A. 熱介面材料
本發明係關於適用於將熱量自電子組件轉移開的熱介面材料(TIM)。在一個例示性實施例中，TIM包含聚合物基質、至少一種導熱填料及至少一種選自由以下組成之群的著色劑：α-Fe
2
O
3
；α-Fe
2
O
3
·H
2
O；Fe
3
O
4
；及選自由式(I)-(XVI)組成之群的有機顏料。在另一例示性實施例中，TIM包含聚合物基質、至少一種導熱填料及至少一種選自由以下組成之群的著色劑：α-Fe
2
O
3
；α-Fe
2
O
3
·H
2
O；Fe
3
O
4
；及式(I)之有機顏料。 在一些實施例中，TIM視情況包括以下組分中之一或多者：偶合劑、抗氧化劑、相變材料、離子清除劑及其他添加劑。 如以下所呈現之實例中所說明，熱介面材料中包括特定顏料在不顯著影響熱性質的情況下下提供可識別顏色至熱介面材料。
1. 聚合物
TIM包括聚合物，諸如彈性體。在一些實施例中，聚合物包含聚矽氧橡膠、矽氧烷橡膠、矽氧烷共聚物或其他適合之含聚矽氧橡膠。在一些實施例中，聚合物包含一或多種烴橡膠化合物，包括飽和或不飽和烴橡膠化合物。 例示性飽和橡膠包括乙烯-丙烯橡膠(EPR、EPDM)、聚乙烯/丁烯、聚乙烯-丁烯-苯乙烯、聚乙烯-丙烯-苯乙烯、氫化聚烷基二烯「單醇」(諸如氫化聚丁二烯單醇、氫化聚丙二烯單醇、氫化聚戊二烯單醇)、氫化聚烷基二烯「二醇」(諸如氫化聚丁二烯二醇、氫化聚丙二烯二醇、氫化聚戊二烯二醇)及氫化聚異戊二烯、聚烯烴彈性體及其摻合物。在一些實施例中，聚合物為氫化聚丁二烯單醇。 例示性不飽和橡膠包括聚丁二烯、聚異戊二烯、聚苯乙烯-丁二烯及其摻合物，或飽和及不飽和橡膠化合物之摻合物。 舉例而言，以TIM之總重量計，TIM以少至1重量%、2重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%，多至10重量%、20重量%、25重量%、50重量%或大於50重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如1重量%至50重量%，1重量%至10重量%或1重量%至5重量%的量包含一或多種聚合物。
2. 導熱填料
TIM包括一或多種導熱填料。例示性導熱填料包括金屬、合金、非金屬、金屬氧化物、金屬氮化物及陶瓷，及其組合。例示性金屬包括(但不限於)鋁、銅、銀、鋅、鎳、錫、銦、鉛、塗佈銀之金屬(諸如，塗佈銀之銅或塗佈銀之鋁)、塗佈金屬之碳纖維及塗佈鎳之纖維。例示性非金屬包括(但不限於)碳、石墨、碳奈米管、碳纖維、石墨烯、粉末狀金剛石、玻璃、矽石、氮化矽及塗佈硼之顆粒。例示性金屬氧化物、金屬氮化物及陶瓷包括(但不限於)氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鋅及氧化錫。 在一些例示性實施例中，導熱填料以複數個顆粒之形式提供。平均粒徑(D50)常用於量測顆粒尺寸。舉例而言，說明性顆粒之平均粒徑小至10奈米、20奈米、50奈米、0.1微米、0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米，大至5微米、8微米、10微米、12微米、15微米、20微米、25微米、50微米、100微米，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如10奈米至100微米、0.1微米至20微米、或0.5微米至10微米。 在一個實施例中，導熱填料具有不同顆粒尺寸以增強填料顆粒之間的緊束效應。在一些實施例中，第一與第二導熱填料為具有不同顆粒尺寸之兩種不同類型的導熱填料。在一些實施例中，第一及第二導熱填料為相同的導熱填料，但粒徑不同。 在一個例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至50重量%、60重量%、75重量%，多至80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、97重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如50重量%至97重量%，80重量%至95重量%或85重量%至95重量%的總量包含一或多種導熱填料。
3. 著色劑
TIM包括著色劑，諸如有機及無機顏料及有機染料。例示性有機顏料包括：苯并咪唑酮，諸如來自Clariant國際有限公司，Muttenz Switzerland之藍色調苯并咪唑酮顏料Novoperm Carmine HF3C。例示性無機顏料包括碳黑及鐵類化合物。例示性鐵類化合物包括氧化鐵化合物，諸如α-Fe
2
O
3
、α-Fe
2
O
3
·H
2
O、Fe
3
O
4
及其組合。例示性有機染料包括：苯并[kl]噻𠮿-3,4-二甲醯亞胺,N-十八基-(8CI)；苯并噻𠮿-3,4-二甲酸-N-十八烷醯亞胺。 在一些例示性實施例中，著色劑係選自由以下組成之群的無機顏料：α-Fe
2
O
3
；α-Fe
2
O
3
·H
2
O及Fe
3
O
4
。 在一些例示性實施例中，著色劑為有機顏料。在一更特定實施例中，著色劑係選自由式(I)-(XVI)組成之群的有機物。 在一更特定實施例中，著色劑係式(I)之有機顏料，亦稱為顏料紅176，且具有CAS編號12225-06-8。
式(I) 在一更特定實施例中，著色劑為式(II)之有機顏料，亦稱為雙[4-[[1-[[(2-甲基苯基)胺基]羰基]-2-側氧基丙基]偶氮基]-3-硝基苯磺酸鈣，且具有CAS編號12286-66-7。
式(II) 在一更特定實施例中，著色劑為式(III)之有機顏料，亦稱為4,4'-[(3,3'-二氯[1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(偶氮基)]雙[4,5-二氫-5-側氧基-1-苯基-1h-吡唑-3-甲酸二乙酯]，且具有CAS編號6358-87-8。
式(III) 在一更特定實施例中，著色劑為式(IV)之有機顏料，亦稱為2,2'-[(3,3'-二氯[1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(偶氮基)]雙[N-(2,4-二甲基苯基)-3-側氧基-丁醯胺，且具有CAS編號5102-83-0。
