TW202128285A - 用於將材料塗敷到部件的系統 - Google Patents

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Abstract

提供了一種用於將材料塗敷到部件的系統。公開了用於將材料(例如,熱界面材料、其它材料等)從材料的供應體(例如,卷、盤、帶等)塗敷到部件、襯底、元件、板、其它材料或其它目標表面的系統。在示例性實施方式中,該系統包括工具(例如,輥子、滾動裝置等),該工具被構造成能夠相對於材料的供應體移動,以將來自供應體的材料的部分沿著部件(或其它目標表面)定位,從而在該工具沿著材料的部分相對移動時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。

Description

用於將材料塗敷到部件的系統
本發明涉及用於將材料塗敷到部件的系統。
本節提供了與本公開有關的背景信息,其不一定是現有技術。
諸如半導體、集成電路封裝、晶體管等的電部件通常具有電部件最佳工作的預設計的溫度。理想地,預設計的溫度接近于周圍空氣的溫度。但電部件的工作生成熱量。如果不去除熱量,那麼會導致電部件在顯著高於它們的正常或可期望工作溫度的溫度下工作。這種過高的溫度會不利地影響電部件的工作特性和關聯裝置的工作。
為了避免或至少減少來自熱量生成的不利工作特性,例如應通過從工作中的電部件向熱沉傳導熱量來除熱。然後通過傳統的對流和/或輻射技術冷卻該熱沉。在傳導期間,熱量可以由電部件與熱沉之間的直接表面接觸和/或由電部件和熱沉表面借助中間介質或熱界面材料的接觸從工作中的電部件傳遞到熱沉。與利用較差熱導體的空氣填充熱傳遞表面之間間隙相比,為了提高熱傳遞效率,可以使用熱界面材料填充該間隙。
熱擴散器普遍用於擴展來自一個或更多個熱量生成部件的熱量,使得熱量在被傳遞到熱沉時不集中在小區域中。集成熱擴散器(integrated heat spreader,IHS)是可以用於擴展由中央處理單元(CPU)或處理器模具的工作生成的熱量的一種熱擴散器。集成熱擴散器或蓋(例如,集成電路(IC)封裝的蓋等)通常為架設在CPU或處理器模具頂上的導熱金屬(例如,銅等)板。
熱擴散器還普遍(例如,作為蓋等)用於經常連同密封封裝來保護芯片或板上安裝的電子部件。因此,熱擴散器在這裡還可以被稱為蓋,反之亦然。
第一熱界面材料或層(被稱為TIM1)可以在集成熱擴散器或蓋與熱源之間使用以減少熱點並通常降低熱量生成部件或裝置的溫度。第二熱界面材料或層(被稱為TIM2)可以在蓋或集成熱擴散器與熱沉之間使用以提高從熱擴散器到熱沉的熱傳遞效率。
例如,圖1例示了具有TIM1或第一熱界面材料15的示例性電子裝置11。如圖1所示,TIM1或熱界面材料15被定位在熱擴散器或蓋19與熱源21之間,熱源可以包括一個或更多個熱量生成部件或裝置(例如,CPU、底部填充內的模具、半導體裝置、倒裝芯片裝置、圖形處理單元(GPU)、數字信號處理器(DSP)、多處理器系統、集成電路、多核處理器等)、電池、太陽能電池板等。TIM2或第二熱界面材料25被定位在熱沉29與熱擴散器或蓋19之間。
舉例而言,熱源21可以包括安裝在印刷電路板(PCB)33上的中央處理單元(CPU)或處理器模具。PCB 33可以由FR4(阻燃玻璃纖維增強環氧迭層片)或其它合適的材料。同樣在該示例中,熱擴散器或蓋19是可以包括金屬或其它導熱結構的集成熱擴散器(IHS)。熱擴散器或蓋19包括周邊脊部、凸緣或側壁部37。粘合劑41被塗敷於且沿著周邊脊部37,以將熱擴散器或蓋19貼附到PCB 33。由此,周邊脊部37可以足夠向下突出以在PCB 33上的矽模具周圍延伸,從而允許周邊脊部37上的粘合劑41與PCB 33之間的接觸。有利地,將熱擴散器或蓋19粘合地貼附到PCB33還可以幫助加固貼附到基底PCB的封裝。圖1中還示出了引腳連接器45。熱沉29通常可以包括底座,一系列翅片從該從底座向外突出。
作為另一個示例,示例性電子裝置可以包括熱界面材料,該熱界面材料被定位在熱源與熱沉之間,中間沒有任何介入熱擴散器。在該示例中,熱界面材料由此可以被直接定位在熱沉與熱源之間和/或抵靠該熱沉和熱源,熱源可以包括一個或更多個熱量生成部件或裝置(例如,CPU、底部填充內的模具、半導體裝置、倒裝芯片裝置、圖形處理單元(GPU)、數字信號處理器(DSP)、多處理器系統、集成電路、多核處理器等)、電池、太陽能電池板等。
本節提供本公開的總體概括,不是其完整範圍或其全部特徵的綜合公開。
公開了用於從材料(例如,熱界面材料、其它材料等)的供應體(例如卷、盤、帶等)將材料塗敷到部件、襯底、元件、板、其他材料、或其它目標表面。在示例性實施方式中,該系統包括工具(例如,輥子、滾動裝置等),該工具被構造成能夠相對於材料的供應體移動,以從該供應體將材料的部分沿著部件(或其它目標表面)定位,從而在工具沿著材料的部分相對移動時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的該部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的該部分擠出或去除。
進一步的應用領域將根據這裡所提供的描述變得顯而易見。該概括中的描述和具體示例僅是用於例示的目的,並且不旨在限制本公開的範圍。
現在將參照附圖更充分地描述示例實施方式。
傳統相變材料(PCM)塗敷處理經常包括有突片(tab)的PCB元件且成本較高。可能存在最終用戶或顧客正確塗敷有突片的部件的問題和/或襯料釋放的問題。憑藉傳統的塗敷處理,TIM的元件構造、形狀以及尺寸受限。同樣,可能難以在清潔的房間中形成之後的任何另外步驟期間保持PCM材料清潔。還可能難以不扭曲地運送有突片的元件。
熱界面材料通常被提供作為在熱墊的兩側上設置有釋放襯料的熱墊。在這種情況下,常見的安裝方法是剝離兩個釋放襯料中的一個,將熱墊附接到目標區域,剩餘釋放襯料露出或在頂部,然後將剩餘釋放襯料從熱墊剝離。但是一些傳統的相變熱界面材料在釋放襯料被剝離時相對地容易破裂。因此,本文公開了用於將材料(例如,相變熱界面材料、其它熱界面材料等)塗敷到部件的系統和處理,該系統和過程可以幫助降低故障率,諸如減少當剝離釋放襯料時材料的破裂和/或減輕空氣滯留和/或去除材料內的空氣包和/或氣泡。
本文公開了將大範圍的材料(例如,熱界面材料(TIM)、導電彈性體(elastomer)、電磁干擾(EMI)吸收劑、EMI 屏蔽材料、電介質材料、導熱材料、其它界面材料、其組合、獨立層、其堆疊層等)塗敷(例如,從供應體推動、按壓、壓實、去除、切斷、撕開、切割、吹動、壓印、轉移等)到大範圍的元件、襯底以及部件(諸如集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件(例如,板級屏蔽件(BLS)的可去除蓋或罩等)、熱源(例如中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)、膜以及其它襯底等)的系統和處理的示例性實施方式。
在示例性實施方式中,使用工具來將TIM或其它材料從輸送襯料(廣泛地,供應體)轉移到目標元件、部件或襯底。工具可以包括根據顧客所需的尺寸和形狀(例如,圖3所示的一個或更多個形狀等)使用被剪裁或定制(例如,成形和定尺成如圖4所示的矩形等)的模具。圖3 中,310表示熱界面材料。在操作中,模具可以相對於沿著熱界面材料(例如,相變材料(PCM)、其它TIM 等)或其它材料(例如,導電彈性體、電磁干擾(EMI)吸收劑、EMI屏蔽材料、電介質材料、其組合、其獨立或堆疊層等)的供應體(例如,卷、盤等)的表面(例如,頂面或上表面)佈置的襯料(例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)載體和/或釋放襯料等)(例如,向下地、向上地、橫向地、對角地、旋轉地等)移動,並且借助該襯料來按壓。在一些實施方式中,模具可以連同可以幫助從襯料切割、粘附、釋放TIM或其它材料的壓力、保壓(dwell)、加熱以及冷卻、溫度控制等一起相對於襯料移動並借助襯料來按壓。
模具相對於襯料的移動還移動TIM或其它材料的部分以從供應體轉移或塗敷到襯底或部件上。在模具被去除並移動相對遠離(例如,向上提離)TIM或其它材料時,也從TIM或其它材料的部分去除襯料。特定顧客所需尺寸和形狀的TIM或其它材料的部分保持留下例如在蓋、熱源、除熱/熱擴散結構等上。在從供應體去除TIM或其它材料期間,模具可以被構造為減小材料厚度,產生粘附,並且從供應體撕開TIM或其它材料。
用於借助襯料將模具(例如,向下地、向上地、橫向地、對角地、旋轉地等)按壓的機器或擠壓機可以從人工手操作的擠壓機到高度自動化機器。在一些實施方式中,襯料的至少一部分可以留在被塗敷到襯底或部件的TIM或其它材料的部分上,其中,留下的襯料部分可以因保護、提供標簽、提供突片和/或其它原因而有用。
在示例性實施方式中,材料的供應體包括熱界面材料(諸如相變材料(PCM)或其它非金屬TIM(例如,塑料TIM、矽彈性體TIM等))的供應體(例如,卷、盤、帶等)。在其它示例性實施方式中,材料的供應體可以包括大範圍的其它材料(諸如其它TIM、非熱增強材料、熱絕緣體、電介質絕緣、電絕緣體、導電彈性體、EMI吸收劑、EMI屏蔽材料、聚合材料、粘合材料、其它界面材料、其組合、其獨立層、其堆疊層等)。
在示例性實施方式中,使用壓實工具來將TIM或其它材料壓實到襯底或部件(例如,蓋、BLS、熱源、除熱/熱耗散結構等)。壓實工具可以包括腔和腔內的彈性材料(例如,棉花、軟木、凝膠、凝膠包、橡膠、彈性體、彈性塑料、有彈力或海綿式材料、纖維材料、絕緣材料、其它彈性材料等)。例如,壓實工具可以包括中心泡沫芯部或泡沫填充芯部。另選地,壓實工具可以包括在腔內的另一種彈性材料或根本沒有腔。
可以使用模具來在不必須刺穿襯料的情況下借助襯料來去除(例如,切割、撕開、切斷等)TIM或其它材料。模具可以與壓實工具一體或與壓實工具分離。在示例性實施方式中,TIM或其它材料是非金屬的,使得在非金屬與襯底或部件(例如,蓋、BLS、熱源、除熱/熱耗散結構等)之間沒有擴散接合或焊接接頭。相反,非金屬可以為天然粘性的,並且在不需要任何另外粘合劑(雖然也可以使用粘合劑)的情況下自行貼附到襯料或部件。
模具可以包括被構造為(例如,扁平的、尖銳的、鋒利的等)用於從供應體切割、撕開或切斷TIM或其它材料的一個或更多個邊緣或側(例如,單側或邊緣、雙側或邊緣、所有側或邊緣等)的一個或更多個刀片和/或至少一個刃。在示例性實施方式中,模具可以包括刀片模具(例如,鋼刀片模具等)、刀模具(例如,倒圓刀模具等)、轉動模具、具有刀的鋼直紋模具、倒圓或變鈍的刃等。在另選實施方式中,模具包括集成電路模具(例如,半導體材料的塊),該集成電路模具具有用於切割、切斷或撕開由壓實工具壓實到集成電路模具上的TIM或其它材料的一個或更多個邊緣或側(例如,單側或邊緣、雙側或邊緣、所有側或邊緣等)一個或更多個刃。在又一個實施方式中,壓實工具可以可操作為在不使用單獨模具的情況下(例如,在不使用刀模具的刀片的情況下等)切割、撕開或切斷TIM或其它材料。在該後者的示例中,壓實工具可以包括彈性材料(例如,泡沫填充腔、中心泡沫芯部等),該彈性材料可用於將來自供應體(例如,卷、盤、帶等)的TIM或其它材料壓實並轉移(例如,切割、撕開、切斷等)到襯底或部件上。
