具有薄轉移膜或金屬化層的熱界面材料的製作方法

2023-08-10 22:45:51

專利名稱：具有薄轉移膜或金屬化層的熱界面材料的製作方法
技術領域：
本申請主要涉及用於建立自發熱元件至散熱部件和/或傳熱部件(為簡單起見從 此時起稱為散熱器)的導熱用熱通路的熱界面材料。
背景技術：
這一部分的陳述僅僅提供與本公開有關的背景信息，並不構成現有技術。電氣元件，例如半導體、電晶體等等，通常具有預設溫度，處於該溫度時電氣元件 能夠進行最佳運作。理想的是，預設溫度接近周圍空氣的溫度。不過電氣元件的操作產生 熱量，該熱量如果不被移除會導致電氣元件在明顯高於其正常的或理想的操作溫度的溫度 操作。這種過高的溫度可能會對電氣元件的操作性能和相關裝置的操作產生不利影響。為了避免或至少減少因發熱導致的不利的操作性能，熱量應當被移除，例如，通過 將來自運行的電氣元件的熱量導向散熱器。散熱器隨後可通過傳統的對流和/或輻射技術 冷卻。傳導時，熱量可由運行的電氣元件傳至散熱器，或者通過電氣元件和散熱器之間的直 接表面接觸和/或通過電氣元件與散熱器經由中間介質或熱界面材料(TIM)的接觸。熱界 面材料可用於填充傳熱表面之間的空隙，從而相比於由空氣填充的空隙增大傳熱效率，空 氣是相對較差的熱導體。在一些裝置中，電絕緣體還可以放置在電氣元件和散熱器之間，在 許多情況中就是TIM本身。

發明內容
根據各種方案，提供了熱界面材料組件的示例性實施方式。在一個示例性實施方 式中，熱界面材料組件通常包括具有第一側和第二側的熱界面材料，和厚度為約0. 0005英 寸以下的乾材料。所述乾材料沿著所述熱界面材料的第一側的至少一部分布置。在另一個示例性實施方式中，熱界面材料組件通常包括具有第一側和第二側的熱 界面材料，和厚度為約0.0005英寸以下的金屬層。所述金屬層具有第一側和第二側。金屬 層的第一側沿著所述熱界面材料的第一側的至少一部分布置。聚合物塗層在所述金屬層的 第二側的至少一部分上。另外的方案提供了涉及熱界面材料組件的方法，例如使用和/或製造熱界面材料 組件的方法。在一個示例性實施方式中，製造熱界面材料組件的方法一般包括沿所述熱界 面材料的第一側的至少一部分為所述熱界面材料提供乾材料，以使所述乾材料的厚度為約 0. 0005英寸以下。
另一個示例性實施方式提供一種與從發熱元件傳熱有關的方法。在該示例性實施方式中，方法通常包括通常在發熱元件的表面與散熱器的表面之間安裝熱界面材料組件， 由此建立由發熱元件、熱界面材料組件和散熱器所限定的導熱用熱通路。熱界面材料組件 包括熱界面材料和厚度為約0. 0005英寸以下的乾材料，所述乾材料沿著所述熱界面材料 的至少一部分布置。本公開的其他方案和特徵將通過以下提供的具體描述而更加清楚。另外，本公開 的任何一個或多個方案可以單獨實施，或者與本公開的其他方案的任何一個或多個任意組 合後實施。應當理解，具體的描述和特定實例儘管說明了本公開的示例性實施方式，但僅用 作說明目的而非旨在限制本公開的範圍。


本文描述的附圖僅出於說明目的而非旨在以任何方式限制本公開的範圍。圖1是根據示例性實施方式的具有熱界面材料、金屬化或金屬層、離型塗層和離 型襯墊的熱界面材料組件的截面圖；圖2是根據示例性實施方式的示例性方法的工藝流程圖，該方法包括層壓金屬化 層或轉移膜至熱相變材料；圖3是根據示例性實施方式的另一個示例性方法的工藝流程圖，該方法包括層壓 金屬化層或轉移膜至導熱填隙料(thermal gap filler)；圖4是另一個示例性方法的工藝流程圖，該方法用於製造包括熱界面材料和金屬 化層或金屬層的熱界面材料組件；圖5是具有熱界面材料、金屬化層或金屬層、下離型塗層和下離型襯墊的熱界面 材料組件的另一個示例性實施方式的截面圖；圖6是根據示例性實施方式的熱界面材料組件的截面圖，所述熱界面材料組件具 有熱界面材料和橫跨熱界面材料的上側的幹膜；圖7是熱界面材料組件的另一個示例性實施方式的透視圖，所述熱界面材料組件 具有熱界面材料和以條紋模式橫跨熱界面材料的一部分的乾材料；圖8是熱界面材料組件的另一個示例性實施方式的透視圖，所述熱界面材料組件 具有熱界面材料和以點狀模式橫跨熱界面材料的一部分的乾材料；圖9是用於製造包括熱界面材料和乾材料的熱界面材料組件的另一個示例性方 法的工藝流程圖；和圖10AU0B和IOC圖示了根據示例性實施方式的將薄的乾材料提供至熱界面材料 的示例性模式。