式(IV) 在一更特定實施例中，著色劑為式(V)之有機顏料，亦稱為(29H,31H-酞菁(2-)-N29,N30,N31,N32)銅，且具有CAS編號147-14-8。
式(V) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VI)之有機顏料，亦稱為煌綠酞菁，且具有CAS編號1328-53-6。
式(VI) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VII)之有機顏料，亦稱為9,19-二氯-5,15-二乙基-5,15-二氫-二吲哚并[2,3-c:2',3'-n]三酚二噁嗪，且具有CAS編號6358-30-1。
式(VII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VIII)之有機顏料，亦稱為5,12-DIHYDROQUIN[2,3-B]ACRIDINE-7,14-DIONE；5,12-二氫喹啉[2,3-b]吖啶-7,14-二酮，且具有CAS編號1047-16-1。
式(VIII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(IX)之有機顏料，亦稱為2,9-雙(3,5-二甲基苯基)蒽[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉-1,3,8,10(2h,9h)-四酮，且具有CAS編號4948-15-6。
式(IX) 在一更特定實施例中，著色劑係式(X)之有機顏料，亦稱為4,4'-二胺基-[1,1'-聯蒽]-9,9',10,10'-四酮或顏料紅177，且具有CAS編號4051-63-2。
式(X) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XI)之有機顏料，亦稱為3,3'-[(2-甲基-1,3-伸苯基)二亞胺基]雙[4,5,6,7-四氯-1H-異吲哚-1-酮]，且具有CAS編號5045-40-9。
式(XI) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XII)之有機顏料，亦稱為雙[4-[[1-[[(2-氯苯基)胺基]羰基]-2-側氧基丙基]偶氮基]-3-硝基苯磺酸鈣]，且具有編號71832-85-4。
式(XII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XIII)之有機顏料，亦稱為3,4,5,6-四氯-N-[2-(4,5,6,7-四氯-2,3-二氫-1,3-二側氧基-1H-茚-2-基)-8-喹啉基]鄰苯二甲醯亞胺，且具有CAS編號30125-47-4。
式(XIII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XIV)之有機顏料，亦稱為[1,3-二氫-5,6-雙[[(2-羥基-1-萘基)亞甲基]胺基]-2H-苯并咪唑-2-酮酸根(2-)-N5,N6,O5,O6]鎳，且具有CAS編號42844-93-9。
式(XIV) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XV)之有機顏料，亦稱為顏料紅279，且具有CAS編號832743-59-6，其中各R獨立地選自由氫、烷基、芳基及鹵素組成之群。在一甚至更特定實施例中，各R獨立地選自由氫、C
1
-C
6
烷基、苯基及鹵素組成之群。在另一更特定實施例中，各R為氯，且甚至更特定言之，各R為7-氯。
式(XV) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XVI)之有機顏料，亦稱為嘧啶並[5,4-g]喋啶-2,4,6,8-四胺,4-甲基苯磺酸酯,水解鹼，且具有CAS編號346709-25-9。
式(XVI) 在一個更特定實施例中，著色劑為α-Fe
2
O
3
，諸如購自BAI YAN之鐵紅色。在另一更特定實施例中，著色劑為α-Fe
2
O
3
·H
2
O，諸如購自BAI YAN之鐵黃色。在另一更特定實施例中，著色劑為Fe
3
O
4
，諸如購自BAI YAN之鐵藍色。在又一更特定實施例中，著色劑為式(I)之顏料，其具有化學式C
32
H
24
N
6
O
5
，諸如購自Clariant國際有限公司, Muttenz Switzerland的Novoperm Carmine HF3C。 在一些例示性實施例中，例如以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、1重量%、1.5重量%，多至2重量%、5重量%、10重量%、15重量%、20重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.5重量%至2重量%，或5重量%至20重量%的量包含著色劑。
4. 偶合劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種偶合劑。例示性偶合劑包括有機金屬化合物，諸如鈦酸鹽偶合劑或鋯酸鹽偶合劑，及有機化合物，諸如矽烷偶合劑。例示性偶合劑包括：2,2(雙2-丙烯醇合甲基)丁醇根合鈦IV、參(二辛基)焦磷酸酯-O；2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合鋯IV、參(二異辛基)焦磷酸酯-O；2-丙醇根合鈦IV、參(二辛基)-焦磷酸酯-O與1莫耳之亞磷酸二異辛酯之加合物；鈦IV雙(二辛基)焦磷酸酯-O、氧代乙烯二醇根合(加合物)、雙(二辛基)(氫)亞磷酸鹽-O；鈦IV雙(二辛基)焦磷酸酯-O、乙烯二醇根合(加合物)、雙(二辛基)氫亞磷酸鹽；及2,2-雙(2-丙烯醇合甲基)丁醇根合鋯IV、環二[2,2-(雙2-丙烯醇合甲基)丁醇根合]、焦磷酸酯-O,O。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、0.67重量%、0.75重量%，多至1重量%、1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%、0.1重量%至2重量%、或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種偶合劑。