在示例性實施方式中,滾動旋轉模具可以用於將TIM或其它材料從供應體塗敷或轉移到部件或襯底上。例如,滾動旋轉模具可以用於將TIM或其它材料從盤或卷塗敷或轉移到部件或襯底的表面上。該示例可以為旋轉模具在供應體盤或卷與收緊或廢料盤或卷之間的卷到卷或盤到盤處理。系統部件可以以給定速度運行,使得材料的部分從供應體卷或盤到襯底或部件表面的旋轉轉移。
在示例性實施方式中,TIM和其它材料可以在從供應體到部件或襯底上的塗敷或轉移期間設置有紋理化和/或已建模表面。因此,這裡所公開的示例性實施方式包括用於紋理化表面和/或在TIM和其它材料上產生已紋理化或已建模表面的方法。TIM或其它材料可以從載體或輸送襯料或其它供應體轉移到熱沉、蓋、其它元件、襯底或部件等。已經發現,襯料中的最輕微瑕疵在塗敷/轉移處理期間也被轉移到TIM或其它材料中。例如,用於襯料上的標識的墨的厚層可以被壓印到從襯料塗敷或轉移到部件或襯底的TIM或其它材料。作為另一個示例,工具的已紋理化部分(例如,模具的已紋理化泡沫芯部、模具腔內的已紋理化彈性材料等)可以用於在工具的已紋理化部分用於將TIM或其它材料從載體襯料向部件或襯底壓實、按壓或以其它方式塗敷時向TIM或其它材料的表面提供紋理化。作為另外示例,在轉移處理期間還可以在載體襯料與工具(例如,模具的泡沫芯部之間等)使用單獨模版,以在從載體襯料轉移到部件或襯底的TIM或其它材料上產生並留下紋理。作為又一個示例,還可以從在泡沫芯部(或另一種彈性材料)的後側與工具之間的物品轉移來自該物品的一個或更多個標記,以向被轉移到部件或襯底的TIM或其它材料的表面提供紋理化。該發現允許塗敷/轉移處理期間TIM和其它材料的微紋理化。表面的紋理化可以改善或幫助組裝期間的空氣去除和降壓。表面的紋理化可以減小接觸組件並使得TIM或其它材料更柔軟並更柔順。紋理化還可以用於在從襯料或其它供應體轉移或塗敷的TIM或其它材料上產生識別標。TIM或其它材料上的微紋理化表面還可以提供EMI屏蔽和/或吸收的益處。襯料上的導電墨或其它導電物質可以從襯料轉移到TIM 或其它材料,從而產生用於EMI屏蔽目的的已紋理化表面(例如,頻率選擇面(FSS)、網格等)。
在示例性實施方式中,因為僅TIM或其它材料的部分可以從襯料轉移並留在部件或襯底上,所以襯料可以被全部去除且不留下。在另選實施方式中,載體襯料的至少部分可以留在從載體襯料轉移到襯底或部件的TIM或其它材料的部分上。舉例而言,這可以通過用高壓力和/或鋒利模具切透載體襯料來完成。來自載體襯料的、連同TIM或其它材料一起轉移的載體襯料的留下部分可以由於作為保護罩的保護、提供標簽、提供突片、和/或其它原因而有用。在其它實施方式中,可以採用下游輔助動作,以隨後向之前被塗敷到襯底或部件的TIM或其它材料的部分添加罩、突片或襯底。隨後添加的罩、突片或襯料可以由於作為運輸期間的保護罩的保護、提供標簽、提供突片、和/或其它原因而有用。例如,如果元件不以及時方式來組裝,則TIM或其它材料可能易受污染或其它缺陷影響,使得保護罩可以例如在運輸期間、在安裝和組裝期間等是有益的。
在示例性實施方式中,使用工具(例如,模具等)將TIM或其它材料從供應體壓實到襯底或部件(例如,蓋、BLS、熱源、除熱/熱耗散結構等)。工具可以包括腔和腔內的彈性材料。彈性材料可以包括允許減輕空氣滯留和去除空氣包的特殊成形的泡沫件。泡沫形狀可以被構造為在更大元件尺寸(例如,大約20毫米(mm)等)上塗敷無空氣/氣泡的材料。該泡沫的形狀可以為以表面彎曲(例如,過大或有支架的等)的方式插入到模具中的圓柱成形或圓柱形的、半球形的、倒角的、或平坦件。
由於所涉及的材料的性質,不規則和/或複雜幾何結構元件的塗敷使用傳統的即剝即貼方法可能不可行。相反,傳統即剝即貼方法元件通常限於正方形或矩形。這裡所公開的示例性實施方式可以用於塗敷或轉移具有複雜幾何結構和/或不規則形狀(諸如圓、字母、具有負空間的元件、其它形狀(諸如圖3所示的形狀(例如,星、箭頭、正方形、橢圓形等))等)的TIM或其它材料的元件或部分。
在一些示例性實施方式中,可以在單個動作(例如,單個行程、模具的單個按壓等)中向單個部件或襯底塗敷或轉移熱界面材料(TIM)或其它材料的單個元件或部分。在其它示例性實施方式中,例如可以在單個動作或多重向上模具的行程中同時向同一單個部件或襯底的不同區域塗敷或轉移同一或不同TIM和/或其它材料的多個元件或部分。在另外的示例性實施方式中,例如可以通過使用多重向上模具(例如,在模具的單個按壓中)同時向多個部件或襯底塗敷或轉移同一或不同TIM和/或其它材料的多個元件或部分。
在一些示例性實施方式中,執行單個動作(例如,單個行程、模具的單個按壓等),該單個動作包括使用泡沫芯部(或其它彈性材料)將TIM或其它材料粘著到部件或襯底,並且使用模具刃(例如,鋼直紋模具的刃、刀模具、集成電路模具等)壓印用於釋放的TIM或其它材料。粘著和壓印可以在單個行程中來完成。在其它示例性實施方式中,可以執行多個動作(例如,多個行程等),以粘著並壓印TIM或其它材料。這可以包括首先用泡沫或其它彈性材料粘著或預粘著TIM 或其它材料,然後在單獨動作中使用模具(例如,刀片模具、鋼直紋模具、刀模具、集成電路模具等)來壓印用於釋放的TIM或其它材料。預粘著和壓印可以在同一機器上或在單獨的機器上來進行。有利地,單獨動作中的粘著並壓印可以幫助減輕空氣滯留和/或允許更快的整個處理。
在一些示例性實施方式中,可以執行多個動作(例如,多個行程、多個打印動作等)來堆疊相同材料或不同材料的材料(例如,TIM上的TIM等)。有利地,這可以通過允許在同一位置中借助多個動作構建單個厚層(例如,被建造為最終厚層的多個25微米厚的層等)來允許較少的SKU(庫存單位)。這還可以允許不同層被放置或堆疊在彼此的頂部上(諸如,底部或第一TIM層、中間或第二電介質層以及頂部或第三TIM層等)。這還可以允許在未添加足夠的材料的情況下的更容易的返工。
在一些示例性實施方式中,使用模具在要轉移的TIM或其它材料中進行壓印。例如,提起的底座或集成電路的邊緣可以用於進行從供應體釋放並轉移TIM或其它材料所需的壓印。過大的彈性材料(例如,泡沫等)或包括填充有彈性材料(例如,泡沫等)的芯部或腔的過大模具可以用於完成已壓印TIM或其它材料到提起底座或集成電路的轉移。有利地,該處理可以允許用TIM或其它材料來覆蓋提起底座或集成電路的整個表面。
有時,可能在元件、襯底或部件的兩側上需要熱界面材料或其它材料。在一些示例性實施方式中,可以使用在上/下、左/右、旋轉等移動中推動目標元件、部件或襯底的雙頭(例如,雙打印頭等)來將熱界面材料或其它材料塗敷在目標元件的兩側上。被塗敷到一側的材料可以與塗敷到元件的另一側的材料相同或不同。通過將TIM或其它材料同時塗敷到元件的兩側,與TIM可以依次且不同時塗敷到元件的兩側的處理相比,示例性實施方式可以允許減少的處理和固定時間和/或成本。
由於目標部件的構造或設計,有時可能需要沿除了上/下方向之外的各種方向來打印、塗敷或轉移TIM或其它材料。一些示例性實施方式包括多方向打印功能,使得TIM或其它材料可以沿各種方向(包括但不限於上/下、橫向、對角、旋轉、反向等)打印、塗敷或轉移到目標部件。這可以包括在多個側(例如,雙側等)或多個目標表面上打印、塗敷或轉移TIM或其它材料。
參照附圖,圖2例示了具體實施本公開的一個或更多個方面的根據示例性實施方式的將材料塗敷(例如,從一個或更多個供應體轉移等)到部件的示例性系統100。雖然圖2示出了熱界面材料120(廣泛地,材料)被塗敷于蓋或集成熱擴散器124(廣泛地,部件),但系統100還可以用於將熱界面材料120和其它材料塗敷於大範圍的其它部件和襯底(諸如板級屏蔽件(例如,板級屏蔽件(BLS)的可去除蓋或罩等)、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)、不均勻表面或脊部(例如,沿著一系列連接的熱管等)等)。因此,本公開的方面不應限於用於任何單個類型的材料、襯底、元件、部件或不應限於將熱界面材料塗敷於襯底、元件或部件的任何具體位置或部分。
如圖2所示,系統100包括與模具108聯接的擠壓機104。在操作時,擠壓機104和模具108可操作為壓實並切割、切斷、撕開等包括處於模具108下方的襯料116和熱界面材料(TIM)120在內的條或帶112的一部分。如這裡公開的,另選實施方式可以包括與擠壓機104和模具108不同構造的工具。
舉例而言,模具108可以包括倒圓刀模具(rounded knife die)。倒圓刀模具可以包括泡沫填充的芯部。在另選實施方式中,模具108可以包括填充有不同彈性材料(諸如棉花、軟木、凝膠、凝膠包、橡膠、彈性體、彈性塑料、有彈力或海綿式材料、纖維材料、絕緣材料等)的腔或芯部。在又一些實施方式中,模具108可以依賴於由系統100塗敷或轉移的材料的特定類型而不需要填充有彈性材料的芯部。
在該示例中,模具108的泡沫填充芯部可以將TIM 120向下壓實到位於模具108下方對應的一個蓋124上。然後,倒圓刀模具例如可以在不必須刺穿襯料116的情況下借助襯料116去除(例如,切割、撕開、切斷等)TIM 120。在該去除操作期間,TIM 120被向下擠出,並且襯料116用模具108推動切透TIM 120,這使得在不切割襯料116的情況下,TIM 120從它自身切斷、撕開或切割。雖然可以在蓋124與襯料116之間留下非常薄的一部分TIM 120,但該部分如此薄,以至於它在基本上切割TIM120時從TIM 120的剩餘部分脫離。舉例而言,TIM 120可以以大約125微米的初始厚度開始。模具108可以迫使襯料116向下進入到TIM 120 中,直到TIM厚度被減小至大約25微米或被推動移開為止。因此,TIM 120由此可以由於該方法而在所有四側上具有坡形邊緣。
如圖2所示,在去除了模具108時,TIM 120可以留在蓋124上,並且條112下一部分和下一蓋124被移動到模具108下方的位置。舉例而言,蓋124可以經由傳送帶或其它進給/傳送器機構相對於模具108推進或移動。
在該所例示的實施方式中,包括襯料116和TIM 120的材料帶112是來自供應體或卷128的卷材。使用輥子132、136、140來使得材料帶112從卷材的供應體124放卷,並且行進到模具108下方的位置以壓實和切割。在TIM 120已經被壓實並從條112去除且被塗敷並轉移到蓋124之後,剩餘的材料帶144可以被收集或回收,例如纏繞到廢料卷148上,被允許落到廢物筐中,等。在其它實施方式中,可以使用更多或更少的輥子,和/或可以使用不在卷上開始的材料帶。在這種情況下,材料帶可以用手、用夾具或由自動化裝置放置的位置。
在示例性實施方式中,系統100優選地盡可能地利用材料帶,從而使塗敷處理期間的浪費最小化或至少減少浪費(例如,使留在襯料上的TIM材料量最小化等)。如圖2所示,蓋124被隔開比在每次壓實和切割(廣泛地,去除)操作之後使條112前進的距離大的距離。在每次壓實和切割操作之後,僅使條112前進足以允許壓實並切割、切斷、撕開等條112的下一部分以將TIM 120塗敷于下一蓋124(例如,最小距離)。在示例性實施方式中,TIM 120沿著襯料116的寬度可以等於TIM 120被壓實並塗敷/轉移到蓋124的片的寬度。在另一個示例性實施方式中,TIM 120沿著襯料116的寬度(例如,1英寸等)可以大於TIM 120被壓實並塗敷/轉移到蓋124的片的寬度(例如,3/4英寸等)。
在示例性實施方式中,材料帶 112還可以包括沿著 TIM 120的下表面或底部佈置的下襯料。在這種實施方式中,下襯料可以在模具108將TIM 120塗敷于蓋124之前用手人工去除或沒有人工干預的情況下(例如,用倒回和剝離器杆等)自動去除。