具體實施例方式下列說明在本質上僅僅是示例性的而非旨在限制本公開、應用或用途。已將具有厚箔的熱界面材料用在發熱元件和散熱器之間以建立其間的導熱通路。 然而，正如本發明人所認識到的，箔的厚度(例如，一密耳厚、兩密耳厚等等)使得導熱通路 相對較長，以致箔的厚度因增大了熱阻而對熱性能產生負面影響。儘管對熱具有負面影響， 具有一密耳乃至兩密耳的厚度的箔目前仍用作自承的、獨立的、自立材料，其可用於熱界面材料而無需使用承載襯墊。除此之外，薄的金屬層或轉移膜通常過脆以致不能自承，因而不適合用作獨立層。因為本發明人認識到使用較薄的箔能夠提供較短的導熱通路，因此本發明人在文 中公開了各種示例性實施方式，包括熱界面材料，沿其至少一部分具有薄金屬化層、薄金 屬層、在其至少一部分上具有聚合物塗層的薄金屬層(例如，在金屬層的與熱界面材料相 對的一側上具有5埃厚的聚合物塗層，等等)和/或薄的乾材料(例如，聚合物或其他乾材 料的膜或層，其橫跨熱界面材料的一部分或整個表面，乾材料處於預定模式，例如條紋模式 (圖10A)，均勻點狀模式(圖10B)，非均勻點狀模式(圖10C)，等等)中的一種或多種。相 比於那些具有更厚的箔的熱界面材料組件來說，金屬化層、金屬層、金屬層/聚合物塗層和 /或乾材料的減小的厚度使得能夠改善熱界面材料組件的熱性能。較短的熱通路使得導熱通路具有較低的熱阻，除此之外，較薄的金屬化層、金屬 層、金屬層/聚合物塗層和/或幹膜也使得與配合表面具有良好的一致性，其還有助於降低 熱阻，因為熱阻至少部分也取決於二者之間的有效表面積的接觸程度。與配合表面相符的 能力往往是重要的，因為散熱器和/或發熱元件的表面通常並不完全平坦和/或平滑，以致 氣隙或空隙(空氣是相對較差的熱導體)傾向於出現在不規則的配合表面之間，由此增大 了通路的導熱熱阻。因此，除去空隙由此還有助於降低導熱通路的熱阻，並增大通路的熱導 率，從而提高沿通路的熱傳導。文中公開的各種實施方式包括薄金屬化層、薄金屬層、薄金屬層/聚合物塗層和 /或薄幹材料(例如，薄的幹膜、層、模式，等等)，相比於具有較厚箔的熱界面材料，這些實 施方式對於熱界面材料的熱性能的不利影響較小(熱阻抗或熱阻的增加較少)。為了更好 地說明這一點，僅出於說明目的提供下列非限制性實例和測試結果而非用來限制。採用由 LairdTechnologies, Inc.得到的T-pcm 580S系列熱相變材料製成的測試樣品測定熱阻。 對於測試樣品，箔以不同的箔厚度施用或塗布在熱相變材料上。具有通過由聚酯膜轉移而 施用至T-pcm 580S系列熱相變材料的箔厚為0. 0001英寸的箔的測試樣品的熱阻確定為 0.019°C _in2/W。作為對比，具有厚度為0.0007英寸的自承或自立膜的測試樣品的熱阻確 定為 0. 040C -in2/Wo除了熱性能得到改善之外，文中公開的一些示例性實施方式還包括在一層或多層 相對較薄的層或膜(例如，金屬化層、薄金屬層、薄金屬層/聚合物塗層、薄幹材料、膜或層， 等等)的上面或上方的保護性襯墊。在這樣的實施方式中，保護性襯墊可在安裝熱界面材 料組件之前移除。使用保護性襯墊因而有助於減少在薄層或膜中出現表面缺陷的可能性， 這種表面缺陷有時可能發生在使用自承或自立的獨立厚箔而沒有任何保護性襯墊的時候。因此，本文公開的熱界面材料組件的各種示例性實施方式包括具有薄金屬化層、 薄金屬層、薄金屬層/聚合物塗層和/或薄幹材料/膜/層的熱界面材料。熱界面材料的 至少一部分上存在薄材料、膜、層或塗層(例如，聚合物塗層、幹膜、轉移膜等)，這使得熱界 面材料組件能夠清潔且容易地由配合元件剝離，例如，以允許進行再加工印刷電路板、中央 處理單元、圖形處理單元、存儲模塊或其他發熱元件。另外，薄金屬化層、薄金屬層、薄金屬 層/聚合物塗層和/或薄幹材料(例如，幹膜、幹層、幹圖案等等)在一些實施方式中還可 提供下列優點中的一個以上優點減少的熱界面材料的靜電放電；防止(或至少減少可能 性)熱界面材料成分(如有機矽等)接觸並可能汙染配合表面；在熱界面材料的具有金屬化層、金屬層或導電膜的一側上的電導性或電絕緣性；熱界面材料的具有金屬化層、金屬層或乾材料的一側反射來自LED或其他光源的光。本文還公開了熱界面材料組件的示例性實施方式，所述熱界面材料組件包括較薄 的乾材料，其厚度為0. 0005英寸以下(例如0. 0005英寸、5埃，等等)，其中薄的乾材料可 以沿著順應性(compliable)或順從性(conformable)熱界面材料(例如填隙料、相變材 料、油灰或導熱絕緣體)的一側或兩側布置。作為實例，薄的乾材料可包括處於預定模式的 薄的幹層、薄的幹膜、薄的乾材料(例如，條紋模式(圖10A)、均勻點狀模式(圖10B)和非 均勻點狀模式(圖10C)，等等)、聚合物、金屬、塑料或紙材料、膜或層等等。在這些具有薄 的乾材料的示例性實施方式中，可將薄的乾材料配置為使得熱界面材料組件能夠相對清潔 且容易地由這樣的表面移除乾材料在該表面設置。例如，熱界面材料組件可設置、夾持或 安裝在散熱器和發熱元件(例如印刷電路板組件、中央處理單元、圖形處理單元、存儲模塊 或其他發熱元件等)之間，以使乾材料接觸或處於發熱元件的表面，由此導熱用熱通路自 發熱元件至乾材料至熱界面材料隨後至散熱器而限定。在後一個實例中，乾材料由此可允 許由發熱元件清潔地移除熱界面材料組件，例如用於獲得用於維修、修補、替換等的發熱元 件。作為另一個實例，熱界面材料組件可設置、夾持或安裝在發熱元件和散熱器之間，其中 乾材料處於散熱器的表面，以使導熱用熱通路自發熱元件至熱界面材料至乾材料然後至散 熱器而限定。