可用于增强聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)或使聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)适合用作导热EMI吸收体。所添加的铝粉还可增加EMI吸收体的热导率，这是另一额外的益处，例如对于需要保护免受EMI和/或辐射不想要的电磁波等的集成电路(IC)。
因此，本文公开了包括铝粉的导热电磁干扰(EMI)吸收体的示例性实施方式。公开了使用铝粉作为EMI吸收体和/或增强聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)或使聚合物材料(例如，蜡、任何合适的聚合物材料等)适合用作导热EMI吸收体的示例性方法。还公开了使用铝粉增加导热EMI吸收体的介电常数的示例性方法。增加的介电常数可改进或增加导热EMI吸收体的吸收性质(例如，在高于3千兆赫(GHz)的频率下每行进距离的衰减增加等)。铝粉还可提供增加导热EMI吸收体的热导率(例如，约3.0瓦特/米/开尔文(W/mK)或更高等)的额外益处。
在示例性实施方式中，用于导热电磁干扰(EMI)吸收体的导热EMI吸收体包括基础或基质材料以及在基础或基质材料中的至少一种填料。所述至少一种填料包括足以增加导热EMI吸收体的介电常数的预定量的铝粉。
至少一种填料还可包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝。基础或基质材料中的总填料用量取决于约1重量％至约95重量％范围内的基质。基础或基质材料可包括有机硅树脂、环氧树脂或者包括弹性体、热塑性材料和热固性材料的许多石油树脂中的任一种。示例基础或基质材料包括聚合物树脂、油胶树脂、有机硅油胶树脂、有机硅油胶树脂、苯乙烯和乙烯/丁烯共聚物、苯乙烯和乙烯/丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)；具有铂催化剂和交联剂的有机硅聚合物；工艺油、包括液态有机硅的热塑性树脂、尿烷、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、环氧树脂、热塑性树脂、热固性非有机硅树脂等。
至少一种填料可包括与本文所提及的任何其它填料(例如，碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨、氧化铝)共混的铝粉，使得在基础或基质材料中铝粉和其它填料的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体包括约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料(例如，约8重量％的蜡基础/基质材料等)、约4重量％至约6重量％的氧化铝(例如，约5重量％的氧化铝等)以及约85重量％至约88重量％的铝粉(例如，约87重量％的铝粉等)。例如，导热EMI吸收体可包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。除了蜡之外，蜡基础/基质材料还可包括一种或更多种添加剂，例如分散剂、工艺油、嵌段共聚物等。
作为进一步的示例，至少一种填料可包括在基础或基质材料中与碳化硅共混的铝粉，使得在基础或基质材料中铝与碳化硅之比为约1.1:1，和/或使得在基础或基质材料中铝粉和碳化硅的总填料用量为至少约90重量％。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体可具有至少约3.0W/mK(例如，约3.7W/mK或更高、8W/mK等)的热导率。导热EMI吸收体可具有在低于约20GHz的频率下至少约10的电容率(Dk)(例如，在约3GHz和/或约18GHz的频率下约50的电容率(Dk)等)、在高于12GHz的频率下大于约0.15的损耗角正切(例如，在约18GHz的频率下至少约0.5或0.6的损耗角正切等)、在约3GHz的频率下约0.15或更小(例如，约0.04等)的损耗角正切以及在约18GHz及以上的频率下大于约100分贝/厘米(dB/cm)(例如，110dB/cm、120dB/cm、140dB/cm等)的衰减。
作为示例，在约18GHz的频率下，导热EMI吸收体可具有约50的电容率(Dk)、大于0.5或0.6的损耗角正切、大于110dB/m的衰减。继续此示例，导热EMI吸收体可具有在约60GHz的频率下大于110dB/cm(例如，约140dB/cm等)的衰减以及在约90GHz的频率下大于150dB/cm(例如，约160dB/cm等)的衰减。
导热EMI吸收体可以是可分配导热EMI吸收体、垫或相变热界面材料。导热EMI吸收体可具有粘合性质。
导热EMI吸收体可被配置成多功能的，具有EMI减轻的第一功能和热管理的第二功能，反之亦然。
示例性方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中。至少一种填料包括足以增加衰减的预定量的铝粉，使得包括所述至少一种填料的基础或基质材料适合使用导热EMI吸收体。
增加导热EMI吸收体的介电常数的示例性方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中。至少一种填料包括足以增加导热EMI吸收体的介电常数的预定量的铝粉。