在示例性實施方式中,系統100可以包括一個或更多個加熱器,使得向頂部施加或增加熱量和/或使得向底座或底部施加或增加熱量。熱量可以幫助材料的切割、撕開、切斷等和/或材料到部件的粘附。或者,例如,熱量可以用於切割或以其它方式從供應體去除(例如,在沒有刀或刀片的情況下等)材料部分。另外或另選地,系統100可以被構造有例如被添加到頂部和用於切割TIM等的模具的冷卻、熱電模塊。在一些示例性實施方式中可以向頂板增加模具。
卷128(廣義地,供應體)可以以各種尺寸(諸如0.5英寸(12.7毫米(mm))、1英寸(25.4mm)等)來提供。卷寬度可以基於元件尺寸來選擇。例如,如果蓋124(廣泛地為元件)為10 mm*5 mm,則可以使用具有寬度0.5英寸(12.7mm)的卷。卷128被置於解繞器上且穿過塗敷機或系統100。如果卷128 包括下襯料,則下襯料可以隨著材料隨著小倒回而去除。蓋124和模具108可以在塗敷機或系統100中定向,以使熱界面材料的利用最大化。蓋124可以在塗敷步驟中被置於夾具中,以保證良好或完美的定位和TIM放置。對於小批量,定向可以由手來人工執行,但對於大批量,定向例如可以由自動化台(例如,可轉動的台或其它台等)來自動執行。系統100可以包括使成卷TIM材料前進以進行下一TIM塗敷的傳感器系統。另選地,系統100可以被構造有設定距離前進處理。可以提供加熱和冷卻,以提高塗敷魯棒性。
圖4至圖6例示了實現本公開的一個或更多個方面的工具202的示例性實施方式。工具202被構造成能夠在操作上將材料的部分(例如,熱界面材料、其它材料等)從材料的供應體(例如,卷、盤、帶等)轉移到襯底、元件、部件或其它目標表面。工具202可以與圖2 中所示的系統100 或其它合適的系統一起使用。
在該示例性實施方式中,工具202包括模具208(例如,刀片模具等),其被構造成沿著材料部分的僅一個邊緣或側切割材料的部分。工具202還包括彈性材料210,其用於對材料的整個部分進行壓實、按壓、推擠等,以使隨著材料的部分被塗敷到部件,材料的部分的其它剩餘附接邊緣或側被從材料的供應體撕開、切斷,分開或分離。
模具208可以具有閉合形狀(例如,矩形、非矩形等)。工具202可以包括腔,該腔填充有一種或更多種不同彈性材料210,例如棉花、軟木、凝膠、凝膠袋、橡膠、彈性體、彈性塑料、彈性或海綿狀材料、纖維材料、絕緣材料、其它彈性材料等。例如,模具208可以包括具有填充泡沫的芯或中心泡沫芯的刀片模具。在其它實施方式中,依賴於由系統100塗敷或轉移的具體的材料類型,模具108可以不需要填充有彈性材料的芯。
工具202的彈性材料210可以包括特定形狀的彈性材料片(例如泡沫等),其允許減輕空氣滯留並且用於去除空氣包和/或氣泡。在該例示的實施方式中,彈性材料210可以包括具有凸彎曲、向外彎曲的形狀或其它合適的非平坦形狀的泡沫,其用於當隨著材料的部分被塗敷到部件而泡沫被按壓或推擠以使材料的部分的未切割側或邊緣被從材料的供應體撕開、切斷、分開或分離時將氣泡或空氣包從材料部分擠出或迫使氣泡或空氣包從材料部分離開。
設置或佈置在模具208周圍的一個或更多個對齊構件214(例如,銷、柱、引導件、加載了彈簧的可縮回銷等)。對齊構件214可以被構造成幫助對齊材料供應體(例如,材料卷等)並且按壓塗敷了材料的部分的部件以在襯料剝離時幫助抑制抬升。
在該例示的示例性實施方式中,對齊構件214包括一組四個銷或柱,在該示例中,每個銷或柱都與矩形刀片模具208的四個角中的一個角相鄰。四個銷或柱214可以是可縮回的、可壓縮的、加載了彈簧的或以其它方式被構造成用於按壓該部件和/或施加抵靠該部件的力(例如,彈力等)以在襯料被從塗敷到該部件的材料的部分剝離或以其它方式去除時幫助抑制抬升。在示例性實施方式中,四個銷或柱214可相對于安裝和/或聯接銷或柱214的支撐表面或襯底218縮回。
冷卻單元、冷卻模塊或裝置(例如,再循環冷卻器、熱電模塊等)可以設置在工具202的前面或上游。該冷卻模塊可以用於在材料的部分被塗敷到部件之前降低材料的溫度。降低材料的溫度可以增加材料的硬度並降低從材料上剝離襯料所需的釋放力。增加的材料硬度和減小的釋放力將使得從塗敷到部件的材料的部分剝離或以其它方式去除襯料較容易,這又可以允許降低與襯料剝離期間的材料破裂相關的故障率。
如在圖6中所示,擠壓機204與模具208聯接。在操作中,擠壓機204、模具208和彈性材料210將來自供應體212(例如,條或帶,其包括襯料216和TIM 220等)的熱界面材料的部分塗敷到部件或目標224。例如,將TIM 220的部分塗敷到目標224的處理可以包括經由擠壓機204相對於目標224移動(例如,降低等)模具208並將模具208按壓目標224達一段時間(例如,2或3秒的停頓等),然後移動(例如抬起等)模具208相對離開目標224。
此時,襯料216需要從TIM 220上剝離、分離或去除。在傳統的處理中,由於釋放力,目標224的底部會被稍微抬升然後落下(如果重量比釋放力大)。並且,如果未被檢查,則會增加諸如破裂、氣泡等材料的故障率。在本文公開的示例性實施方式中,銷214設置在模具208周圍,這可以幫助消除該問題。例如,當模具208被按壓目標224時,銷214可被壓縮或縮回。當模具208從目標224移開(例如,抬升等)時,銷214然後可以提供抵靠目標224的力(例如,來自壓縮的加載了彈簧的銷的彈力等)以幫助將目標224向下保持在適當位置並且抑制目標224的抬升。
銷214還幫助引導並對齊材料212並將其相對於模具208和部件224就位。這又可以在Y方向上提供較好的定位精度,該Y方向為圖6中的豎直方向。
該示例性實施方式可用於將來自盤或卷的TIM或其它材料的部分塗敷或轉移到部件或襯底的表面上,諸如如圖2所示。在這個盤對盤或卷對卷處理的示例中,工具202(例如,刀片模具208和泡沫210等)位於供應體盤或卷(例如,圖2中的供應體128等)以及收緊或廢料盤或卷(例如,圖2中的廢料148等)之間。系統部件可以以給定的速度運行,使得材料的部分從供應卷或盤轉移到襯底或部件的表面。
包括工具202在內的該示例性實施方式可以提供以下特性或優點中的一個或更多個(但不一定是任意或全部),諸如從材料卷較容易地轉移到目標表面、較精確地將材料定位到目標表面上、較寬和/或較多種類的可用目標表面等等。利用對齊構件214和模具208,系統可以用於在不需要夾具的情況下將材料塗敷到部件。對齊構件214可以用於將材料引導至相對於模具208和彈性材料214(例如,在...下方等)並且相對於(例如,在...之上等)部件的正確位置以將材料塗敷到部件。
如上所述,工具202可以與圖1 所示的系統100一起使用。在這樣的示例性實施方式中,模具刀片208可以沿著TIM 120的部分的僅單側或邊緣切割,並且彈性材料210可以將TIM 120向下壓實或向下按壓到位於模具108下方的蓋124中的相應的一個蓋上。工具202可以用於借助於襯料116去除(例如切割、撕開、切斷等)TIM 120,例如不刺穿襯料116等。在該去除操作期間,TIM 120可被向下擠壓並且襯料116用工具202被推擠通過TIM 120,這導致將TIM 120從其自身切斷、撕開或切割,而不切割襯料116。儘管TIM 120的非常薄的部分可以留在蓋124和襯料116之間,但該部分非常薄以至於從TIM 120的其餘部分脫離,基本上切割TIM 120。
如圖 2 所示,當模具208和彈性材料210被去除並且條112的下一部分和下個蓋124在模具208和彈性材料210下方移動就位時,TIM 120可以保持在蓋124上。舉例而言,蓋124可以經由傳送帶或其它進給/傳送器機構相對於模具208 和彈性材料210推進或移動。
圖7例示了根據示例性實施方式的當將材料塗敷到襯底、元件、部件或其它目標表面時可以使用的三種不同的切割模式(A、B、C)。其中 111表示材料供應體,222表示材料部分,333表示留下材料,444表示不留下材料。如所示出的,第一模具切割模式(A)包括用刀片模具切割所有四側或邊緣。通過這種第一模具切割模式(A),會損耗大量材料(殘留物),但是由刀片模具確定的尺寸精度會很好。
第二模具切割模式(B)包括用刀片模切割兩個相對的側或邊緣。通過該第二模具切割模式(B),與第一模具切割模式(A)相比,可以減少材料(廢料)的損耗。但是當使用第二模具切割模式(B)時會需要不同的卷寬度來滿足不同的寬度要求,因為所塗敷的材料(例如,TIM等)的寬度由材料卷寬確定或者等於材料卷寬度。
第三模具切割模式(C)包括用刀片模具來切割單側或邊緣。通過該第三模具切割模式(C),所塗敷的材料(例如,TIM等)的長度由材料卷移動的距離確定或者等於材料卷移動的距離。
在示例性實施方式中,用於將材料塗敷到部件的系統總體上可以包括能夠在操作上將材料的部分從材料的供應體轉移到部件的工具。該工具的第一部分被構造用於沿材料的該部分的單側或邊緣切割。工具的第二部分被構造用於壓實、按壓或推擠材料的該部分,以使附接於材料的供應體的材料的該部分的未切割側或邊緣被從材料的供應體撕開、切斷、分開或分離。
該工具的第一部分可以包括刀片,該刀片被構造用於沿材料的該部分的單側或邊緣切割。工具的第二部分可以包括彈性材料,該彈性材料被構造用於壓實、按壓或推擠材料的該部分,以使附接於材料的供應體的材料的該部分的未切割側或邊緣被從材料的供應體撕開、切斷、分開或分離。
該工具可以包括刀片模具,該刀片模具具有第一部分,該第一部分被構造用於沿著所述材料的所述部分的單側或邊緣切割。第二部分可以包括彈性材料,該彈性材料被構造用於當所述彈性材料被壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分並使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離時,減輕空氣滯留並且從所述材料的所述部分去除空氣包和/或氣泡。
該第二部分可以包括泡沫,所述泡沫被構造用於所述泡沫被構造用於當所述泡沫被壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分並使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離時,從所述材料的所述部分擠出氣泡或空氣包或迫使所述氣泡或空氣包從所述材料的所述部分離開。
該第二部分可以具有凸彎曲的外表面。
所述系統可以包括一個或更多個對齊構件,所述對齊構件被構造用於幫助將所述材料的所述部分與所述工具和所述部件對齊和/或當從所述材料的所述部分去除襯料時幫助抑制所述部件的抬升。
該系統可以包括用於在所述材料的所述部分被塗敷到所述部件之前降低所述材料的所述部分的溫度的裝置,通過降低所述材料的所述部分的溫度增加所述材料的所述部分的硬度並且減小從所述材料的所述部分剝離襯料所需的釋放力。
該系統可以包括一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷,所述銷被構造成幫助引導所述材料的所述部分相對於所述工具和所述部件就位。
該工具可以包括刀片模具,所述刀片模具具有包括四個角的矩形形狀。該系統還可以包括四個可壓縮和/或可縮回的銷,每個銷與所述刀片模具的所述四個角中的一個角相鄰,所述可壓縮和/或可縮回的銷被構造成幫助引導所述材料的所述部分相對於所述工具和所述部件就位。