在第二個實例中，乾材料由此可允許由散熱器清潔地移除熱界面材料組件，例 如當移除散熱器以用於獲得用於維修、修補、替換等的發熱元件時。另外，所述乾材料在一些實施方式中還可提供下列優點中的一個以上優點。例如， 可將乾材料配置為引起由優選表面的優先剝離，從而與散熱器而非發熱元件留在一起，或 粘住散熱器而非發熱元件。所述乾材料通過抑制例如與安裝者的手或與元件表面的粘附、 膠粘或粘著表面的粘著而使得能夠更容易地進行處理和安裝。所述乾材料還可增大生產線 的速度並減少製造和/或運輸費用，例如在熱界面材料組件僅包括一個離型襯墊而非兩個 以上離型襯墊時。相比於通過玻璃纖維增強強度的產品，乾材料可提供改善的產品強度和 對熱性能的較少的不利影響。在各種實施方式中，乾材料可以著色，或者具有與熱界面材料 不同的顏色，以使乾材料更容易識別和/或與熱界面材料區分。反過來，該著色方案可允許 安裝者更為快速且容易地確定安裝TIM組件的合適方位，例如TIM的哪一側應當與散熱器 接觸，以及哪一側應當與發熱電子元件接觸。取決於TIM組件使用的具體材料，乾材料可具 有比熱界面材料更高或更低的熱導率，和/或比熱界面材料更大或更小的順從性。現在參考圖1，圖中顯示了採用本公開的一個以上方案的多層構造體或熱界面材 料(TIM)組件100的示例性實施方式。如圖1所示，圖示的TIM組件100通常包括熱界面 材料104、金屬化層、金屬層或乾材料(例如幹膜或層，等等)116、離型塗層120、128以及離 型襯墊132和140 (或更廣泛而言，基板或支撐層132和140)。文中更詳細地描述了 TIM組 件 100 的各部分 104、116、120、128、132 和 140。作為選擇，其他實施方式包括下述TIM組件其不包括離型塗層120、128中的任一 個或兩個和/或不包括離型襯墊132、140中的任一個或兩個。例如，TIM組件的另一個實施 方式通常包括熱界面材料(例如104等)和金屬化層、金屬層或乾材料(例如116等)，而 沒有任何離型塗層120或128或任何離型襯墊132、140。TIM組件的其他實施方式通常包 括熱界面材料(例如104等)、金屬化層、金屬層或乾材料(例如116等)以及上下離型襯墊(例如120、128等)，而在下離型襯墊與熱界面材料之間或在上離型襯墊與金屬化層、金 屬層或乾材料之間沒有任何離型塗層(例如120、128等)。TIM組件的另外的實施方式通 常包括熱界面材料(例如104等)、金屬化層、金屬層或乾材料(例如116等)、上下離型襯 墊(例如120、128等)以及單獨一個位於下離型襯墊與熱界面材料之間的離型塗層(例如 128等)，因而TIM組件的這些實施方式不包括任何位於上離型襯墊與金屬化層、金屬層或 乾材料之間的離型塗層(例如120等)。TIM組件的一個特定的實施方式通常包括熱界面 材料(例如104等)、乾材料(例如116，乾材料的膜或層等等)、上下離型襯墊(例如120、 128等等)以及單獨一個位於下離型襯墊和熱界面材料之間的離型塗層(例如128，等)，由 此該實施方式不存在位於上離型襯墊和乾材料之間的離型塗層(例如120，等)。在該特定 例中，乾材料直接處於上離型襯墊，並且乾材料被設計為由上離型襯墊剝離，而不需要位於 上離型襯墊和乾材料之間的離型塗層。不過，選擇性的實施方式可包括位於乾材料和離型 襯墊之間的離型塗層。在本文公開的各實施方式中，熱界面材料104可由各種材料形成，其中的一部分 列於下表中，表中陳述了來自美國密蘇裡州聖路易斯的Laird Technologies，Inc並由此參 照Laird Technologies, Inc.的商標識別的示例性材料。表格和其中所列的材料可用作本 文公開的任何一個或多個示例性實施方式中的熱界面材料，提供的目的僅在於說明而非限 制。在一些實施方式中，熱界面材料104是填隙料(例如，來自LairdTechnologies的 T-f lex 填隙料或T-pli 填隙料，等等)。作為實例，所述填隙料可具有約3W/mK的熱導率 和約 0. 460C -in2/W,或 0. 62°C -in2/W,或 0. 85°C -in2/W,或 1. 09°C -in2/W,或 1. 23°C -in2/ W等的熱阻抗(採用ASTMD5470(修正的測試法)，以每平方英寸十磅確定)。作為另一 個實例，所述填隙料可具有約1. 2ff/mK的熱導率和約0. 840C _in2/W，或1. 15°C _in2/W，或 1. 500C -in2/W,或 1. 8°C -in2/W,或 2. 22°C _in2/W 等的熱阻抗(採用 ASTM D5470 (修正的 測試法)，以每平方英寸十磅確定)。其他的示例性填隙料可具有約6W/mK的熱導率和約 0. 160C -in2/W,或 0. 21°C -in2/W,或 0. 37 °C -in2/W,或 0. 49°C -in2/W,或 0. 84°C -in2/W 等 的熱阻抗(採用ASTM D5470 (修正的測試法)，以每平方英寸十磅確定)。