5. 抗氧化劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種抗氧化劑。例示性抗氧化劑包括酚類抗氧化劑、胺類抗氧化劑或任何其他適合之類型的抗氧化劑或其組合。酚類抗氧化劑或胺類抗氧化劑亦可為位阻酚類或胺類抗氧化劑。例示性酚類抗氧化劑包括3-(3,5-二-(第三)-丁基-4-羥苯基)丙酸十八酯。例示性胺類抗氧化劑包括2,6-二第三丁基-4-(4,6-雙(辛基硫基)-1,3,5-三嗪-2-基胺基)酚。例示性位阻抗氧化劑包括位阻含硫酚抗氧化劑。例示性抗氧化劑包括購自BASF之Irganox ®抗氧化劑。 儘管離子清除劑及抗氧化劑兩者均減少TIM之氧化降解，但咸信離子清除劑藉由捕獲及結合錯合物中之金屬離子起作用，以使得金屬離子不再具有淨電荷且有效地不再參與圖2B之金屬催化反應。對比而言，通常咸信抗氧化劑藉由將電子轉移至氧化劑(諸如圖2A之基團)起作用。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.05重量%、0.1重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%、0.1重量%至2重量%、或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種抗氧化劑。
6. 相變材料
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種相變材料。相變材料係具有處於使用TIM之電子裝置之一部分之操作溫度的熔點或熔點範圍或低於該操作溫度之熔點或熔點範圍的材料。例示性相變材料為蠟。其他例示性相變材料包括低熔點合金，諸如伍德金屬(Wood's metal)、菲爾德金屬(Field's metal)、或熔點在約20℃與90℃之間的金屬或合金。 在一些實施例中，相變材料之相變溫度低至20℃、30℃、40℃、45℃、50℃，高至60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。在一些更特定實施例中，相變材料之相變溫度低至30℃、40℃、45℃，高至50℃、60℃、70℃，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。 例示性蠟包括聚乙烯(PE)蠟、石蠟、AC-1702、聚乙烯蠟、AC-430、乙烯-乙酸乙烯酯蠟之共聚物及AC-6702、氧化之聚乙烯蠟，各購自Honeywell國際公司，聚乙烯蠟摻合有聚四氟乙烯，諸如購自Nanjing Tianshi New Material Technologies之PEW-0602F蠟，購自The International Group公司之TAC蠟，及購自Hangzhou Ruhr Tech之RT44HC。 舉例而言，以TIM之總重量計，TIM以少至0.5重量%、1重量%、2重量%、3重量%、5重量%、10重量%，多至20重量%、25重量%、50重量%或大於50重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.5重量%至50重量%、1重量%至10重量%、或1重量%至5重量%的量包含一或多種相變材料。
7. 離子清除劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種離子清除劑。例示性離子清除劑包括含氮錯合劑、含磷錯合劑及羥基羧酸類錯合劑。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自酸醯胺化合物，諸如醯肼或二醯肼。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自三唑化合物、四唑化合物、三氮烯化合物、草醯胺化合物、或丙二醯胺化合物。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自伸癸基二甲酸二柳醯基醯肼；3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑；及2', 3-雙[[3-[3, 5-二第三丁基-4-羥苯基]丙酸]]丙醯基醯肼。 在另一更特定實施例中，離子清除劑為根據以下化合物或其組合中之任一者的化合物：N-亞柳基-N'柳醯基醯肼、草醯基雙(苯亞甲基醯肼)、N,N'-雙(柳醯基)醯肼、3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑、2,2'-草醯胺基雙[乙基3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、N,N'-雙(鄰羥亞苄基)乙二胺、草醯苯胺、甲基丙二酸二苯胺、N-甲醯基-N'-柳醯基醯肼、伸癸基二甲酸二柳醯基醯肼及雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯。 舉例而言，以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.2重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.1重量%至2重量%，或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種離子清除劑。
8. 其他添加劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種額外添加劑。例示性添加劑包括交聯劑，諸如烷基化三聚氰胺甲醛樹脂，及顏料。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.1重量%至2重量%，或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種添加劑。
9. 熱介面材料之例示性性質