在示例性實施方式中,一種用於將材料塗敷到部件的系統,該系統總體上包括能夠在操作上將材料的部分從材料的供應體轉移到部件的工具。該系統還包括用於在所述材料的所述部分被塗敷到所述部件之前降低所述材料的所述部分的溫度的裝置。通過降低所述材料的所述部分的溫度可以增加所述材料的所述部分的硬度並且可以減小從所述材料的所述部分剝離襯料所需的釋放力。
該工具可以包括刀片,該刀片被構造用於沿該材料的該部分的至少一側或邊緣切割。例如,該刀片可以被構造用於如圖7 所示沿著單側或者邊緣、兩個相對的側或邊緣,或者所有側或邊緣切割。所述工具可以包括彈性材料,該彈性材料被構造用於壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分,以使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離。
所述彈性材料可以被構造用於當所述彈性材料被壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分並使附接於所述材料的供應體的所述材料的部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離時,減輕空氣滯留並且從所述材料的所述部分去除空氣包和/或氣泡。
所述系統可以包括一個或更多個對齊構件,所述對齊構件被構造成幫助將所述材料的所述部分與所述工具和所述部件對齊和/或當從所述材料的所述部分去除襯料時幫助抑制所述部件的抬升。
該系統可以包括一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷,所述銷構造成幫助引導材料的部分相對於工具和部件就位。
該工具可以包括具有包括刀片模具,該刀片模具具有包括四個角的矩形形狀。該系統可以包括四個加載了彈簧的可壓縮和/或可縮回的銷,每個銷與刀片模具的四個角中的一個角相鄰。加載了彈簧的可壓縮和/或可縮回的銷可以被構造成幫助引導材料的該部分相對於工具和部件就位。
在示例性實施方式中,用於將材料塗敷到部件的系統通常總體上包括能夠在操作上將材料的部分從材料的供應體轉移到部件的工具。該系統還包括一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷,所述銷被構造成幫助引導材料的部分相對於工具和部件就位。
所述一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷可以被構造成當從所述材料的所述部分去除襯料時幫助抑制部件的抬升。
該工具可以包括刀片,該刀片被構造用於沿該材料的該部分的至少一側或邊緣切割。例如,該刀片可以被構造用於如圖7 所示沿著單側或邊緣、兩個相對的側或邊緣、或者所有側或邊緣進行切割。所述工具可以包括彈性材料,所述彈性材料被配置為用於壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分,以使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離。
彈性材料可被構造用於當所述彈性材料被壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離時,減輕空氣滯留並且從所述材料的所述部分除去空氣包和/或氣泡。
該系統可以包括用於在所述材料的所述部分被塗敷到所述部件之前降低所述材料的所述部分的溫度的裝置。降低所述材料的所述部分的溫度可以增加所述材料的所述部分的硬度並且可以減小從所述材料的所述部分剝離襯料所需的釋放力。
該工具可以包括刀片模具,所述刀片模具具有包括四個角的矩形形狀。一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷可以包括四個可壓縮和/或可縮回的銷,每個銷與刀片模具的四個角中的一個角相鄰。
在示例性實施方式中,用於將材料塗敷到部件的方法總體上包括將材料的部分從材料的供應體轉移到部件。該方法可以包括以下步驟中的一個或更多個步驟:沿著所述材料的所述部分的單側或邊緣切割並且壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分,以使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離;和/或在所述材料的所述部分被塗敷到所述部件之前降低所述材料的所述部分的溫度,通過降低所述材料的所述部分的溫度增加所述材料的所述部分的硬度並且減小從所述材料的所述部分剝離襯料所需的釋放力;和/或使用一個或更多個可壓縮和/或可縮回的銷來引導所述材料的所述部分相對於所述部件就位。
沿材料部分的單側或邊緣切割的步驟可以包括使用刀片模具沿著材料的部分的單側或邊緣切割。
壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分的步驟可以包括使用彈性材料來壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分,以使附接於所述材料的供應體的所述材料的所述部分的未切割側或邊緣被從所述材料的供應體撕開、切斷、分開或分離。
使用彈性材料來壓實、按壓或推擠所述材料的所述部分的步驟還可以包括使用所述彈性材料來從所述材料的所述部分擠出氣泡或空氣包或迫使所述氣泡或空氣包從所述材料的所述部分離開。
如圖7所示,該方法可以包括使用刀片模具沿著所述材料的所述部分的單側、兩個相對側或所有側切割。
圖8至圖21例示了用於從材料320的供應體312(例如,卷、盤、帶等)將材料320(例如,熱界面材料、其它材料等)塗敷到目標表面324(例如,部件、襯底、元件、板、其他材料的目標表面、其它目標表面等)的系統300 的示例性實施方式。在該示例性實施方式中,系統300包括被構造成能夠相對於材料320的供應體312的上襯料316(例如,載體襯料等)移動的滾動裝置或輥子360(廣泛地為工具或裝置)。
舉例而言,襯料316可以包括具有釋放塗層的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯料。同樣,舉例而言,材料320可以包括填隙料熱界面材料(例如,Tflex™ UT20000系列超薄填隙料熱界面材料等)。在示例性實施方式中,材料320 包括陶瓷填充的矽彈性體,其不包括嵌入的增強玻璃纖維,是不導電的,具有約3 W/mK 的導熱率,具有V0可燃性等級,從-40°C至200°C穩定,肖氏硬度(3 秒)在 0.41mm至1mm時為55 Shore 00 和在0.2 mm 至0.38mm時為85 Shore 00,和/或具有在從約0.2毫米(mm)到約1.0毫米的範圍內的厚度。在其它示例性實施方式中,其它材料也可以與系統300一起使用。
滾動裝置/輥子360能夠向下移動到與襯料316接觸(圖10和圖11),然後能夠沿襯料316滾動(圖11至圖13),以從供應體312將材料320的部分沿著部件324(廣泛地為目標表面)定位。同時,隨著滾動裝置/輥子360沿著襯料316滾動,滾動裝置/輥子360也能夠在操作上迫使空氣包和/或氣泡從材料320的部分離開或將空氣包和/或氣泡從材料320的部分擠出(廣泛地為去除)。參見例如,圖20例示了由系統300塗敷到部件324(例如,板、其它目標表面等)的熱界面材料(TIM)320(廣泛地為材料),以使得沒有空氣包和/或氣泡在TIM 320中可見。僅舉例而言,圖20中所示的TIM 320可具有約0.5 mm的厚度、約55.5mm的寬度和約55.5mm的長度。這些特定尺寸在本質上是示例,因為系統300可以被不同地配置成塗敷材料320的更小或更大的部分。
如圖9所示,系統300包括工具302,該工具302被構造成能夠在操作上將材料320的部分從襯料316轉移到部件324。工具302可以與本文公開的系統100(圖2)的工具(例如,擠壓機104和模具108)和/或工具202(圖4至圖6)相似或基本相同。換句話說,系統100(圖2)的工具(例如,擠壓機104和模具108)和/或工具202(圖4至圖6)可以與圖8 至圖21所示的系統300一起使用。
在工具302將材料320的部分從襯料316轉移到部件324之前,滾動裝置/輥子360能夠在操作上迫使空氣包和/或氣泡從材料320的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料320的部分擠出或去除。在滾動裝置/輥子操作之後,工具302然後可以用於切斷、撕開、分開、分離和/或切割材料320的部分,以從材料的供應體312的襯料316釋放和轉移。如圖16至圖18所示,工具302可以被構造成能夠在操作上當工具302被去除並遠離部件324向上縮回時,在不將材料320的部分從部件324去除的情況下,從材料320的部分去除和/或剝離襯料316。
如圖10和圖11所示,系統300可以將滾動裝置/輥子360向下移動到與材料的供應體312的襯料316接觸。系統300然後可以在滾動裝置/輥子360與襯料316接觸的同時沿著襯料316使滾動裝置/輥子360滾動(在圖12和圖13中從右到左)。此後,如圖13和圖14所示,系統300可以向上移動或縮回滾動裝置/輥子 360以遠離襯料316並且脫離與襯料316的接觸。系統300可以將滾動裝置/輥子360(在圖14和圖15中從左到右水平地)移動回到其原始開始位置。
在該示例性實施方式中,工具302和滾動裝置或裝置360可以聯接以進行共同的水平和豎直移動。例如,系統300可以將滾動裝置/輥子360與工具302的模具308一起豎直或水平地移動。系統300還可以被構造成使得滾動裝置/輥子360還或者另選地能夠獨立於工具302的模具308移動。
如圖11至圖13所示,滾動裝置/輥子360可以被構造成以非垂直的角度(例如約60度、約45度的角度、其它銳角、其它非垂直的角度等)接觸襯料316。滾動裝置/輥子360能夠沿襯料316移動(例如,被系統300沿襯料316和與其接觸地自動滾動等),從而施加壓力(例如,向下、抵靠、或沿著襯料等)以在不將材料320的部分從襯料316去除或轉移的情況下,從供應體312將材料320的部分抵靠部件324定位。當沿著襯料316滾動滾動裝置/輥子360時,由滾動裝置/輥子360施加到襯料316的壓力、抵靠或沿著襯料316施加的壓力可以通過從材料320的部分去除空氣包和/或氣泡來幫助減輕空氣滯留。例如,滾動裝置/輥子360可以被構造成當隨著滾動裝置/輥子360沿著襯料316滾動而滾動裝置/輥子360施加壓力到襯料316(例如,被抵靠襯料316按壓或推擠)時,將空氣包和/或氣泡從材料320的部分和/或從其下方擠出或迫使空氣包和/或氣泡從材料320的部分和/或從其下方離開。
在示例性實施方式中,滾動裝置/輥子360可以包括彈性材料,以減小由滾動裝置/輥子 360施加到供應體312的材料320的力,例如,這可以幫助保護材料320不受厚度變形等的影響。例如,材料的供應體312可以包括相對較軟的熱界面材料(TIM)或其它材料。滾動裝置/輥子360可以包括或覆蓋有相對軟的泡沫或其它彈性材料(例如,橡膠、彈性體、彈性塑料、彈性或海綿狀材料、纖維材料、絕緣材料、其它彈性材料等)。
工具302可以包括腔,該腔填充有一種或更多種不同彈性材料,例如棉花、軟木、凝膠、凝膠袋、橡膠、彈性體、彈性塑料、彈性或海綿狀材料、纖維材料、絕緣材料、其它彈性材料等。例如,模具308可以包括具有填充泡沫的芯或中心泡沫芯的刀片模具。在其它實施方式中,依賴於由系統300塗敷或轉移的具體的材料類型,模具308可以不需要填充有彈性材料的芯。