在其他的實施方式中，熱界面材料104是相變材料(例如，來自 LairdTechnologies, Inc.的T-pcm 580S系列相變材料等)。作為實例，該相變材料可 具有約50°C的相變軟化點，約_40°C 125°C的運行溫度範圍，約3. 8ff/mK的熱導率，約 0. 0190C -in2/W,或0. 0200C ~in2/W等的熱阻抗(採用ASTM D5470 (修正的測試法)，以每 平方英寸十磅確定)。在另外的實施方式中，熱界面材料104是導熱絕緣體(例如，來自Laird Technologies的T-gard 500導熱絕緣體等)。作為實例，該導熱絕緣體可具有約 0. 6°C -in2/W等的熱阻抗(採用ASTM D5470 (修正的測試法)，以每平方英寸十磅確定)。緊下方的表格列出了各種示例性熱界面材料，其可用作本文描述和/或顯示的任何一個或多個示例性實施方式中的熱界面材料。這些示例性材料可由美國密蘇裡州聖路易 斯的 Laird Technologies, Inc.商購獲得，並由此參照 Laird Technologies, Inc.的商標
識別。提供該表格和其中所列的材料及性質的目的僅在於說明而非限制。 除了上表中所列的實例之外，還可以使用其他熱界面材料，這些材料優選是比單 獨的空氣更好的熱導體。其他的示例性材料包括順應性或順從性有機矽墊、非有機矽類材 料(例如，非有機矽類填隙材料、熱塑性和/或熱固性聚合的彈性材料，等)、絲網印刷材料、 聚氨酯泡沫或凝膠、熱油灰、熱脂、熱傳導性添加劑等等。在一些實施方式中，使用一個或多 個順從性熱界面墊片，其具有足夠的壓縮性和靈活性，從而使得當屏蔽裝置安裝至電氣元 件上的印刷電路板時，放置為與電氣元件接觸的墊片相對緊密地符合電氣元件的尺寸和外 部形狀。通過以這種相對緊密的裝配和封裝方式使用電氣元件，順從性熱界面墊片可以使 熱量由電氣元件傳導至封蓋以分散熱能。另外，如本文中所公開的，熱界面還可以由足夠柔 軟的順從性和/或順應性材料形成，從而相對容易地被推入或擠入封蓋中的孔中。進一步參考圖1，TIM組件100包括大致位於離型塗層120和熱界面材料104的上 表面或第一側108之間的金屬化層、金屬層或乾材料116。金屬化層、金屬層或乾材料116 可由各種材料形成，其優選對熱阻具有很小的影響或不具有影響，並且相對順應、整合或柔 韌以符合表面(例如，發熱元件或散熱器的表面等)。使用作為良好的熱導體並能夠與配 合表面具有良好順應性的材料有助於提供較低的熱阻抗。取決於TIM組件100使用的特 定材料，金屬化層、金屬層或材料116可以由這樣的材料形成所述材料具有比熱界面材料 104更高或更低的熱導率，和/或具有比熱界面材料104更大或更小的順從性。另外，金屬 化層、金屬層或乾材料116還有助於使熱界面材料104相對清潔且容易地由發熱元件或散 熱器剝離，例如，用於再加工或維修發熱元件。在一些示例性實施方式中，乾材料116包括 材料(例如，聚合物、紙、塑料等)的膜或層，其被構造為允許相對清潔且容易地由發熱元件 或散熱器的表面剝離。在這樣的實施方式中，因而可將幹膜和熱界面材料(其上提供或施 用有幹膜以形成熱界面材料組件)由設置有幹膜的表面移除，全體作為單一的組合組件， 此時幹膜仍然附著於熱界面材料或沿熱界面材料布置。在其他的示例性實施方式中，存在 包含銅的金屬化層或金屬層116。在另一些示例性實施方式中，熱界面材料可包括或設置有 金屬化層或金屬層116，在金屬化層或金屬層的大致與熱界面材料相對的表面上具有塗層 (例如，聚合物塗層等)。選擇性的實施方式可包括一種以上的其他材料用於金屬化層、金 屬層或乾材料116，包括銅之外的其他金屬(例如，銀、錫等)、合金、非金屬材料、聚合物、塑料、紙材料等。作為另一個實例，示例性實施方式可包括包含厚度小於或等於約0. 0005英寸的鋁的金屬化層或金屬層116。其他的實施方式可具有厚度為約0. 0002英寸、0. 0001英 寸、5埃、小於0. 0001英寸、小於5埃等的金屬化層、金屬層或乾材料116。本文還公開了金 屬化層、金屬層或乾材料116在一些實施方式中可提供為來自賓夕法尼亞州布里斯托的 Dunmore Corporation的產品的亞元件或部件，例如商品名為Dun-Tran的產品(例如，具有 熱活化的粘合層的Dunmore DT273金屬化膜，Dunmore DTlOl金屬化轉移層，等等)，或者其 他具有含聚合物塗層的金屬化層或金屬層或膜的產品。根據特定的實施方式，可以採用各種工藝和技術來為熱界面材料提供金屬化層、 金屬層或乾材料。除了其他合適的工藝外，一些示例性工藝包括氣相澱積、真空金屬噴鍍、 層壓、壓延、濺射、電鍍、蒸發、金屬噴鍍、使用凹板印刷的塗布、柔版塗布、按照一定模式印 刷、其他的塗布技術，經由轉移介質(例如聚酯襯墊等)轉移或提供。作為實例，乾材料可 配置為由承載襯墊剝離以轉移至熱界面材料。在該實例中，通過將乾材料由承載襯墊轉移 至熱界面材料，熱界面材料可由此設置有於材料。