在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有以肉眼區別基板12(例如晶片12)與TIM 18(圖1)的顏色。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有與不包括著色劑之類似熱介面材料的熱性質相同的熱阻抗，大致相同的熱性質，諸如導熱率及熱阻抗。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有至少1 W/m.K的導熱率。例示性導熱率測試方法標準為ASTM D5470。 在一些例示性實施例中，舉例而言，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有小至0.05℃·cm
2
/W、0.1℃·cm
2
/W、0.15℃·cm
2
/W、0.2℃·cm
2
/W，高至0.25℃·cm
2
/W、0.25℃·cm
2
/W、0.3℃·cm
2
/W、0.35℃·cm
2
/W，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.05℃·cm
2
/W至0.35℃·cm
2
/W、0.15℃·cm
2
/W至0.3℃·cm
2
/W、或0.2℃·cm
2
/W至0.3℃·cm
2
/W的熱阻抗。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料與溶劑(諸如異鏈烷烴流體)結合以形成可施配的熱介面材料。在一些例示性實施例中，例如以無溶劑之熱介面材料的100重量%計，可施配的熱介面以少至1重量%、2重量%、5重量%，多至10重量%、15重量%、20重量%的量包括溶劑，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如1重量%至20重量%或5重量%至10重量%。 在一些例示性實施例中，如上所述之可施配的熱介面材料在室溫下具有10 Pa.s至100,000 Pa.s之範圍內，或更特定言之100 Pa.s至10,000 Pa.s之範圍內的黏度。例示性黏度測試方法標準為DIN 53018。在一個特定實施例中，黏度藉由具有2 s
- 1
之剪切率的Brookfield 流變儀測試。在一些例示性實施例中，如上所述之可施配的熱介面材料具有1 g/min至1000 g/min之範圍內，或更特定言之10 g/min至100 g/min之範圍內的施配率。在一個特定實施例中，施配率在0.6 MPa壓力下用具有0.1吋直徑之施配頭開口的10 ml注射器測試。
B . 形成熱介面材料之方法
在一些例示性實施例中，TIM藉由在加熱混合器中組合個別組分且將組合物摻合在一起來製備。 在一些例示性實施例中，TIM隨後在低至25℃、50℃、75℃、80℃，高至100℃、125℃、150℃、170℃、或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內的溫度下烘烤。在一些例示性實施例中，TIM烘烤持續短至0.5分鐘、1分鐘、30分鐘、1小時、2小時，長達8小時、12小時、24小時、36小時、48小時，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。例示性焙烤條件為80℃，持續30分鐘。
C . 利用熱介面材料之應用
再次參看圖1，在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為電子組件12與熱散播器14之間的TIM 1，如TIM 18所指示。在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為熱散播器14與散熱片16之間的TIM 2，如TIM 20所指示。在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為電子組件12與散熱片16之間的TIM 1.5(未圖示)。
實例
熱介面材料根據表1中所提供之調配物製備。
表 1 ：用於比較實例 1 及 2 的調配物 ( 重量 %)
所用彈性體為Kraton彈性體(羥基封端之乙烯丁烯共聚物，特殊單醇)。第一蠟為具有約45℃之熔點的微晶蠟。第二蠟為非晶形、低密度聚乙烯均聚物。偶合劑為鈦類偶合劑。導熱填料為具有大於1微米之粒徑的鋁顆粒。交聯劑為Cymel烷基化之三聚氰胺甲醛樹脂。 為製備各比較實例，將彈性體蠟及抗氧化劑在加熱混合器中組合且摻合，直至組合熔融且具有大體上均質的外觀。隨後添加偶合劑、導熱填料及交聯劑，同時在各添加之後摻合混合物直至達成大體上均質的外觀。將最終調配物添加至異構烷烴HP溶劑，其構成總混合物重量之9重量%。最終組合具有均質的外觀。 圖2A及圖2B展示在紙上及鎂鋁合金基板上以0.5 mm網版印刷之比較實例1的熱介面材料。圖13展示在基板上網板印刷之比較實例2的熱介面材料。 實例1-10藉由將根據表2之著色劑添加至100公克之比較實例1製備。各混合物隨後用速度混合器在每分鐘3000轉數(rpm)下攪拌5分鐘。實例11藉由將著色劑添加至100公克之比較實例2製備。混合物隨後用速度混合器在每分鐘34轉數(rpm)下攪拌60分鐘。所得糊狀物隨後網版印刷於基板上。實例1-10以肉眼與比較實例1進行比較且實例11以肉眼與比較實例2進行比較其任何色彩差異。結果展示於圖3A至圖12C及圖14中，且在下表2中概述。
表 2 ： 實例 1 至 11 之調配物及實例 1 - 10 與比較實例 1 及實例 11 與比較實例 2 的肉眼比較
在實例1中，所添加之著色劑為由Guoyao Group Chemical Reagent有限公司供應之碳黑，其具有使得95重量%穿過35 µm篩之粒徑。如表2及圖3A至圖3C所展示，添加碳黑未產生比較實例1與實例1之間色彩的顯著可偵測差異。 在實例2中，所添加之著色劑為由Shanghai Baiyan Industrial有限公司供應之α-Fe
2
O
3
。如表2及圖4A至圖4C中所展示，添加無機鐵紅色顏料產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例2之間由人眼所感知。 在實例3中，所添加之著色劑為由Shanghai Baiyan Industrial有限公司供應之α-Fe