在示例性實施方式中,系統300可以包括冷卻單元、冷卻模塊或裝置(例如,再循環冷卻器、熱電模塊等),用於在將材料320的部分塗敷到部件324之前降低材料的溫度。降低材料的溫度可以增加材料的硬度,並降低從材料320剝離襯料316所需的釋放力。增加的材料硬度和減小的釋放力將使得從塗敷到部件324的材料320的部分剝離或以其它方式去除襯料316較容易,這又可以允許降低與襯料剝離期間的材料破裂相關的故障率。
在示例性實施方式中,模具308聯接著擠壓機,使得模具308 可以經由擠壓機相對於部件324或其它目標表面移動(例如,降低等)。擠壓機可以可操作以按壓模具308抵靠部件324達一段時間(例如,2或3秒的停頓等),然後移動(例如,抬起、縮回等)模具308以相對離開部件324。在該操作期間,可以向下擠壓材料320,並且可以利用工具302將襯料316推擠通過材料320,這導致在不切割襯料316的情況下將材料320從其自身切斷、撕開或切割。儘管材料320的非常薄的部分可以留在部件324與襯料316之間,但該剩餘部分可以是非常薄的使得其從材料320的其餘部分脫離,基本上切割材料320。當模具308 遠離部件324而移動或縮回時,材料320可以保留在部件324上。
在示例性實施方式中,包括襯料316和TIM 320(廣泛地為材料)的材料帶312是來自供應體或卷328的卷材。可以使用輥子332、340來使得材料帶312從卷材的供應體328放卷,並且行進到滾動裝置/輥子360和模具308下方的位置。在TIM 320已經被塗敷和轉移到部件324之後,剩餘的材料帶344可以被收集或回收,例如纏繞到廢料卷348上,被允許落到廢物筐中,等。因此,該示例性實施方式可以用於將TIM或其它材料的部分從盤或卷塗敷或轉移到部件的表面或目標表面上。在卷到卷或盤到盤處理的該實例中,滾動裝置/輥子360和工具302在供應體盤或卷328與收緊或廢料盤或卷348之間。在其它實施方式中,可以使用更多或更少的輥子,和/或可以使用未被卷在卷上的材料帶。在這種情況下,材料帶可以用手、用夾具或由自動化裝置放置在位置中。
圖8和圖20示出了部件324被人工地放置到系統300的支撐表面318上以及從支撐表面318去除。在其它示例性實施方式中,例如在圖2所示的系統100中等,部件324被相對於材料的供應體312、滾動裝置/輥子360和工具302自動地定位(例如,放置在下方、對準、移動等)。例如,部件可以經由傳送帶或其它進給/傳送機構與工具302和滾動裝置/輥子360對準以及相對於工具302和滾動裝置/輥子360移動。
因此,本文公開的示例性實施方式可以包括被構造成被移動到與材料的供應體的襯料(例如,載體襯料等)接觸並抵靠其按壓的滾動裝置或輥子。滾動裝置/輥子在與襯料接觸時能夠沿襯料移動(例如自動滾動等),從而向襯料施加壓力。由滾動裝置/輥子施加到襯料上的壓力將來自供應體的材料的部分抵靠部件(廣泛地為目標表面)定位、按壓或推擠,同時還迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分和/或從其下方離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分和/或從其下方擠出或去除。
在從材料的沿著部件的部分去除襯料之前,使滾動裝置/輥子沿著襯料(例如,載體襯料等,其沿著供應體的材料的上表面)相對移動(例如,自動向下移動到與其接觸等)。滾動裝置/輥子可以被構造成以非垂直的角度(例如約60度、約45度的角度、其它銳角、其它非垂直的角度等)接觸襯料。滾動裝置/輥子沿著襯料移動(例如,沿襯料和與其接觸地自動滾動等),從而施加壓力(例如,向下、抵靠、或沿著襯料等)以在不將材料的部分從襯料去除或轉移的情況下,將來自供應體的材料的部分抵靠部件定位。當沿著襯料滾動滾動裝置/輥子時由滾動裝置/輥子施加到襯料的壓力、抵靠或沿著襯料施加的壓力通過從材料去除空氣包和/或氣泡可以減輕空氣滯留。例如,滾動裝置/輥子可以被構造成當隨著滾動裝置/輥子沿著襯料滾動而滾動裝置/輥子施加壓力到襯料(例如,被抵靠襯料按壓或推擠)時,將空氣包和/或氣泡從材料的部分和/或從其下方擠出或迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分和/或從其下方離開。
在示例性實施方式中,滾動裝置/輥子包括彈性材料(例如,覆蓋有相對柔軟的泡沫或其它柔軟的彈性材料的輥子等),以減小由滾動裝置/輥子施加到材料的力,例如,這可以幫助保護材料不受厚度變形等的影響。例如,要由系統塗敷的材料可以包括相對較軟的熱界面材料(TIM)或其它材料。滾動裝置/輥子可以包括相對軟的泡沫或其它彈性材料(例如,橡膠、彈性體、彈性塑料、彈性或海綿狀材料、纖維材料、絕緣材料、其它彈性材料等)。
在示例性實施方式中,滾動裝置/輥子是第一工具,並且該系統還包括第二工具,該第二工具能夠在操作上將材料的部分從供應體轉移到部件。在第二工具將材料的部分從供應體轉移到部件之前,滾動裝置/輥子能夠在操作上迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。第二工具可以被構造成能夠在操作上切斷、撕開、分開、分離和/或切割材料的部分,以從材料的供應體的襯料釋放和轉移。第二工具可以被構造成能夠在操作上在當第二工具被去除時不將材料的部分從部件去除的情況下,從材料的部分去除和/或剝離襯料(例如,載體襯料)。
因此,滾動裝置/輥子可以被構造成能夠移動到與襯料接觸並沿著襯料移動,以抵靠部件推擠或按壓沿著襯料(例如,在其下方等)的材料的部分,從而當在滾動裝置/輥子在與襯料接觸的同時沿著襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開或將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出。
在示例性實施方式中,滾動裝置/輥子可以被構造成能夠以相對於襯料非垂直的角度移動到與襯料接觸並沿襯料滾動。滾動裝置/輥子可以包括彈性材料(例如泡沫等),該彈性材料滾動地接觸襯料以向襯料施加壓力,以在滾動裝置/輥子的彈性材料沿襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。
滾動裝置/輥子可以被構造成被系統相對於材料的供應體自動地移動,以將來自供應體的材料的部分沿著部件自動地定位,從而當滾動裝置/輥子沿材料的部分自動地相對移動時,自動地迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。
在示例性實施方式中,系統可以包括具有凸彎曲的外表面的第一工具,該凸彎曲的外表面被構造成當凸彎曲的外表面能夠沿著材料的部分滑動地移動或平移(例如,為滾動等)時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。
公開了將熱界面材料和其它材料塗敷(例如,從供應體轉移等)到部件的系統的示例性實施方式。例如,熱界面材料或其它材料可以塗敷到大範圍的襯底、部件以及元件(諸如集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、排熱/散熱結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)等)。
在示例性實施方式中,系統可以包括材料的供應體(例如,熱界面材料或其它材料的卷、盤或帶等)和工具(例如,模具等)。工具可以操作為推擠(例如,壓實等)並去除(例如,切割、撕開、剪切、切斷、分離等)在工具與部件之間的、來自供應體的材料的部分。
材料可以包括非金屬。材料的部分可以在該部分與部件之間沒有任何擴散接合或焊接接頭的情況下聯接到部件。
襯料可以沿著材料的供應體的表面。工具可以操作為借助襯料從供應體去除材料的部分。例如,工具可以操作為推動襯料穿過材料的部分,以在不必須刺穿襯料的情況下從供應體切斷材料的部分。
工具可以包括模具,該模具可操作為壓實並切割在工具與對應的一個部件之間的、來自供應體的材料的部分。例如,工具可以包括具有泡沫填充芯部的倒圓刀模具。泡沫填充芯部可以可用於將材料的部分向下壓實到部件上。倒圓刀模具可以可用於借助襯料從供應體切割材料的部分。
系統可以被構造為使得材料的部分留在部件上,並且使得在工具被去除並移動(例如,向上提起等)遠離材料的部分時從材料的部分去除襯料。系統可以被構造為使得在去除工具且使下一部分的材料的供應體和下一部件被移動至材料塗敷到的位置時留在部件上。
系統可以包括傳感器系統,該傳感器系統使材料的供應體前進以接著塗敷到隨後的部件。或者,系統可以被構造有針對材料的供應體的設定距離前進處理。系統可以包括夾具,部件置於該夾具中並且相對於模具定向以將材料置於部件上。部件可以包括集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)等。
系統可以被構造有用於在將材料塗敷到部件期間施加熱量和/或冷卻的加熱和/或冷卻特徵(例如,再循環加熱器/冷卻裝置、熱電模塊等),這些加熱和/或冷卻特徵可以幫助TIM 或其它材料從襯料的切割、粘附、釋放、部件和襯料的溫度控制等。例如,熱量可以幫助材料的切割和/或材料到部件的粘附。或者,例如,熱量可以用於切割或以其它方式從供應體去除(例如,在沒有刀或刀片的情況下等)材料部分。
系統可以包括材料的供應體的卷。輥子可以被設置為使得材料的供應體從卷放卷並行進到與工具對齊的位置。可以使用廢物收集(例如,廢料卷、垃圾桶等)來收集將材料塗敷於部件之後剩下的熱界面材料的供應體的未用部分。材料可以是沒有任何突片的熱相變材料。作為另一個示例,系統或方法可以被構造為將熱界面材料或其它材料塗敷(例如,從卷轉移等)到襯底(諸如膜),以製作突片製品等。
還公開了用於將材料塗敷到部件的方法的示例性實施方式。例如,熱界面材料或其它材料可以塗敷到大範圍的襯底和部件(諸如集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)等)。
在示例性實施方式中,方法通常包括壓實並去除(例如,切割、撕開、剪切、切斷、分離等)與部件對齊的、來自材料的供應體的材料的部分,使得材料的部分在沒有熱界面材料的部分到部件中對應的一個部件的擴散接合的情況下塗敷到部件。
壓實和去除可以包括借助沿著材料的供應體的表面佈置的襯料按壓工具(例如,模具等),使得材料的部分留在部件上,並且使得在工具被去除並移動相對遠離材料的部分時,襯料從材料的部分去除。方法可以包括使用工具來將襯料推動穿過材料的部分,以在不刺穿襯料的情況下從供應體切斷材料的部分。
壓實和去除可以包括使用工具來壓實並去除在工具與部件之間的、來自供應體的材料的部分。
工具可以包括模具,諸如具有泡沫填充芯部的倒圓刀模具等。在這種情況下,方法可以包括以下步驟:將泡沫填充芯部用於將材料的部分壓實到部件上;以及使用倒圓刀模具來從材料的供應體切割材料的部分。
方法可以包括使部件中的上面具有材料的部分的對應的一個部件前進離開工具;以及使材料的供應體和下一部件前進到將材料塗敷到下一部件的、與工具對齊的位置中。前進材料的供應體可以包括使用輥子來使得材料的供應體從供應體卷放卷並行進到與工具對齊的位置。方法可以包括收集在材料被塗敷到部件之後留下的材料的供應體的未用部分。
材料可以包括非金屬。方法可以包括以下步驟:將材料的部分在該部分與部件之間沒有任何擴散接合或焊接接頭的情況下聯接到該部件。