另外，圖1僅僅顯示了一層金屬化層、金屬層或乾材料的層/膜116。選擇性的 實施方式可包括在熱界面材料下方的第二 /下部金屬化層、金屬層或乾材料的層/膜。另 夕卜，一些實施方式可包括不只一層的金屬化層、金屬層或乾材料的層/膜(例如，不同金屬 材料的多層、同一材料的多層、不同合金的多層、非金屬層的多層、包括一層以上金屬層和/ 或一層以上非金屬層的多層、乾材料的多層等)，這些層完全或部分地布置、塗布、轉移、施 用或以其他方式提供在熱界面材料的一側、兩側或所有側上和/或表面上。例如，另一個實 施方式可包括例如通過噴鍍技術直接形成在熱界面材料之上的第一銅金屬化層或金屬層， 和直接形成在銅之上的第二鎳金屬化層或金屬層，從而改善抗氧化性。另一個實例可包括 直接形成在熱界面材料之上的金屬化層或金屬層，在金屬化層或金屬層上直接形成有聚合 物塗層。又一個實例可包括直接位於熱界面材料之上的乾材料的層或膜(例如幹聚合物膜 等)。再一個實例可包括相同材料、不同材料、不同合金、非金屬材料等的多層。在圖1描述的實施方式中，TIM組件100包括圖示於金屬化層、金屬層或乾材料 116的上表面或上側124之上的離型塗層120。TIM組件100還包括另一個離型塗層128， 其圖示為直接位於熱界面材料104的下表面或第二側112之下。熱界面材料組件100還包 括圖示於離型塗層120的上表面或上側136之上的離型襯墊132。TIM組件100另外包括 圖示為直接位於離型塗層128的下表面或第二側144之下的離型襯墊140。繼續參考圖1，金屬化層、金屬層或乾材料116被描述為與離型塗層120和離型襯 墊140分離的單獨層。不過，在一些實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116、離型塗層 120和離型襯墊140可作為分組件提供，其隨後又層壓、壓延或以其他方式提供至熱界面材 料104。在這些示例性實施方式中，離型襯墊140可包括基板或支撐層，離型塗層120和金屬 化層、金屬層或乾材料116施用於所述基板或支撐層。金屬化層、金屬層或乾材料116可以 是厚度為約0.0005英寸以下(例如，0.0002英寸、0.0001英寸、5埃等)的膜或層。僅作為 實例，金屬或乾材料的膜或層可設置、施用或塗布在基板、支撐層或離型襯墊132的離型側 (其上具有離型塗層120的側)上。金屬或乾材料可通過使用氣相澱積、真空金屬噴鍍、濺 射技術、電鍍、蒸發、金屬噴鍍、使用凹板印刷的塗布、柔版塗布、按照一定模式印刷、其他的 塗布技術等設置、施用或塗布在離型側上。熱界面材料104和分組件(包括離型襯墊132、離型塗層120和金屬化層、金屬層或乾材料116)可隨後層壓，以使金屬化層、金屬層或乾材 料116大致布置在離型塗層120和熱界面材料104之間，如圖1所示。作為另一個實例，可將在其一側上具有聚合物塗層的金屬膜或層設置或施用至基 板、支撐層或離型襯墊132的離型側(其上具有離型塗層120的側)上。熱界面材料104 和分組件(包括離型襯墊132、離型塗層120和金屬層/聚合物塗層116)可隨後層壓或通 過其他方式設置，以使金屬層/聚合物塗層116大致布置在熱界面材料104和離型塗層120 之間。在該實施方式中，聚合物塗層可位於離型塗層120和金屬層之間，金屬層轉而又可位 於聚合物塗層和熱界面材料104之間。作為另一個示例性實施方式，乾材料的層或膜(例如，幹聚合物膜、轉移膜等)可 設置、施用或塗布在基板、支撐層或離型襯墊132的離型側(其上具有離型塗層120的側) 上。熱界面材料104和分組件(包括離型襯墊132、離型塗層120和乾材料116)可隨後層 壓或通過其他方式設置，以使乾材料116大致布置在離型塗層120和熱界面材料104之間。圖5描述了熱界面材料(TIM)組件500的另一個實施方式展示。如圖5所示，金屬 化層、金屬層或乾材料516可直接設置或施用於熱界面材料504的表面或一側，除了其他合 適的工藝外，例如，經由氣相澱積、真空金屬噴鍍、濺射、金屬噴鍍、電鍍、蒸發、使用凹板印 刷的塗布、柔版塗布、按照一定模式印刷材料、其他的塗布技術。在該實例中，TIM組件500 包括下離型塗層528和離型襯墊540。但是，在該選擇性實施方式中，TIM組件500如圖5 所示不具有上離型塗層或上離型襯墊。因為金屬化層、金屬層或乾材料516在該實施方式 中直接設置、施用、金屬化等至熱界面材料504，金屬化層、金屬層或乾材料516並非經由包 括支撐層或基板的分組件的層壓或壓延而提供至熱界面材料504。作為比較，圖1中所示 的TIM組件100的金屬化層、金屬層或乾材料116可通過層壓或壓延熱界面材料104和由 離型襯墊132與離型塗層120以及由此支撐的金屬化層、金屬層或乾材料116所構成的分 組件而提供。如文中所公開的，通過澱積一種以上的金屬(例如，銅、鋁等)、非金屬(例如， 聚合物、塑料、紙、幹膜材料、轉移膜材料等)、二者的組合至離型襯墊、基板或支撐層132的 離型側(其上具有離型塗層120的側)，可將金屬化層、金屬層或乾材料116提供至TIM組 件100。