2
O
3
·H
2
O。如表2及圖5A至圖5C中所展示，添加無機鐵黃色顏料產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例3之間由人眼所感知。 在實例4中，所添加之著色劑為由Shanghai Baiyan Industrial有限公司供應之α-Fe
2
O
3
·H
2
O及Fe
3
O
4
。如表2及圖6A至圖6C中所展示，添加無機鐵綠色顏料產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例4之間由人眼所感知。 在實例5中，所添加之著色劑為由Shanghai Baiyan Industrial有限公司供應之Fe
3
O
4
。如表2及圖7A至圖7C中所展示，添加無機鐵藍色顏料產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例5之間由人眼所感知。 在實例6中，所添加之著色劑為由Clariant公司供應之Novoperm Carmine H3FC。如表2及圖8A至圖8C中所展示，添加有機紅色顏料產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例6之間由人眼所感知。 在比較實例7中，所添加之著色劑為由Clariant公司供應之Solvaperm Red PFS。如表2及圖9A至圖9C中所展示，添加有機紅色染料不產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例7之間由人眼所感知。 在實例8中，所添加之著色劑為由Clariant公司供應之Fat Yellow 3G。如表2及圖10A至圖10C中所展示，添加有機黃色染料不產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例8之間由人眼所感知。 在實例9中，所添加之著色劑為由Clariant公司供應之Fat Blue B 01。如表2及圖11A至圖11C中所展示，添加有機藍色染料不產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例9之間由人眼所感知。 在實例10中，所添加之著色劑為由Clariant公司供應之Solvaperm Red Violet R。如表2及圖12A至圖12C中所展示，添加有機紫色染料不產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如比較實例1與實例10之間由人眼所感知。 在實例11中，所添加之著色劑為藉由Guoyao Group Chemical Reagent有限公司供應之碳黑，其具有使得95重量%穿過35 µm篩之粒徑。如表2中所展示，添加碳黑不產生肉眼顯著可偵測的色彩差異，如圖13中所示之比較實例2與如圖14中所示之實例11之間由人眼所感知。 如上表2所展示，包括如實例2、3、5及6中所用之著色劑α-Fe
2
O
3
；α-Fe
2
O
3
·H
2
O；及Fe
3
O
4
及式(I)中任一者的調配物相比於比較實例1之調配物顯現色彩差異，比較實例1之調配物不包括著色劑。用如實例1、4及7-11中之其餘著色劑製備的調配物相比於對應的比較實例未呈現色彩差異。 接下來參看圖15及圖16，比較實例1、實例2、實例3、實例5及實例6之熱阻抗展示於下表3中。 表3：比較實例1、實例2、實例3、實例5及實例6之熱阻抗值
如圖15及圖16所展示，添加特定著色劑產生相比於比較實例1之類似的熱阻抗。 儘管已將本發明描述為具有例示性設計，但可在本發明之精神及範疇內進一步修改本發明。因此，本申請案意欲涵蓋任何使用本發明之通用原理對其所進行的變化、使用或調適。此外，本申請案意欲涵蓋如在本發明涉及之領域的已知或習用實踐內及在所附申請專利範圍之限制內針對本發明的該等偏離。
式(I)；
式(II)；
式(III)；
式(IV)；
式(V)；
式(VI)；
式(VII)；
式(VIII)；
式(IX)；
式(X)；
式(XI)；
式(XII)；
式(XIII)；
式(XIV)；
式(XV) 其中各R獨立地選自H、烷基、芳基及鹵素；及
式(XVI)。 在一個更特定實施例中，著色劑係選自由以下組成之群：α-Fe2
O3
；α-Fe2
O3
·H2
O；Fe3
O4
；及式(I)。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，著色劑為式(I)之有機顏料。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，熱介面材料包含0.5重量%至2重量%之著色劑。 在任一以上實施例之一個更特定實施例中，著色劑係選自由以下組成之群：α-Fe2
O3
；α-Fe2
O3
·H2
O及Fe3
O4
。 在任一以上實施例之一個更特定實施例中，著色劑為Fe3
O4
。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，熱介面材料包含1重量%至20重量%之著色劑。 在任一以上實施例之一個更特定實施例中，導熱填料包含鋁顆粒。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，鋁顆粒占熱介面材料之至少80重量%。 在任一以上實施例之一個更特定實施例中，熱介面材料具有0.05℃·cm2
/W至0.3℃·cm2
/W之熱阻抗。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，該熱介面材料包含：5重量%至10重量%之至少一種聚合物；85重量%至95重量%之至少一種導熱填料；0.1重量%及5重量%之相變材料；及0.5重量%至20重量%之著色劑。 根據本發明之一實施例，可施配熱介面材料包括至少一種聚合物；至少一種導熱填料；至少一種著色劑；及至少一種溶劑。著色劑係選自由以下組成之群：鐵類無機顏料；及有機顏料。在一個更特定實施例中，鐵類無機顏料為選自由以下組成之群的氧化鐵顏料：α-Fe2