方法可以包括以下步驟在使用傳感器系統或設定距離前進處理的同時使材料的供應體前進以接著塗敷到部件。方法還可以包括以下步驟:將部件置於夾具中,使得部件被定向以將材料置於部件上。部件可以包括集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)等。方法還可以包括在壓實和/或去除期間加熱和/或冷卻。
另一個示例性實施方式包括集成熱擴散器和在該集成熱擴散器上面的由這裡公開的系統或方法塗敷(例如,壓實並切割、從供應體轉移等)的熱界面材料或其它材料。電子裝置可以包括申請專利範圍的集成熱擴散器和中央處理單元或處理器模具。集成熱擴散器可以可操作為擴展由中央處理單元或處理器模具生成的熱量。
另一個示例性實施方式包括板級屏蔽件(BLS)和在該板級屏蔽件(BLS)上面的由這裡公開的系統或方法塗敷(例如,壓實並切割、從供應體轉移等)的熱界面材料或其它材料。BLS可以適於用於為襯底上的至少一個部件提供電磁干擾(EMI)屏蔽。BLS可以包括一個或更多個側壁,該一個或更多個側壁限定開口且被構造為大體圍繞襯底上的至少一個部件安裝到襯底;和蓋,該蓋被構造為覆蓋由一個或更多個側壁限定的開口。熱界面材料可以被塗敷到蓋。當一個或更多個側壁大體圍繞至少一個部件安裝到襯底且蓋覆蓋由一個或更多個側壁限定的開口時,熱界面材料和蓋可以協作,以限定從至少一個部件開始的熱傳導熱路徑,並且BLS可操作為為至少一個部件提供EMI屏蔽。蓋可以與一個或更多個側壁一體或可去除地貼附到一個或更多個側壁。
另一個示例性實施方式包括組件,該組件包括除熱/熱耗散結構、具有熱源的印刷電路板以及上面由這裡公開的系統或方法塗敷(例如,壓實並切割、從供應體轉移等)有熱界面材料或其它材料的板級屏蔽件。一個或更多個側壁在開口在至少一個部件上方的情況下安裝到印刷電路板。蓋被定位在一個或更多個側壁上,使得由一個或更多個側壁限定的開口被蓋覆蓋。熱界面材料和蓋協作來限定從熱源到除熱/熱耗散結構的熱傳導熱路徑。板級屏蔽件可操作為為熱源提供EMI屏蔽。除熱/熱耗散結構可以為熱擴散器。熱源可以為印刷電路板上的集成電路。
大範圍的熱界面材料和其它材料(例如,非熱增強材料、熱絕緣體、電介質絕緣、電絕緣體、導電彈性體、EMI吸收劑、EMI屏蔽材料、聚合材料、粘附材料、其它界面材料、其組合、其獨立層、其對疊層等)可以用於諸如圖2所示的材料120、圖6所示的材料220、圖20所示的材料320等的示例性實施方式中。有利地,這裡公開的示例性實施方式可以允許製作將具有超過當前TIM的寬鬆的特性的TIM。容易處理且塗敷對於TIM是重要的,但有助於性能的柔軟度、剪切薄化以及模量導致較難以塗敷材料。這裡公開的示例性塗敷處理可以允許更容易地塗敷通常難以塗敷但具有較佳性能的材料。
可以用於示例性實施方式的示例熱界面材料包括熱填隙料、熱相變材料、熱傳導EMI吸收劑或混合熱/EMI吸收劑、熱油灰、熱墊等。例如,示例性實施方式可以包括被壓實、切割且塗敷到EMI屏蔽件的一部分(諸如罩或蓋或板級屏蔽件)的熱傳導EMI吸收劑或混合熱/EMI吸收劑。
示例性實施方式可以包括萊爾德(Laird)生產的一種或更多種熱界面材料(諸如TputtyTM 502系列熱填隙料、TflexTM 系列填隙料(例如,TflexTM 300系列熱填隙料、TflexTM 600系列熱填隙料、TflexTM 700系列熱填隙料等)、TpcmTM 系列熱相變材料(例如,TpcmTM 580系列熱相變材料、TpcmTM 780系列熱相變材料、TpcmTM 900系列熱相變材料等)、TpliTM 系列填隙料(例如,TpliTM 200系列填隙料等)、IceKapTM 系列熱界面材料和/或 CoolZorbTM 系列熱傳導微波吸收劑材料(例如,CoolZorbTM 400系列熱傳導微波吸收劑材料、CoolZorbTM 500系列熱傳導微波吸收劑材料、CoolZorbTM 600系列熱傳導微波吸收劑材料等)等)。在一些示例性實施方式中,熱界面材料可以包括具有高導熱率的兼容填隙料。舉例而言,熱界面材料可以包括萊爾德(Laird)的熱界面材料(諸如TflexTM 200、TflexTM HR200、TflexTM 300、TflexTM 300TG、TflexTM HR400、TflexTM 500、TflexTM 600、TflexTM HR600、TflexTM SF600、TflexTM 700、TflexTM SF800 熱填隙料中的一個或更多個)。
這裡公開的熱界面材料可以包括彈性體和/或陶瓷顆粒、金屬顆粒、鐵磁EMI/RFI吸收顆粒、橡膠、凝膠或蠟的底座中的金屬或玻璃纖維網格布等。熱界面材料可以包括兼容或共形的矽墊、非矽基材料(例如,非矽基填隙料、熱塑性和/或熱固性聚合彈性體材料等)、絲印材料、聚氨酯泡沫或凝膠、導熱添加劑等。熱界面材料可以被配置為具有足夠共形性、兼容性和/或柔軟度(例如,不必經受相變或回流等),以通過在低溫(例如,20°C至25°C的室溫等)下彎曲來調節耐受性或間隙,和/或以允許熱界面材料在被放置為與配套表面(包括非平坦、彎曲或不均勻配套表面)接觸(例如,壓縮抵靠等)時緊密符合(例如,以較緊密配合和封裝方式等)配套表面。
這裡所公開的熱界面材料可以包括軟熱界面材料,該軟熱界面材料由彈性體和至少一個熱傳導金屬、氮化硼和/或陶瓷填料形成,使得軟熱界面材料即使在沒有經受相變或回流的情況下也是共形的。在一些示例性實施方式中,第一和/或第二熱界面材料可以包括陶瓷填充的矽彈性體、氮化硼填充的矽彈性體或包括通常為非加強膜的熱相變材料。
示例性實施方式可以包括一個或更多個熱界面材料,該一個或更多個熱界面材料取決於用於製作熱界面材料的特定材料和熱傳導填料(若有的話)的加載百分比而具有高熱導率(例如,1 W/mK(瓦每米每開爾文)、1.1 W/mK、1.2 W/mK、2.8 W/mK、3 W/mK、3.1 W/mK、3.8 W/mK、4 W/mK、4.7W/mK、5 W/mK、5.4 W/mK、6 W/mK)。因為其它實施方式可以包括具有高於 6 W/mK、小於1 W/mK 或其它值和在1至6W/mK之間的範圍的熱導率的熱界面材料,所以這些熱導率僅是示例。因此,本公開的方面不應限於與任何特定熱界面材料一起使用,因為示例性實施方式可以包括大範圍的熱界面材料和其它材料(例如,非熱增強材料、熱絕緣體、電介質絕緣、電絕緣體、導電彈性體、EMI吸收劑、EMI屏蔽材料、聚合材料、粘合材料、其它界面材料、其組合、其獨立層、其堆疊層等)。
由這裡所公開的系統和方法所塗敷的熱界面材料和/或其它材料可以包括被添加為實現各種期望結果的一種或更多種合適的填料和/或粘合劑。示例填料包括顏料、塑化劑、處理助劑、阻燃劑、增量劑等。例如,可以添加增黏劑來提高熱界面材料或其它材料等的黏性。用另外示例的方式,由這裡所公開的系統和方法塗敷的熱界面材料和/或其它材料可以包括電磁干擾(EMI)或微波吸收劑、導電填料、和/或磁性顆粒,以可操作為或可用作EMI和/或RFI屏蔽材料。填料的示例包括羰基鐵、矽化鐵、鐵顆粒、鐵鉻化合物、金屬銀、羰基鐵粉、鐵矽鋁磁合金(SENDUST)(包含85%鐵、9.5%矽以及5.5%鋁的合金)、坡莫合金(含有大約20%鐵和80%鎳的合金)、鐵氧體、磁性合金、磁性粉末、磁性薄片、磁性顆粒、鎳基合金和粉末、鉻合金及其任意組合。由這裡所公開的系統和方法所塗敷的熱界面材料和/或其它材料可以包括由以上材料中的一種或更多種形成的一種或更多種EMI吸收劑,其中,EMI吸收劑包括微粒、球狀體、微球、橢圓體、不規則球體、股、小薄片、粉末和/或這些形狀中的任意一個或所有的組合。
大範圍的材料在這裡所公開的示例性實施方式中可以用於蓋(廣泛地為元件),包括導電材料(諸如金屬(例如,鋁、銅等)、合金、天然石墨、合成石墨或其它合適的材料等)。舉例而言,可以製作EMI屏蔽件或其部分的示例性材料的非窮盡列表包括冷軋鋼、鎳銀合金、銅鎳合金、不銹鋼、鍍錫冷軋鋼、鍍錫銅合金、碳鋼、黃銅、銅、鋁、銅鈹合金、磷青銅、鋼、其合金、塗布有導電材料的塑料材料或任意其它合適的導電和/或磁材料。因為可以依賴于例如特定應用而使用不同的材料,所以本申請所公開的材料在這裡僅為了例示的目的而提供。
另外,這裡所公開的熱界面材料和其它材料可以塗敷到大範圍的元件或部件。(包括集成電路(IC)封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件(例如,板級屏蔽件(BLS)的可去除蓋或罩等)、熱源(例如,中央處理單元(CPU)等)、除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、蒸汽室、裝置外殼或殼體等)等)。因此,本公開的方面不應限於與任何單個類型的元件或部件一起使用或不應限於到元件或部件的任何具體位置或部分的塗敷。
在示例性實施方式中,熱界面材料或其它材料的部分可以從供應體去除並塗敷於板級屏蔽件(BLS)的蓋或罩。BLS蓋或罩可以與BLS的側壁集成為一體或可去除地貼附到該側壁。例如,BLS可以包括與BLS的上表面、罩、蓋或頂部一體形成的側壁。例如,側壁和上表面可以通過以下方式來形成:衝壓同一片導電材料,然後折疊衝壓後的材料,使得側壁大體上垂直於上表面。另選地,側壁可以被單獨製作且不與BLS的上表面一體形成。在一些示例性實施方式中,BLS可以包括上表面、罩、蓋或頂部可從其去除且可貼附到側壁的兩片式屏蔽件。在一些示例性實施方式中,BLS可以包括貼附到BLS和/或與BLS一體形成的一個或更多個內壁、分隔物或隔離物。在這種示例性實施方式中,BLS蓋、側壁以及內壁可以協作地限定多個獨立的EMI 屏蔽隔室。
在一些示例性實施方式中,可以從一個或更多個供應體(例如,相同、不同和/或多層材料中的一個或更多個的一個或更多個卷、盤或帶)去除(例如,推動、按壓、壓實、去除、切斷、撕開、切割、吹動等)多個材料部分並將其塗敷於部件或襯底的任意一側或兩側。例如,可以從熱界面材料的單個供應體去除同一熱界面材料(或另一種材料)的多個部分並沿著BLS蓋或罩(或其它部件)的下側或內側塗敷該多個部分。多個不同部分可以從單個供應體來分別(例如,順序、相繼、連續、等)或同時地去除並塗敷。或者,例如,同一熱界面材料(或另一種材料)的多個不同部分可以從不同供應體來分別或同時去除並塗敷。作為另一個示例,不同材料的多個不同部分可以從不同材料的不同供應體來分別或同時去除並塗敷。多個不同部分可以沿著BLS蓋或罩彼此相鄰(例如,緊靠、接觸等)或隔開。另外或另選地,多個不同部分可以沿著BLS或罩的下或內側堆疊在彼此的頂部上。
沿著BLS蓋或罩的內側塗敷的TIM或其它材料部分可以具有相同厚度或不同厚度,以適應將在BLS下方的變化高度的裝置、部件等。沿著BLS蓋或罩的外側塗敷的TIM或其它材料部分也可以具有相同厚度或不同厚度,以適應變化厚度的熱擴散器、熱沉、其它除熱/熱耗散結構等。
在示例性實施方式中,材料的供應體可以包括單層材料或多層材料的單個卷、盤、帶或其它供應體。在其它示例性實施方式中,材料的供應體可以包括單層材料的多個卷、盤、帶或其它供應體,該材料可以對於多個供應體相同或不同。在另外的示例性實施方式中,材料的供應體可以包括多層材料的多個卷、盤、帶或其它供應體,該多層材料可以對於多個供應體相同或不同。在又一些示例性實施方式中,材料的供應體可以包括單層材料的至少一個卷、盤、帶或其它供應體或多層材料的至少一個卷、盤、帶或其它供應體。在一些示例性實施方式中,材料的供應體可以包括具有包或腔的供應體(例如,載體帶等),要塗敷(例如,從包內吹出、用取放設備機械去除等)的材料部分(例如,TIM或其它材料的部分等)定位在包或腔中。在示例性實施方式中,可以分別(例如,順序、相繼、連續、等)或同時地去除並塗敷來自材料的一個或更多個供應體的部分。