至少一种填料还可包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝。基础或基质材料可包括有机硅树脂、环氧树脂或者包括弹性体、热塑性材料和热固性材料的许多石油树脂中的任一种。该方法可包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得基础或基质材料中的总填料用量根据基础或基质材料在约1重量％至约95重量％(例如，约90重量％等)的范围内。
在示例性实施方式中，一种方法可包括将铝粉与碳化硅(或本文所公开的其它填料)在基础或基质材料中共混，使得在基础或基质材料中铝粉和碳化硅的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％(例如，约90重量％或更高等)。
在示例性实施方式中，一种方法可包括将约4重量％至约6重量％的氧化铝(例如，约5重量％的氧化铝等)和约85重量％至约88重量％的铝粉(例如，约87重量％的铝粉等)在约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料(例如，约8重量％的蜡基础/基质材料等)中共混。例如，一种方法可包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得存在约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。除了蜡之外，蜡基础/基质材料还可包括一种或更多种添加剂，例如分散剂、工艺油、嵌段共聚物等。
在示例性实施方式中，一种方法可包括将铝粉与碳化硅在基础或基质材料中共混，使得在基础或基质材料中铝与碳化硅之比为约1.1:1，和/或使得在基础或基质材料中铝粉和碳化硅的总填料用量为至少约90重量％。
在示例性实施方式中，一种方法可包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得包括所述至少一种填料的基质具有：至少约3.0W/mK(例如，约3.7W/mK或更高、8W/mK等)的热导率、在低于约20GHz的频率下至少约10的电容率(Dk)(例如，在约3GHz和/或约18GHz的频率下约50的电容率(Dk)等)、在高于12GHz的频率下大于约0.15的损耗角正切(例如，在约18GHz的频率下至少约0.5或0.6的损耗角正切等)、在约3GHz的频率下约0.15或更小(例如，约0.04等)的损耗角正切以及在约18GHz及以上的频率下大于约100dB/cm(例如，110dB/cm、120dB/cm、140dB/cm等)的衰减。
在示例性实施方式中，可分配导热EMI吸收体包括在有机硅树脂(和/或本文所公开的其它基础或基质材料)中与碳化硅(和/或本文所公开的其它填料)共混的铝粉。铝粉的量足以增加可分配导热EMI吸收体的衰减。在此示例性实施方式中，可分配导热EMI吸收体可具有在约18GHz及以上的频率下大于约100dB/cm(例如，110dB/cm、120dB/cm、140dB/cm等)的衰减。可分配导热EMI吸收体可具有至少约3.0W/mK(例如，约3.7W/mK或更高等)的热导率。可分配导热EMI吸收体可具有在低于约20GHz的频率下至少约10的电容率(Dk)(例如，在约3GHz和/或约18GHz的频率下约50的电容率(Dk)等)、在高于12GHz的频率下大于约0.15的损耗角正切(例如，在约18GHz的频率下至少约0.5或0.6的损耗角正切等)以及在约3GHz的频率下约0.15或更小(例如，约0.04等)的损耗角正切。
在示例性实施方式中，相变热界面材料包括在有机硅树脂(和/或本文所公开的其它基础或基质材料)中与氧化锌(和/或本文所公开的其它填料)共混的铝粉。铝粉的量足以增加相变热界面材料的衰减。在此示例性实施方式中，相变热界面材料可具有在约18GHz及以上的频率下大于约100dB/cm(例如，110dB/cm、120dB/cm、140dB/cm等)的衰减。相变热界面材料可具有至少约3.0W/mK(例如，约3.7W/mK或更高等)的热导率。相变热界面材料可具有在低于约20GHz的频率下至少约10的电容率(Dk)(例如，在约3GHz和/或约18GHz的频率下约50的电容率(Dk)等)、在高于12GHz的频率下大于约0.15的损耗角正切(例如，在约18GHz的频率下至少约0.5或0.6的损耗角正切等)以及在约3GHz的频率下约0.15或更小(例如，约0.04等)的损耗角正切。
仅作为示例，相变热界面材料可具有在约3GHz的频率下至少约40的电容率(Dk)。相变热界面材料可具有至少约3W/mK的热导率。相变热界面材料的相变温度可在约40摄氏度至约70摄氏度的范围内。
图1至图4分别是根据示例性实施方式的在蜡基础或基质材料中包括铝粉和氧化铝的导热EMI吸收体的20密耳厚样本的衰减(dB/cm)、介电常数(实部)、介电常数(虚部)和损耗角正切对频率(千兆赫(GHz))的线图。对于测试，导热EMI吸收体样本包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝和约87重量％的铝粉。除了蜡之外，蜡基础/基质材料还包括分散剂、工艺油和嵌段共聚物。应该忽略图1中在约14GHz下引起衰减毛刺的测试伪影。
如图1所示，样本导热EMI吸收体对于18GHz及以上的频率具有大于100dB/cm的衰减。样本导热EMI吸收体还具有约8W/mK的热导率。相比之下，包括蜡基础/基质材料和氧化铝但没有任何铝粉的样本具有可忽略的衰减以及约0.25W/mK至约0.5W/mK的非常低的热导率。
如图2所示，导热EMI吸收体具有从对于2GHz至18GHz的频率约100或以上直至在40GHz的频率下约20范围内的介电常数。如图4所示，导热EMI吸收体对于约20GHz及更高的频率具有约1或更高的损耗角正切。