O3
；α-Fe2
O3
·H2
O；Fe3
O4
。在另一更特定實施例中，有機顏料具有選自由式(I)-(XVI)組成之群的式。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，溶劑為異鏈烷烴流體。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，以包括熱介面材料及溶劑之混合物的總重量計，溶劑占1重量%至20重量%。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，如上所述之可施配熱介面材料具有10 Pa.s至100,000 Pa.s範圍內之黏度。 在任一以上實施例之一個更特定實施例中，著色劑為式(I)之有機顏料。在任一以上實施例之一個更特定實施例中，著色劑係選自由以下組成之群：α-Fe2
O3
；α-Fe2
O3
·H2
O及Fe3
O4
。 根據本發明之一實施例，電子組件包括：散熱片；基板；位於散熱片與基板之間的熱介面材料，該熱介面材料包括：至少一種聚合物；至少一種導熱填料；及一種選自由以下組成之群的著色劑：鐵類無機顏料；及有機顏料。著色劑係選自由以下組成之群：鐵類無機顏料；及有機顏料。在一個更特定實施例中，鐵類無機顏料為選自由以下組成之群的氧化鐵顏料：α-Fe2
O3
；α-Fe2
O3
·H2
O；Fe3
O4
。在另一更特定實施例中，有機顏料具有選自由式(I)-(XVI)組成之群的式。
式(I) 在一更特定實施例中，著色劑為式(II)之有機顏料，亦稱為雙[4-[[1-[[(2-甲基苯基)胺基]羰基]-2-側氧基丙基]偶氮基]-3-硝基苯磺酸鈣，且具有CAS編號12286-66-7。
式(II) 在一更特定實施例中，著色劑為式(III)之有機顏料，亦稱為4,4'-[(3,3'-二氯[1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(偶氮基)]雙[4,5-二氫-5-側氧基-1-苯基-1h-吡唑-3-甲酸二乙酯]，且具有CAS編號6358-87-8。
式(III) 在一更特定實施例中，著色劑為式(IV)之有機顏料，亦稱為2,2'-[(3,3'-二氯[1,1'-聯苯]-4,4'-二基)雙(偶氮基)]雙[N-(2,4-二甲基苯基)-3-側氧基-丁醯胺，且具有CAS編號5102-83-0。
式(IV) 在一更特定實施例中，著色劑為式(V)之有機顏料，亦稱為(29H,31H-酞菁(2-)-N29,N30,N31,N32)銅，且具有CAS編號147-14-8。
式(V) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VI)之有機顏料，亦稱為煌綠酞菁，且具有CAS編號1328-53-6。
式(VI) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VII)之有機顏料，亦稱為9,19-二氯-5,15-二乙基-5,15-二氫-二吲哚并[2,3-c:2',3'-n]三酚二噁嗪，且具有CAS編號6358-30-1。
式(VII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(VIII)之有機顏料，亦稱為5,12-DIHYDROQUIN[2,3-B]ACRIDINE-7,14-DIONE；5,12-二氫喹啉[2,3-b]吖啶-7,14-二酮，且具有CAS編號1047-16-1。
式(VIII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(IX)之有機顏料，亦稱為2,9-雙(3,5-二甲基苯基)蒽[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉-1,3,8,10(2h,9h)-四酮，且具有CAS編號4948-15-6。
式(IX) 在一更特定實施例中，著色劑係式(X)之有機顏料，亦稱為4,4'-二胺基-[1,1'-聯蒽]-9,9',10,10'-四酮或顏料紅177，且具有CAS編號4051-63-2。
式(X) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XI)之有機顏料，亦稱為3,3'-[(2-甲基-1,3-伸苯基)二亞胺基]雙[4,5,6,7-四氯-1H-異吲哚-1-酮]，且具有CAS編號5045-40-9。
式(XI) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XII)之有機顏料，亦稱為雙[4-[[1-[[(2-氯苯基)胺基]羰基]-2-側氧基丙基]偶氮基]-3-硝基苯磺酸鈣]，且具有編號71832-85-4。
式(XII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XIII)之有機顏料，亦稱為3,4,5,6-四氯-N-[2-(4,5,6,7-四氯-2,3-二氫-1,3-二側氧基-1H-茚-2-基)-8-喹啉基]鄰苯二甲醯亞胺，且具有CAS編號30125-47-4。
式(XIII) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XIV)之有機顏料，亦稱為[1,3-二氫-5,6-雙[[(2-羥基-1-萘基)亞甲基]胺基]-2H-苯并咪唑-2-酮酸根(2-)-N5,N6,O5,O6]鎳，且具有CAS編號42844-93-9。
式(XIV) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XV)之有機顏料，亦稱為顏料紅279，且具有CAS編號832743-59-6，其中各R獨立地選自由氫、烷基、芳基及鹵素組成之群。在一甚至更特定實施例中，各R獨立地選自由氫、C1
-C6
烷基、苯基及鹵素組成之群。在另一更特定實施例中，各R為氯，且甚至更特定言之，各R為7-氯。
式(XV) 在一更特定實施例中，著色劑係式(XVI)之有機顏料，亦稱為嘧啶並[5,4-g]喋啶-2,4,6,8-四胺,4-甲基苯磺酸酯,水解鹼，且具有CAS編號346709-25-9。