在示例性實施方式中,系統可以用於從供應體(例如,盤、卷、帶等)去除材料(例如,TIM等)的部分,並且將材料部分塗敷或轉移到部件。舉例而言,系統可以從供應體切割材料部分,該切割處理還可以將所切割材料部分轉移到部件。或者,例如,系統可以對材料部分成形和/或定尺,該成形和/或定尺處理還可以將所成形和/或定尺的材料部分轉移到部件。作為另一個示例,系統可以使材料部分變形,該變形處理還可以將所變形材料部分轉移到部件。作為又一個示例,系統可以壓印並撕開材料部分,該處理還可以將材料部分轉移到部件。
這裡所公開的示例實施方式可以與大範圍的熱源、電子裝置和/或除熱/熱耗散結構或部件(例如,熱擴散器、熱沉、熱管、裝置外殼或殼體等)一起使用。例如,熱源可以包括一個或更多個熱量生成部件或裝置(例如,CPU、底部填充內的模具、半導體裝置、倒裝芯片、圖形處理單元(GPU)、數字信號處理器(DSP)、多處理器系統、集成電路、多核處理器等)。通常,熱源可以包括具有比熱界面材料更高溫度或以其它方式向熱界面材料提供或傳遞熱量而不管熱量是由熱源生成還是僅借助或經由熱源傳遞的任意部件或裝置。因此,本公開的方面不應限於與任何單一類型的熱源、電子裝置、除熱/熱耗散結構等一起的任何特定用途。
示例性實施方式可以提供以下特徵或優點中的一個或更多個(但不必是任何一個或全部),諸如與具有增加高成本的有突片的元件的一些傳統相變材料(PCM)塗敷處理相比的突片取消和降低的成本。示例性實施方式可以幫助解決問題(諸如顧客在正確塗敷有突片的元件時的問題、襯料釋放的問題、對元件構造、形狀以及尺寸的限制、在清潔房間中形成之後的另外步驟期間保持材料清潔和/或沒有扭曲地運送有突片的元件的難度)。這裡所公開的示例性實施方式可以允許設置標準材料(例如,標准寬度、厚度和/或長度等),該材料然後可以與可以對於各種形狀和尺寸按需改變的不同模具一起使用。這裡所公開的示例性實施方式可以從罐(pot)到成品卷的較簡單形成設計,可以提供緊湊處理和較小的清潔室要求(類型2),可以僅需要有限的在製品(WIP)花費,可以允許較簡單/更小的元件號碼列表、PCM厚度和寬度,可以允許在突片格式下在成本有效方面不可行的多種模具形狀和元件(例如,圖3等),可以允許可提供的最小尺寸變得沒有問題(例如,圖3 等),可以允許襯料釋放變化問題不重要,和/或可以允許排除篩選的“乾淨”材料停留在襯料之間直到被塗敷到蓋為止。在一些示例性實施方式中,可以快速且在沒有扭曲以及被滯留的空氣的情況下對TIM進行塗敷,並且元件可以在沒有泵出的情況下為清潔的。
示例實施方式被提供為使得本公開將徹底,並且將向本領域技術人員完全傳達范圍。闡述大量具體細節,諸如具體部件、裝置以及方法的示例,以提供本公開的實施方式的徹底理解。將對本領域技術人員顯而易見的是,不需要採用具體細節,示例實施方式可以以許多不同的形式來具體實施,並且沒有內容應被解釋為限制本公開的範圍。在一些示例實施方式中,未詳細描述公知過程、公知裝置結構以及公知技術。另外,可以用本發明的一個或更多個示例性實施方式實現的優點和改進僅為了例示的目的而提供,並且不限制本公開的範圍(因為這裡所公開的示例性實施方式可以提供上述優點以及改進中的全部或一個也不提供,並且仍然落在本公開的範圍內)。
這裡所公開的具體維數、具體材料和/或具體形狀在本質上是示例,並且不限制本公開的範圍。這裡用於給定參數的特定值和特定值範圍的公開不是可以用於這裡所公開示例中的一個或更多個中的其它值和值範圍的窮盡。而且,預想的是用於這裡敘述的具體參數的任意兩個特定值可以限定可以適於給定參數的值範圍的端點(即,用於給定參數的第一值和第二值的公開可以被解釋為公開還可以對於給定參數採用第一和第二值之間的任意值)。例如,如果這裡將參數X例證為具有值A且還被例證為具有值Z,則預想參數X可以具有從大約A至大約Z的值範圍。類似地,預想用於參數的兩個或更多個值範圍(不管這種範圍是嵌套的、交疊的還是不同的)的公開包含用於可以使用所公開範圍的端點夾持的值範圍的所有可能組合。例如,如果參數X在這裡被例證為具有範圍1-10或2-9或3-8內的值,則還預想參數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的其它值範圍。
這裡所用的術語僅是為了描述特定示例實施方式的目的且不旨在限制。例如,當在本文中使用諸如“可以包含”、“可以包括”等類似的允許短語時,至少一個實施方式包含或包括該特徵。如這裡所用的,單數形式“一”可以旨在也包括複數形式,除非上下文另外清楚指示。術語“包括”和“具有”是包括的,因此指定所敘述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個或更多個其它特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或增加。這裡所述的方法步驟、過程以及操作不被解釋為必須需要以所討論或例示的特定順序進行它們的執行,除非特別識別為執行順序。還要理解,可以採用另外或另選步驟。
當元件或層被稱為在另一個元件或層“上”、“嚙合到”、“連接到”或“聯接到”另一個元件或層時,元件或層可以直接在另一個元件或層上、直接嚙合、連接或聯接到另一個元件或層,或者介入元件或層可以存在。相反,當元件被稱為“直接在”另一個元件或層上、“直接嚙合到”、“直接連接到”或“直接聯接到”另一個元件或層時,可以沒有介入元件或層存在。用於描述元件之間的關係的其它詞應以同樣的樣式來解釋(例如,“在……之間”對“直接在……之間”、“相鄰”對“直接相鄰”等)。如這裡所用的,術語“和/或”包括關聯所列項中的一個或更多個的任意和全部組合。
術語“大約”在塗敷于值時指示計算或測量允許值些微不精確(在值上接近準確;近似或合理地接近值;差不多)。如果出於某一原因,由“大約”提供的不精確在領域中未另外以該普通意義理解,那麼如這裡所用的“大約”指示可能由普通測量方法 或使用這種參數而引起的至少變化。例如,術語“大體”、“大約”以及“大致”在這裡可以用於意指在製造容差內。或者,例如,如這裡在修改發明或所採用的成分或反應物的量時所用的術語“大約”提及可能由於所用的典型測量和處理流程而發生(例如,在現實世界中製作濃縮液或溶液時,由於這些流程中的偶然誤差而產生;由於用于製作合成物或進行方法的成分的製造、源或純度的差異而產生)的數量的變化。術 語“大約”還包含由於用於由特定初始混合物產生的合成物的不同平衡條件而不同的量。不論是否被術語“大約”修改,申請專利範圍包括數量的等同物。
雖然術語第一、第二、第三等在這裡可以用於描述各種元件、部件、區域、層和/或部分,但這些元件、部件、區域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語僅可以用於區分一個元件、部件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分。諸如“第一”、“第二”以及其它數字術語的術語在用於這裡時不暗示順序,除非上下文清楚指示。由此,下面討論的第一元件、部件、區域、層或部分可以在不偏離示例實施方式的示教的情況下被稱為第二元件、部件、區域、層或部分。
空間上相對的術語(諸如“內”、“外”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)在這裡為了描述方便可以用於如附圖例示的描述一個元件或特徵到另一個元件或特徵的關係。空間上相對的術語可以旨在除了包含附圖中描繪的方位之外還包含使用或操作中裝置的不同方位。例如,如果翻轉附圖中的裝置,那麼被描述為在其它元件或特徵“下方”或“之下”的元件將被定向為在其它元件或特徵“上方”。由此,示例術語“下方”可以包含上方和下方方位這兩者。裝置可以以其它方式來定向(旋轉90度或處於其它方位),因此解釋這裡所用的空間上相對的描述符。
已經為了例示和描述的目的而提供了實施方式的前面描述。不旨在窮盡或限制本公開。特定實施方式的獨立元件、預期或所敘述用途或特徵通常不限於該特定實施方式,反而在適當的情況下可互換,並且可以用於所選實施方式(即使未具體示出或描述該實施方式)。同樣的內容還可以以許多方式來改變。這種變化不被認為是本公開的偏離,並且所有這種修改旨在被包括在本公開的範圍內。
這裡所述的附圖僅用於例示所選實施方式而不是所有可能的實施方案的目的,並且不旨在限制本公開的範圍。
[圖1]是示出了熱界面材料(TIM1)的示例性電子裝置的剖面圖,該TIM1被定位在蓋(例如,集成熱擴散器(IHS)等)與熱源(例如,一個或更多個熱量生成部件、中央處理單元(CPU)、模具、半導體裝置等)之間。
[圖2]例示了根據示例性實施方式的將熱界面材料塗敷到蓋的示例性系統。
[圖3]例示了使用根據圖2所示的示例性實施方式的系統對於熱界面材料而言可行的示例性形狀(例如,星形、箭頭、正方形、矩形、橢圓形等)。
[圖4]是被構造成能夠在操作上從材料的供應體(例如,卷、盤、帶等)將材料(例如,熱界面材料、其它材料等)的部分轉移到襯底、元件、部件或其它目標表面的工具的示例性實施方式的透視圖。
[圖5]是圖1所示的工具的透視圖,並且還例示了橫跨工具並且在加載了彈簧的可壓縮和/或可縮回的引導銷之間定位的包括襯料和熱界面材料(TIM)在內的條或帶。
[圖6]例示了包括圖4和圖5所示的工具在內的用於將材料塗敷到部件、元件、襯底或其它目標的示例性系統。
[圖7]例示了根據示例性實施方式的當將材料塗敷到襯底、元件、部件或其它目標表面時可以使用的三種不同的模具切割模式(A、B、C)。
[圖8至圖20]例示了用於從材料(例如,熱界面材料、其它材料等)的供應體(例如,卷、盤、帶等)將材料塗敷到目標表面(例如,部件、襯底、元件、板、其他材料的目標表面、其它目標表面等)的系統的示例性實施方式。在該示例性實施方式中,該系統包括工具(例如,輥子、滾動裝置等),該工具被構造成相對於材料的供應體能夠移動,以將來自供應體的材料的部分沿著部件(或其它目標表面)定位,從而在工具沿著材料的部分相對移動時,迫使空氣包和/或氣泡從材料的該部分離開、將空氣包和/或氣泡從材料的部分擠出或去除。
[圖21]例示了圖8至圖20所示的系統的工具和滾動裝置/輥子。

Claims (23)

  1. 一種用於將材料塗敷到部件的系統,所述系統包括: 第一工具,所述第一工具被構造成能夠相對於材料的供應體移動,以將來自所述供應體的所述材料的部分沿部件定位,從而在所述第一工具沿著所述材料的所述部分相對移動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除;以及 第二工具,所述第二工具能夠在操作上將所述材料的所述部分從所述供應體轉移到所述部件。
  2. 根據請求項1所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述第一工具被構造成能夠沿著所述材料的所述供應體的襯料相對移動,以在不將所述材料的所述部分從所述襯料轉移或去除的情況下,將來自所述供應體的所述材料的所述部分沿著所述部件定位;並且所述第二工具能夠在操作上將所述材料的所述部分從所述襯料轉移到所述部件。