公开了导热电磁干扰(EMI)吸收体的示例性实施方式，其包括基础或基质材料以及在基础或基质材料中的至少一种填料。至少一种填料包括足以增强导热电磁干扰(EMI)吸收体的性能的预定量的铝粉。
至少一种填料还可包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝。基础或基质材料可包括有机硅树脂和/或蜡。
基础或基质材料中的总填料用量可为至少约1重量％至约95重量％，包括足以增加导热EMI吸收体的介电常数以及在高于3千兆赫的频率下每行进距离的衰减的预定量的铝粉。
导热EMI吸收体可具有至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率。导热EMI吸收体可具有以下中的至少一个或更多个：在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；在约3千兆赫的频率下约0.04的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
在约18千兆赫的频率下，导热EMI吸收体可具有约50的电容率(Dk)、大于约0.5的损耗角正切以及大于约100分贝/厘米的衰减。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
在示例性实施方式中，基础或基质材料包括有机硅树脂，并且至少一种填料包括与至少一种其它填料(包括碳化硅)在有机硅树脂中共混的铝粉。导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。在示例性实施方式中，导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体，有机硅树脂中的铝与碳化硅之比为约1.1:1，并且在有机硅树脂中铝粉和碳化硅的总填料用量可为至少约90重量％。
在示例性实施方式中，基础或基质材料包括有机硅树脂，并且至少一种填料包括与至少一种其它填料(包括氧化锌)在有机硅树脂中共混的铝粉。导热EMI吸收体具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。在示例性实施方式中，导热EMI吸收体是相变热界面材料。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体是相变热界面材料，其具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减；以及在约40摄氏度至约70摄氏度的范围内的相变温度。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体，其具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。
在示例性实施方式中，至少一种填料还包括氧化铝，并且基础或基质材料包括蜡。导热EMI吸收体包括约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料、约4重量％至约6重量％的氧化铝以及约85重量％至约88重量％的铝粉。在示例性实施方式中，导热EMI吸收体包括约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝以及约87重量％的铝粉。并且，导热EMI吸收体具有至少约8.0瓦特/米/开尔文的热导率和对于18千兆赫及以上的频率的大于100dB/cm的衰减。除了蜡之外，蜡基础/基质材料还可包括一种或更多种添加剂，例如分散剂、工艺油、嵌段共聚物等。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体、相变热界面材料和/或垫。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体被配置成多功能的，具有EMI减轻的第一功能和热管理的第二功能，反之亦然。
还公开了示例性方法，包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中。至少一种填料包括足以增加衰减的预定量的铝粉，使得包括所述至少一种填料的基础或基质材料适合使用导热EMI吸收体。
至少一种填料还可包括至少一种其它填料，包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝。基础或基质材料可包括有机硅树脂和/或蜡。
在示例性实施方式中，至少一种填料还包括氧化铝。基础或基质材料包括蜡。该方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得存在约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料、约4重量％至约6重量％的氧化铝以及约85重量％至约88重量％的铝粉。在示例性实施方式中，该方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得存在约8重量％的蜡基础/基质材料、约5重量％的氧化铝以及约87重量％的铝粉。包括至少一种填料的基础或基质材料具有至少约8.0瓦特/米/开尔文的热导率和对于18千兆赫及以上的频率的大于100dB/cm的衰减。除了蜡之外，蜡基础/基质材料还可包括一种或更多种添加剂，例如分散剂、工艺油、嵌段共聚物等。