除了其他合適的工藝外，可提供金屬或乾材料的一些示例性工藝包括氣相澱積、真 空金屬噴鍍、層壓、壓延、濺射、電鍍、蒸發、金屬噴鍍、使用凹板印刷的塗布、柔版塗布、按照 一定模式印刷乾材料、其他的塗布技術，經由轉移介質(例如聚酯襯墊等)的轉移或提供。可將各種材料用於圖1中所示以及文中所公開的其他示例性實施方式中的離型 塗層120、128和離型襯墊140。作為另一個實例，離型襯墊132和140可包括由紙、聚酯丙 烯等形成的基板、支撐層、膜或襯墊，其已經矽化以在其上提供離型塗層120、128。其他實施 方式可包括未經處理(例如，矽化等)的承載襯墊，而是將乾材料本身配置為由承載襯墊剝 離並轉移至熱界面材料。例如，圖6描述了示例性TIM組件600，其包括熱界面材料604和 沿熱界面材料604的整個第一側布置的乾材料616。在該示例性實施方式中，將乾材料616 本身配置為與未處理的承載襯墊剝離，以用於轉移至熱界面材料604。再參考圖1，可將離型襯墊132、140配置為支撐基板、層或膜以用於相應的離型塗層120、128，該塗層轉而又可以配置為支撐基板、層或膜上的低表面能塗層，例如以使得支 撐基板、層或膜容易地由熱界面材料移除。在一些實施方式中，可將離型襯墊132和140配 置為有助於例如在運輸、航運等過程中保護TIM組件100的其他層104、116。
在示例性安裝工序中，可將離型襯墊132和140由TIM組件100移除(例如，剝離等)。離型塗層120、128有助於離型襯墊132、140的移除。熱界面材料104和金屬化層、 金屬層或乾材料116隨後可大致設置在散熱器和發熱元件(例如，高頻微處理器、印刷電路 板、中央處理單元、圖形處理單元、膝上型電腦、筆記本電腦、臺式個人電腦、計算機伺服器、 熱試驗臺等的元件)之間。例如，熱界面材料的下表面或下側112(由於移除了離型襯墊 140而暴露)可設置在散熱器的表面並與其熱接觸。金屬化層、金屬層或乾材料116的上 表面或上側124(也由於移除了離型襯墊132而暴露)可設置在發熱元件的表面並與其熱 接觸。在一些實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116的上表面或上側124可包括聚合 物塗層，該塗層設置在發熱元件的表面並與其熱接觸。在其他的實施方式中，金屬化層、金 屬層或乾材料116的上表面或上側124可包括設置在發熱元件的表面並與其熱接觸的幹膜 或轉移膜(例如，幹聚合物膜等)的一部分。在另外的實施方式中，金屬化層、金屬層或幹 材料的上表面或上側124可包括由一種金屬、多種金屬或合金形成的設置在發熱元件的表 面並與其熱接觸的金屬化或金屬層Il6的一部分。自發熱元件至散熱器的導熱用熱通路可 由此經金屬化層、金屬層或乾材料116和熱界面材料104而建立。選擇性的實施方式可反 轉熱界面材料104和金屬化層、金屬層或乾材料116相對於發熱元件和散熱器的方向。也 就是說，一些實施方式可包括將熱界面材料104的下表面或下側112設置為處於發熱元件 的表面並與其熱接觸，並將金屬化層、金屬層或乾材料116的上表面或上側124設置為處於 散熱器並與其熱接觸。在另外的實施方式中，熱界面材料104和金屬化層、金屬層或乾材料 116可以在別處使用並安裝。以上提供的關於TIM組件100的示例性安裝工序的說明僅是 用於描述，而TIM組件的其他實施方式可以以不同的方式構造和/或安裝。例如，一些實施 方式包括在熱界面材料的上表面和下表面上具有至少一層金屬化層、金屬層或乾材料(例 如幹膜、轉移膜等)的TIM組件。在這樣的實施方式中，安裝工序可因而包括將上部金屬化 層、金屬層或乾材料設置為處於散熱器的表面並與其熱接觸，並將下部金屬化層、金屬層或 乾材料設置為處於發熱元件的表面並與其熱接觸。一些實施方式還可包括熱活化層。例如，可在金屬化層、金屬層或乾材料116之上 設置厚度為約0.0003英寸的熱活化層。作為另一個實例，一些實施方式可包括熱界面材 料、離型塗層和熱活化層，所述熱界面材料包括填隙料並已經層壓了離型襯墊、基板或支撐 層，而其又可包括金屬化層、金屬層或乾材料。在該示例性實施方式中，熱活化層可加大堅 固性從而有助於抑制金屬化層、金屬層或乾材料在填隙料發生偏斜時(例如在安裝於發熱 元件和散熱器之間的空隙中的過程中)斷裂和/或剝落。熱活化層還可提供與填隙料的更 為可靠的粘合，所述填隙料因而可以由難以粘接任何東西的有機矽製成。繼續參考圖1，一個示例性實施方式包括層厚(在第一和第二側108、112之間) 為約0. 0075英寸的熱界面材料104。繼續該實例，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有 約0. 0005英寸以下(例如，0. 0002英寸、0. 0001英寸、5埃、小於0. 0001英寸、在一些實施 方式中小於5埃，等等)的層厚。離型塗層120和124的每一個可具有約0. 00025英寸 0. 