  3. 根據請求項2所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述第一工具被構造成能夠移動到與所述襯料接觸並沿著所述襯料移動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分抵靠所述部件推擠或按壓,從而當在所述第一工具在與所述襯料接觸的同時沿著所述襯料移動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開或將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出。
  4. 根據請求項3所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述第一工具包括輥子,所述輥子被構造成能夠移動到與所述襯料接觸並沿著所述襯料滾動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分抵靠所述部件推擠或按壓,從而當所述輥子沿著所述襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  5. 根據請求項4所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述輥子被構造成能夠以相對於所述襯料非垂直的角度移動到與所述襯料接觸並沿著所述襯料滾動;和/或 所述輥子包括彈性材料,所述彈性材料滾動地接觸所述襯料以向所述襯料施加壓力,以在所述輥子的所述彈性材料沿著所述襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  6. 根據請求項1至5中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述第一工具包括凸彎曲的外表面,所述凸彎曲的外表面被構造成當所述凸彎曲的外表面能夠沿著所述材料的所述部分相對地滑動地移動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  7. 根據請求項1至5中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述第一工具被構造成由所述系統相對於所述材料的所述供應體自動地移動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分沿著所述部件自動地定位,從而當所述第一工具沿所述材料的所述部分自動地相對移動時,自動地迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  8. 根據請求項1至3中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述第一工具包括輥子,所述輥子被構造成沿著所述材料的所述部分相對地滾動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分沿著所述部件定位,從而當所述輥子沿著所述材料的所述部分相對地滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  9. 根據請求項2至5中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 在所述第二工具將所述材料的所述部分從所述襯料轉移到所述部件之前,所述第一工具能夠在操作上迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除; 所述第二工具被構造成能夠在操作上切斷、撕開、分開、分離和/或切割所述材料的所述部分,以從所述材料的所述供應體的所述襯料釋放和轉移;以及 所述第二工具被構造成能夠在操作上當所述第二工具被去除時,在不將所述材料的所述部分從所述部件去除的情況下,從所述材料的所述部分去除和/或剝離所述襯料。
  10. 根據請求項1至5中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述材料的所述供應體包括熱界面材料、導電彈性體、電磁干擾吸收劑、電磁幹擾屏蔽材料、電介質材料和導熱材料中的一個或更多個的一個或更多個供應體;並且 所述部件包括集成電路封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件的蓋、熱源、除熱/熱耗散結構和襯底中的一個或更多個。
  11. 一種用於將材料塗敷到部件的系統,所述系統包括工具,所述工具被構造成能夠移動到與材料的供應體的襯料接觸並沿著所述襯料移動,以在沒有將來自所述供應體的所述材料的部分從所述襯料轉移的情況下,將所述材料的所述部分抵靠部件推擠、按壓或定位,從而在所述工具沿著所述襯料移動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  12. 根據請求項11所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述工具包括輥子,所述輥子被構造成能夠移動到與所述襯料接觸並沿著所述襯料滾動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分抵靠所述部件推擠、按壓或定位,從而當所述輥子沿著所述襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  13. 根據請求項12所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述輥子被構造成能夠以相對於所述襯料非垂直的角度移動到與所述襯料接觸並沿著所述襯料滾動;和/或 所述輥子包括彈性材料,所述彈性材料滾動地接觸所述襯料以向所述襯料施加壓力,以在所述輥子的所述彈性材料沿著所述襯料滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  14. 根據請求項11所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述工具包括凸彎曲的外表面,所述凸彎曲的外表面被構造成當在所述凸彎曲的外表面與所述襯料接觸的同時能夠沿著所述襯料滑動地移動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  15. 根據請求項11至14中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述工具被構造成待由所述系統自動地移動到與所述材料的所述供應體的所述襯料接觸並沿著所述襯料移動,以在沒有將來自所述供應體的所述材料的所述部分從所述襯料轉移或去除的情況下,將所述材料的所述部分抵靠所述部件自動地推擠、按壓或定位,從而在所述工具沿著所述襯料自動地移動時,自動地迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  16. 根據請求項11至14中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述工具是第一工具; 所述系統還包括第二工具,所述第二工具能夠在操作上將所述材料的所述部分從所述襯料轉移到所述部件; 在所述第二工具將所述材料的所述部分從所述襯料轉移到所述部件之前,所述第一工具能夠在操作上迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除; 所述第二工具被構造成能夠在操作上切斷、撕開、分開、分離和/或切割所述材料的所述部分,以從所述材料的所述供應體的所述襯料釋放和轉移;以及 所述第二工具被構造成能夠在操作上當所述第二工具被去除時,在不將所述材料的所述部分從所述部件去除的情況下,從所述材料的所述部分去除和/或剝離所述襯料。
  17. 根據請求項11至14中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述材料的供應體包括熱界面材料、導電彈性體、電磁干擾吸收劑、電磁干擾屏蔽材料、電介質材料和導熱材料中的一個或更多個的一個或更多個供應體;並且 所述部件包括集成電路封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件的蓋、熱源、除熱/熱耗散結構和襯底中的一個或更多個。
  18. 一種用於將材料塗敷到部件的系統,所述系統包括滾動裝置,所述滾動裝置被構造成能夠移動到與材料的供應體接觸並沿著所述材料的供應體滾動,以將來自所述供應體的所述材料的部分抵靠所述部件推擠、按壓或定位,從而在所述滾動裝置沿著所述材料的所述供應體滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  19. 根據請求項18所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述滾動裝置被構造成能夠移動到與所述材料的所述供應體的襯料接觸並沿著所述襯料滾動,以在不將來自所述供應體的所述材料的所述部分從所述襯料轉移或去除的情況下,將所述材料的所述部分抵靠所述部件推擠、按壓或定位。
  20. 根據請求項18所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述滾動裝置被構造成能夠以相對於襯料非垂直的角度移動到與所述材料的所述供應體接觸並沿著所述材料的所述供應體滾動;和/或 所述滾動裝置包括彈性材料,所述彈性材料滾動地接觸所述材料的所述供應體以向所述襯料施加壓力,以在所述彈性材料沿著所述材料的所述供應體滾動時,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  21. 根據請求項18所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中,所述滾動裝置被構造成待由所述系統自動地移動到與所述材料的所述供應體接觸並沿著所述材料的所述供應體移動,以將來自所述供應體的所述材料的所述部分抵靠所述部件自動地推擠、按壓或定位,從而在所述滾動裝置沿著襯料自動地移動時,自動地迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  22. 根據請求項18至21中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述系統包括工具,所述工具能夠在操作上將所述材料的所述部分從所述供應體轉移到所述部件;以及 所述滾動裝置能夠在操作上在所述工具將所述材料的所述部分從所述供應體轉移到所述部件之前,迫使空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分離開、將空氣包和/或氣泡從所述材料的所述部分擠出或去除。
  23. 根據請求項18至21中任一項所述的用於將材料塗敷到部件的系統,其中: 所述材料的供應體包括熱界面材料、導電彈性體、電磁干擾吸收劑、電磁干擾屏蔽材料、電介質材料和導熱材料中的一個或更多個的一個或更多個供應體;並且 所述部件包括集成電路封裝的蓋或集成熱擴散器、板級屏蔽件的蓋、熱源、除熱/熱耗散結構和襯底中的一個或更多個。
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