在示例性实施方式中，该方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得基础或基质材料中的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％，包括足以增加导热EMI吸收体的介电常数以及在高于3千兆赫的频率下每行进距离的衰减的预定量的铝粉。
在示例性实施方式中，该方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，使得包括至少一种填料的基础或基质材料具有：至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率(Dk)；在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
除了铝粉之外，一种或更多种其它填料可被包含到基础或基质材料中。填料可包括功能纳米颗粒、导电填料、导热填料、EMI或微波吸收填料、磁性填料、涂布填料、其组合等。填料可被添加并混合到包括基础或基质材料的块体材料中，从而提供填料和基础或基质材料的混合物。示例填料包括碳黑、氮化硼、镍钴、羰基铁、硅化铁、铁颗粒、铁铬化合物、银、包含85％铁、9.5％硅和5.5％铝的合金、包含约20％铁和80％镍的合金、铁氧体、磁性合金、磁性粉末、磁性薄片、磁性颗粒、镍基合金和粉末、铬合金、氧化物、铜、氧化锌、氧化铝、石墨、陶瓷、碳化硅、锰锌、玻璃纤维、碳纳米管(例如，单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和/或碳纳米结构等)、其组合等。填料可包括颗粒状、球体、微球、椭球体、不规则球体、股、薄片、粉末、纳米管和/或这些形状中的任何或所有的组合。另外，示例性实施方式还可包括不同等级(例如，不同大小、不同纯度、不同形状等)的相同(或不同)填料。
在示例性实施方式中，导热EMI吸收体可用于限定或提供从热源到排热/散热结构或组件的导热热路的一部分。例如，导热EMI吸收体可用于帮助远离电子装置的热源传导热能(例如，热等)。导热EMI吸收体可大致定位在热源和排热/散热结构或组件之间(例如，直接与其物理接触、与其热接触等)，以建立可从热源至排热/散热结构或组件传递(例如，传导)热的热接头、界面、通路或导热热路。在操作期间，导热EMI吸收体可用于允许从热源沿着导热路径至排热/散热结构或组件传递热(例如，传导热等)。在示例性实施方式中，导热EMI吸收体还可操作以用于减轻入射在导热EMI吸收体上的EMI(例如，吸收EMI等)。
本文所公开的示例实施方式可与宽范围的热源、电子装置和/或排热/散热结构或组件(例如，散热器、热沉、热管、蒸汽室、装置外壳、壳体或底架等)一起使用。例如，热源可包括一个或更多个发热组件或装置，例如高功率集成电路(IC)、光学收发器、5G基础设施装置(例如，基站、小小区、智能杆等)、视频卡中的存储器、机顶盒、电视、游戏系统、用于自主驾驶(ADAS)的汽车电子产品(例如，雷达、多域控制器、相机等)、CPU、底充胶内的管芯、半导体装置、倒装芯片装置、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、多处理器系统、集成电路(IC)、多核处理器等)。通常，热源可包括温度高于导热EMI吸收体或者说向导热EMI吸收体提供或传递热的任何组件或装置，而不管热由热源生成还是仅通过或经由热源传递。因此，本公开的各方面不应限于与任何单一类型的热源、电子装置、排热/散热结构等一起使用。
示例实施方式被提供为使得本公开将彻底，并且将向本领域技术人员完全传达范围。阐述大量具体细节，诸如具体部件、装置以及方法的示例，以提供本公开的实施方式的彻底理解。将对本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来具体实施，并且没有内容应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，未详细描述公知过程、公知装置结构以及公知技术。另外，可以用本发明的一个或更多个示例性实施方式实现的优点和改进仅为了例示的目的而提供，并且不限制本公开的范围(因为这里所公开的示例性实施方式可以提供上述优点以及改进中的全部或一个也不提供，并且仍然落在本公开的范围内)。
这里所公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状在本质上是示例，并且不限制本公开的范围。这里用于给定参数的特定值和特定值范围的公开不是可以用于这里所公开示例中的一个或更多个中的其他值和值范围的穷尽。而且，预想的是用于这里叙述的具体参数的任意两个特定值可以限定可以适于给定参数的值范围的端点(即，用于给定参数的第一值和第二值的公开可以被解释为公开还可以对于给定参数采用第一和第二值之间的任意值)。例如，如果这里将参数X例证为具有值A且还被例证为具有值Z，则预想参数X可以具有从大约A至大约Z的值范围。类似地，预想用于参数的两个或更多个值范围(不管这种范围是嵌套的、交叠的还是不同的)的公开包含用于可以使用所公开范围的端点夹持的值范围的所有可能组合。例如，如果参数X在这里被例证为具有范围1-10或2-9或3-8内的值，则还预想参数X可以具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10以及3-9的其他值范围。