00075英寸的各自的層厚。離型襯墊132和140的每一個可具有約0. 001英寸的各自的 層厚。在一個特定的實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有約0. 0005英寸的 層厚。在另一個實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有約0. 0002英寸的層厚。 在又一個實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有約0. 0001英寸的層厚。在再一個實施方式中，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有約5埃的層厚。在另外的實施方式 中，金屬化層、金屬層或乾材料116可具有小於0. 0001英寸或小於5埃的層厚。文中公開 的這些數值尺度僅是為說明的目的而提供。特定的尺度並不意圖限制本發明的範圍，例如 根據將使用實施方式的特定應用，對於其他的實施方式可以變化這些尺度。圖6描述了 TIM組件600的示例性實施方式(圖6)，其中乾材料616包括沿著熱 界面材料604的整個上側連續布置的膜或層。在其他的示例性實施方式中，TIM組件可包 括僅沿著熱界面材料的一側的一個以上部分布置的乾材料。在該實施方式中，乾材料可以 按照製作為定製離型的模式沿著熱界面材料配置並布置。在各種實施方式中，乾材料可按 照預定模式橫跨熱界面材料的一部分而設置，例如條紋模式(圖10A)，均勻點狀模式(圖 10B)，非均勻點狀模式(圖10C)，等等。例如，乾材料可以按照點狀模式提供或布置，以使 填隙料的粘性(tack)僅在那些存在點的位置處削弱。因此，這使得能夠達到粘性的定製水 平。作為一個實例，以點狀模式裝飾的乾材料可用於固定襯墊，而使TIM組件的邊緣能相對 容易地脫離襯墊。作為另一個實例，圖7描述了 TIM組件700的另一個示例性實施方式，該組件具有 熱界面材料704和乾材料716。在該實例中，乾材料716包括橫跨熱界面材料740的一部分 形成條紋模式的條狀乾材料716。作為另一個實例，圖8描述了 TIM組件800的另一個示例 性實施方式，該組件具有熱界面材料804和乾材料816。在該實例中，乾材料816包括橫跨 熱界面材料804的一部分形成點狀模式的通常為圓形小片的乾材料816。選擇性實施方式 可包括各式各樣的其他模式，取決於例如最終用戶或消費者所需的離型程度。下面將提供構造或製造TIM組件(例如，100 (圖1)、500 (圖5)、600 (圖6)、700 (圖 7)、800(圖8)等)的各種示例性方法的描述。提供這些實例是用於描述的目的，還可以使 用其他方法、材料和/或配置。圖2描述了可形成TIM組件的示例性方法200。在該特定的示例性方法200中，工 序204包括選擇附著有上離型襯墊和下離型襯墊(例如140等)的熱相變材料(例如104 等)。作為實例，熱相變材料可以是來自Laird Technologies, Inc.的T-pcm 580S系列 熱相變材料。還可以使用選擇性的材料，包括不具有任何離型襯墊的熱界面材料、僅具有一 個離型襯墊的熱界面材料和不是熱相變材料的熱界面材料。繼續參考圖2，工序208包括由熱相變材料移除離型襯墊之一。在工序204所選擇 的熱相變材料不包括任何預先存在的離型襯墊或僅包括一個離型襯墊的那些實施方式中， 可能並不需要工序208。工序212包括將金屬化層、金屬層或乾材料(例如，116、銅層、鋁層、錫層、一個以上由其他金屬形成的層、具有聚合物塗層的金屬層、幹膜、轉移膜等)層壓至已經在工序 208中預先移除了離型襯墊的熱相變材料的暴露表面。在層壓工序212中，例如，各種材料 可以在一對形成層壓輥隙的層壓輥之間拖動。作為實例，工序212可包括將具有熱活化粘 合層的Dimmore DT273金屬化膜層壓至熱相變材料的暴露表面。在該情況中，熱相變材料 和Dimmore DT273金屬化膜可由此在一對形成層壓輥隙的層壓輥之間拖動。作為另一個實 例，工序212可包括將DunmoreDTlOl金屬化轉移層層壓至熱相變材料的暴露表面。在該後 一個實例中，熱相變材料和Dimmore DT101金屬化轉移層可由此在一對形成層壓輥隙的層 壓輥之間拖動。Dimmore DT273金屬化膜通常包括厚度為約1密耳或2密耳的矽化(或離型塗層)襯墊(或支撐層、基板或膜)，其已經由約0.1密耳厚的鋁金屬化，且在金屬化層之上沉積有厚度為約0.3密耳的熱封層。Dimmore DTlOl金屬化轉移膜的構造與DT273類 似，不過不具有熱封層。在工序212中還可以將選擇性的材料層壓至熱相變材料的暴露表 面，包括一種以上的其他金屬、合金、非金屬材料、幹膜、轉移膜等。測試根據方法200製得的測試樣品的熱阻。對於該測試，製造第一、第二和第三測 試樣品。第一測試樣品包括其下側上具有離型襯墊的T-pcm 580S系列熱相變材料和層壓 至熱相變材料的上側(即，已經在工序208中由其移除了離型襯墊的側)的Dimmore DT273 金屬化膜。