式(XVI) 在一個更特定實施例中，著色劑為α-Fe2
O3
，諸如購自BAI YAN之鐵紅色。在另一更特定實施例中，著色劑為α-Fe2
O3
·H2
O，諸如購自BAI YAN之鐵黃色。在另一更特定實施例中，著色劑為Fe3
O4
，諸如購自BAI YAN之鐵藍色。在又一更特定實施例中，著色劑為式(I)之顏料，其具有化學式C32
H24
N6
O5
，諸如購自Clariant國際有限公司, Muttenz Switzerland的Novoperm Carmine HF3C。 在一些例示性實施例中，例如以無著色劑之熱介面材料的100重量%計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、1重量%、1.5重量%，多至2重量%、5重量%、10重量%、15重量%、20重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.5重量%至2重量%，或5重量%至20重量%的量包含著色劑。4. 偶合劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種偶合劑。例示性偶合劑包括有機金屬化合物，諸如鈦酸鹽偶合劑或鋯酸鹽偶合劑，及有機化合物，諸如矽烷偶合劑。例示性偶合劑包括：2,2(雙2-丙烯醇合甲基)丁醇根合鈦IV、參(二辛基)焦磷酸酯-O；2,2(雙2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合鋯IV、參(二異辛基)焦磷酸酯-O；2-丙醇根合鈦IV、參(二辛基)-焦磷酸酯-O與1莫耳之亞磷酸二異辛酯之加合物；鈦IV雙(二辛基)焦磷酸酯-O、氧代乙烯二醇根合(加合物)、雙(二辛基)(氫)亞磷酸鹽-O；鈦IV雙(二辛基)焦磷酸酯-O、乙烯二醇根合(加合物)、雙(二辛基)氫亞磷酸鹽；及2,2-雙(2-丙烯醇合甲基)丁醇根合鋯IV、環二[2,2-(雙2-丙烯醇合甲基)丁醇根合]、焦磷酸酯-O,O。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、0.67重量%、0.75重量%，多至1重量%、1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%、0.1重量%至2重量%、或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種偶合劑。5. 抗氧化劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種抗氧化劑。例示性抗氧化劑包括酚類抗氧化劑、胺類抗氧化劑或任何其他適合之類型的抗氧化劑或其組合。酚類抗氧化劑或胺類抗氧化劑亦可為位阻酚類或胺類抗氧化劑。例示性酚類抗氧化劑包括3-(3,5-二-(第三)-丁基-4-羥苯基)丙酸十八酯。例示性胺類抗氧化劑包括2,6-二第三丁基-4-(4,6-雙(辛基硫基)-1,3,5-三嗪-2-基胺基)酚。例示性位阻抗氧化劑包括位阻含硫酚抗氧化劑。例示性抗氧化劑包括購自BASF之Irganox ®抗氧化劑。 儘管離子清除劑及抗氧化劑兩者均減少TIM之氧化降解，但咸信離子清除劑藉由捕獲及結合錯合物中之金屬離子起作用，以使得金屬離子不再具有淨電荷且有效地不再參與圖2B之金屬催化反應。對比而言，通常咸信抗氧化劑藉由將電子轉移至氧化劑(諸如圖2A之基團)起作用。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.05重量%、0.1重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%、0.1重量%至2重量%、或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種抗氧化劑。6. 相變材料
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種相變材料。相變材料係具有處於使用TIM之電子裝置之一部分之操作溫度的熔點或熔點範圍或低於該操作溫度之熔點或熔點範圍的材料。例示性相變材料為蠟。其他例示性相變材料包括低熔點合金，諸如伍德金屬(Wood's metal)、菲爾德金屬(Field's metal)、或熔點在約20℃與90℃之間的金屬或合金。 在一些實施例中，相變材料之相變溫度低至20℃、30℃、40℃、45℃、50℃，高至60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。在一些更特定實施例中，相變材料之相變溫度低至30℃、40℃、45℃，高至50℃、60℃、70℃，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。 例示性蠟包括聚乙烯(PE)蠟、石蠟、AC-1702、聚乙烯蠟、AC-430、乙烯-乙酸乙烯酯蠟之共聚物及AC-6702、氧化之聚乙烯蠟，各購自Honeywell國際公司，聚乙烯蠟摻合有聚四氟乙烯，諸如購自Nanjing Tianshi New Material Technologies之PEW-0602F蠟，購自The International Group公司之TAC蠟，及購自Hangzhou Ruhr Tech之RT44HC。 舉例而言，以TIM之總重量計，TIM以少至0.5重量%、1重量%、2重量%、3重量%、5重量%、10重量%，多至20重量%、25重量%、50重量%或大於50重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.5重量%至50重量%、1重量%至10重量%、或1重量%至5重量%的量包含一或多種相變材料。7. 離子清除劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種離子清除劑。例示性離子清除劑包括含氮錯合劑、含磷錯合劑及羥基羧酸類錯合劑。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自酸醯胺化合物，諸如醯肼或二醯肼。