这里所用的术语仅是为了描述特定示例实施方式的目的且不旨在限制。如这里所用的，单数形式“一”和“一个”可以旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。术语“包括”和“具有”是包括的，因此指定所叙述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。这里所述的方法步骤、过程以及操作不被解释为必须需要以所讨论或例示的特定顺序进行它们的执行，除非被特别识别为执行顺序。还要理解，可以采用另外或另选步骤。
当元件或层被称为在另一个元件或层“上”、与另一个元件或层“啮合”、“连接”或“联接”时，元件或层可以直接在另一个元件或层上、与另一个元件或层直接啮合、连接或联接，或者介入元件或层可以存在。相反，当元件被称为“直接在”另一个元件或层上、与另一个元件或层“直接啮合”、“直接连接”或“直接联接”时，可以没有介入元件或层存在。用于描述元件之间的关系的其他词应以同样的样式来解释(例如，“在……之间”对“直接在……之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。如这里所用的，术语“和/或”包括关联所列项中的一个或更多个的任意和全部组合。
术语“大约”在应用于值时指示计算或测量允许值些微不精确(在值上接近准确；近似或合理地接近值；差不多)。如果出于某一原因，由“大约”提供的不精确在领域中未另外以该普通意义理解，那么如这里所用的“大约”指示可能由普通测量方法或使用这种参数而引起的至少变化。例如，术语“大体”、“大约”以及“大致”在这里可以用于意指在制造容差内。不论是否被术语“大约”修改，权利要求包括数量的等同物。
虽然术语第一、第二、第三等在这里可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅可以用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。诸如“第一”、“第二”以及其他数字术语的术语在用于这里时不暗示顺序，除非上下文清楚指示。由此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以在不偏离示例实施方式的示教的情况下被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
空间上相对的术语(诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)在这里为了描述方便可以用于如附图例示的描述一个元件或特征到另一个元件或特征的关系。空间上相对的术语可以旨在除了包含附图中描绘的方位之外还包含使用或操作中装置的不同方位。例如，如果翻转附图中的装置，那么被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。由此，示例术语“下方”可以包含上方和下方方位这两者。装置可以以其他方式来定向(旋转90度或处于其他方位)，因此解释这里所用的空间上相对的描述符。
已经为了例示和描述的目的而提供了实施方式的前面描述。不旨在穷尽或限制本公开。特定实施方式的独立元件、预期或所叙述用途或特征通常不限于该特定实施方式，反而在适当的情况下可互换，并且可以用于所选实施方式(即使未具体示出或描述该实施方式)。同样的内容还可以以许多方式来改变。这种变化不被认为是本公开的偏离，并且所有这种修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (26)

1.一种导热电磁干扰EMI吸收体，该导热EMI吸收体包括基础或基质材料以及在所述基础或基质材料中的至少一种填料，其中，所述至少一种填料包括足以增强所述导热EMI吸收体的性能的预定量的铝粉。
2.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：
所述至少一种填料还包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝；并且/或者
所述基础或基质材料包括有机硅树脂和/或蜡。
3.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中，所述基础或基质材料中的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％，包括足以增加所述导热EMI吸收体的介电常数以及在高于3千兆赫的频率下每行进距离的衰减的所述预定量的所述铝粉。
4.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有以下中的至少一个或更多个：
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；
在约3千兆赫的频率下约0.04的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，在约18千兆赫的频率下，所述导热EMI吸收体具有：
约50的电容率Dk；
大于约0.5的损耗角正切；以及
大于约100分贝/厘米的衰减。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
8.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：
所述基础或基质材料包括有机硅树脂；
所述至少一种填料包括与包括碳化硅的至少一种其它填料在所述有机硅树脂中共混的所述铝粉；并且
所述导热EMI吸收体具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。