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自三唑化合物、四唑化合物、三氮烯化合物、草醯胺化合物、或丙二醯胺化合物。在一些例示性實施例中，離子清除劑係選自伸癸基二甲酸二柳醯基醯肼；3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑；及2', 3-雙[[3-[3, 5-二第三丁基-4-羥苯基]丙酸]]丙醯基醯肼。 在另一更特定實施例中，離子清除劑為根據以下化合物或其組合中之任一者的化合物：N-亞柳基-N'柳醯基醯肼、草醯基雙(苯亞甲基醯肼)、N,N'-雙(柳醯基)醯肼、3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑、2,2'-草醯胺基雙[乙基3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、N,N'-雙(鄰羥亞苄基)乙二胺、草醯苯胺、甲基丙二酸二苯胺、N-甲醯基-N'-柳醯基醯肼、伸癸基二甲酸二柳醯基醯肼及雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯。 舉例而言，以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.2重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.1重量%至2重量%，或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種離子清除劑。8. 其他添加劑
在一些例示性實施例中，TIM包含一或多種額外添加劑。例示性添加劑包括交聯劑，諸如烷基化三聚氰胺甲醛樹脂，及顏料。 在一些例示性實施例中，例如以TIM之總重量計，TIM以少至0.1重量%、0.5重量%、1重量%，多至1.5重量%、2重量%、5重量%、10重量%，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.1重量%至10重量%，0.1重量%至2重量%，或0.5重量%至1重量%的量包含一或多種添加劑。9. 熱介面材料之例示性性質
在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有以肉眼區別基板12(例如晶片12)與TIM 18(圖1)的顏色。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有與不包括著色劑之類似熱介面材料的熱性質相同的熱阻抗，大致相同的熱性質，諸如導熱率及熱阻抗。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有至少1 W/m.K的導熱率。例示性導熱率測試方法標準為ASTM D5470。 在一些例示性實施例中，舉例而言，包括如上所述之著色劑的熱介面材料具有小至0.05℃·cm2
/W、0.1℃·cm2
/W、0.15℃·cm2
/W、0.2℃·cm2
/W，高至0.25℃·cm2
/W、0.25℃·cm2
/W、0.3℃·cm2
/W、0.35℃·cm2
/W，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如0.05℃·cm2
/W至0.35℃·cm2
/W、0.15℃·cm2
/W至0.3℃·cm2
/W、或0.2℃·cm2
/W至0.3℃·cm2
/W的熱阻抗。 在一些例示性實施例中，包括如上所述之著色劑的熱介面材料與溶劑(諸如異鏈烷烴流體)結合以形成可施配的熱介面材料。在一些例示性實施例中，例如以無溶劑之熱介面材料的100重量%計，可施配的熱介面以少至1重量%、2重量%、5重量%，多至10重量%、15重量%、20重量%的量包括溶劑，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內，諸如1重量%至20重量%或5重量%至10重量%。 在一些例示性實施例中，如上所述之可施配的熱介面材料在室溫下具有10 Pa.s至100,000 Pa.s之範圍內，或更特定言之100 Pa.s至10,000 Pa.s之範圍內的黏度。例示性黏度測試方法標準為DIN 53018。在一個特定實施例中，黏度藉由具有2 s- 1
之剪切率的Brookfield 流變儀測試。在一些例示性實施例中，如上所述之可施配的熱介面材料具有1 g/min至1000 g/min之範圍內，或更特定言之10 g/min至100 g/min之範圍內的施配率。在一個特定實施例中，施配率在0.6 MPa壓力下用具有0.1吋直徑之施配頭開口的10 ml注射器測試。B . 形成熱介面材料之方法
在一些例示性實施例中，TIM藉由在加熱混合器中組合個別組分且將組合物摻合在一起來製備。 在一些例示性實施例中，TIM隨後在低至25℃、50℃、75℃、80℃，高至100℃、125℃、150℃、170℃、或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內的溫度下烘烤。在一些例示性實施例中，TIM烘烤持續短至0.5分鐘、1分鐘、30分鐘、1小時、2小時，長達8小時、12小時、24小時、36小時、48小時，或介於任何兩個前述值之間所界定的任何範圍內。例示性焙烤條件為80℃，持續30分鐘。C . 利用熱介面材料之應用
再次參看圖1，在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為電子組件12與熱散播器14之間的TIM 1，如TIM 18所指示。在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為熱散播器14與散熱片16之間的TIM 2，如TIM 20所指示。在一些例示性實施例中，包括顏料或染料之熱介面材料定位為電子組件12與散熱片16之間的TIM 1.5(未圖示)。實例
熱介面材料根據表1中所提供之調配物製備。表 1 ：用於比較實例 1 及 2 的調配物 ( 重量 %) 
；及至少一種溶劑。