9.根据权利要求8所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体。
10.根据权利要求8或9所述的导热EMI吸收体，其中：
在所述有机硅树脂中铝与碳化硅之比为约1.1:1；并且
在所述有机硅树脂中所述铝粉和所述碳化硅的总填料用量为至少约90重量％。
11.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：
所述基础或基质材料包括有机硅树脂；
所述至少一种填料包括与包括氧化锌的至少一种其它填料在所述有机硅树脂中共混的所述铝粉；并且
所述导热EMI吸收体具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。
12.根据权利要求11所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是相变热界面材料。
13.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是相变热界面材料，该相变热界面材料具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；
在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减；以及
在约40摄氏度至约70摄氏度的范围内的相变温度。
14.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体，该可分配导热EMI吸收体具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下大于100分贝/厘米的衰减。
15.根据权利要求1所述的导热EMI吸收体，其中：
所述至少一种填料还包括氧化铝；
所述基础或基质材料包括蜡；并且
所述导热EMI吸收体包括约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料、约4重量％至约6重量％的所述氧化铝以及约85重量％至约88重量％的所述铝粉。
16.根据权利要求15所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体包括约8重量％的所述蜡基础/基质材料、约5重量％的所述氧化铝以及约87重量％的所述铝粉。
17.根据权利要求15或16所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体具有：
至少约8.0瓦特/米/开尔文的热导率；以及
对于18千兆赫及以上的频率大于100dB/cm的衰减。
18.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体是可分配导热EMI吸收体、相变热界面材料和/或垫。
19.根据权利要求1至3中的任一项所述的导热EMI吸收体，其中，所述导热EMI吸收体被配置成多功能的，具有EMI减轻的第一功能和热管理的第二功能，反之亦然。
20.一种方法，该方法包括将至少一种填料混合到基础或基质材料中，所述至少一种填料包括足以增加衰减的预定量的铝粉，使得包括所述至少一种填料的所述基础或基质材料适合使用导热EMI吸收体。
21.根据权利要求20所述的方法，其中：
所述至少一种填料还包括至少一种其它填料，该至少一种其它填料包括碳化硅、氧化锌、羰基铁、钴、镍、碳、石墨和/或氧化铝；并且/或者
所述基础或基质材料包括有机硅树脂和/或蜡。
22.根据权利要求20所述的方法，其中：
所述至少一种填料还包括氧化铝；
所述基础或基质材料包括蜡；并且
所述方法包括将所述至少一种填料混合到所述基础或基质材料中，使得存在约7重量％至9重量％的蜡基础/基质材料、约4重量％至约6重量％的所述氧化铝以及约85重量％至约88重量％的所述铝粉。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述方法包括将所述至少一种填料混合到所述基础或基质材料中，使得存在约8重量％的所述蜡基础/基质材料、约5重量％的所述氧化铝以及约87重量％的所述铝粉。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，包括所述至少一种填料的所述基础或基质材料具有至少约8.0瓦特/米/开尔文的热导率以及对于18千兆赫及以上的频率大于100dB/cm的衰减。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，所述方法包括将所述至少一种填料混合到所述基础或基质材料中，使得所述基础或基质材料中的总填料用量为至少约1重量％至约95重量％，包括足以增加所述导热EMI吸收体的介电常数以及在高于3千兆赫的频率下每行进距离的衰减的所述预定量的所述铝粉。
26.根据权利要求20至23或25中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括将所述至少一种填料混合到所述基础或基质材料中，使得包括所述至少一种填料的所述基础或基质材料具有：
至少约3.0瓦特/米/开尔文的热导率；
在低于约20千兆赫的频率下至少10的电容率Dk；
在高于12千兆赫的频率下大于约0.15的损耗角正切；以及
在18千兆赫及以上的频率下高于100分贝/厘米的衰减。
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