第二測試樣品包括其下側上具有離型襯墊的T-pcm 580S系列熱相變材料和 層壓至熱相變材料的上側(即，已經在工序208中由其移除了離型襯墊的側)的Dimmore DTlOl金屬化轉移膜。第三測試樣品包括T-pCm 580S系列熱相變材料和幹膜。第一、第二和第三測試樣品的熱阻分別如下測定。由熱相變材料移除下離型襯墊 (即，工序208中未被移除的下部預先存在的離型襯墊)。熱相變材料隨後暴露側(移除了 下離型襯墊的側，或未層壓至Dimmore產品的側)朝下放置在ASTM D5470臺板上。對於第 一測試樣品，將保護性離型襯墊由Dimmore DT273金屬化膜移除；對於第二測試樣品，將保 護性離型襯墊由Dimmore DTlOl金屬化轉移膜移除。對於各測試樣品，壓力接近每平方英寸 50磅的壓力，熱阻於70°C測定。使用該示例性測試，第一測試樣品的熱阻為約0. 08°C -in2/ W，該樣品由T-pcm 580S系列熱相變材料和Dimmore DT273金屬化膜形成。第二測試樣 品的熱阻為約0. 020C _in2/W，該樣品由T-pcm 580S系列熱相變材料和Dunmore DTlOl金 屬化轉移膜形成。第三測試樣品的熱阻為約0. 0220C _in2/W，該樣品由T-pcm 580S系列 熱相變材料和幹膜形成，樣品厚度為8密耳，樣品面積為1平方英寸圓盤。作為對比，單獨 的T-pcm 580S系列熱相變材料(即，未層壓有任何金屬化層、金屬層或膜，且不具有任何 離型襯墊或離型塗層)的熱阻為約0.01°C-in2/W。另外，在0.7密耳厚的鋁箔上的T-pcm 580S系列熱相變材料的熱阻為約0. 0420C -in2/W。圖3描述了可形成TIM組件的示例性方法300。在該特定的示例性方法300中， 工序304包括選擇附著有上離型襯墊和下離型襯墊(例如140等)的熱填隙料(例如104 等)。作為實例，熱填隙料可以為來自LairdTechnologiesdnc.的T-flex 600系列填隙 料。在其他的實施方式中，熱相變材料可以是來自Laird Technologies, Inc.的T-pcm 580S系列熱相變材料。還可以使用選擇性材料，包括不具有任何離型襯墊或僅具有一個離 型襯墊的熱界面材料。繼續參考圖3，工序308包括由熱填隙料移除離型襯墊之一。在工序304中選擇的 熱填隙料不包括任何預先存在的離型襯墊或僅包括一個離型襯墊的那些實施方式中，可能 不需要工序308。工序312包括將金屬化層、金屬層或膜(例如116等)層壓至已經在工序308中 預先由其移除了離型襯墊的熱填隙料的暴露表面。在層壓工序312中，例如，各種材料可以 在一對形成層壓輥隙的層壓輥之間拖動。作為實例，工序312可包括將具有熱活化粘合層 的Dimmore DT273或GK14341金屬化膜層壓至熱填隙料的暴露表面。在該情況中，熱填隙 料和Dimmore DT273或GK14341金屬化膜可由此在一對形成層壓輥隙的層壓輥之間拖動。 作為另一個實例，工序312可包括將Dimmore DT101金屬化轉移層層壓至熱填隙料的暴露 表面。在該後一個實例中，熱填隙料和Dimmore DT101金屬化轉移層可由此在一對形成層壓輥隙的層壓輥之間拖動。在工序312中還可以將選擇性的材料層壓至熱相變材料的暴露表面，包括一種以上的其他金屬、合金、非金屬材料、幹膜、轉移膜等。測試根據方法300製得的測試樣品的熱阻。測試樣品包括在其一側上具有離型 襯墊的填隙料，和層壓至填隙料的另一側(在工序308中已經由其預先移除了離型襯墊的 側)的Dimmore GK14341金屬化膜。該測試樣品的熱阻如下測定。由填隙料移除下離型襯 墊(即，工序308中未移除的下部預先存在的離型襯墊)。填隙料隨後暴露側(移除了下 離型襯墊的側，或未層壓有GK14341金屬化膜的側)朝下放置在ASTM D5470臺板上。保護 性離型襯墊由Dimmore GK14341金屬化膜移除。壓力接近每平方英寸10磅的壓力，熱阻於 50°C測定。使用該示例性測試，由填隙料和Dimmore GK14341金屬化膜形成的該測試樣品 的熱阻為約0. 5390C -in2/ffo使用上述測試條件還測試了其他測試樣品。例如，由填隙料和 Dunmore 14071非金屬化膜形成的測試樣品的熱阻為約0. 516°C-in2/W。作為比較，單獨的 填隙料(S卩，其未層壓有任何金屬化層或金屬層，且不具有任何離型襯墊或離型塗層)的熱 阻為約0.5irC-in2/W。另外，具有相對厚的有機矽類敷形(conformal)幹塗層的填隙料 的熱阻為約0. 8400C -in2/W。圖4描述了可形成TIM組件的另一個示例性方法400。該方法400通常包括使用 金屬化轉移膜或其他適宜的膜(例如，非金屬化的轉移膜、幹膜或層等)作為襯墊經由溶劑 法或無溶劑法鑄造熱界面材料(例如，熱相變材料、導熱絕緣體、填隙料、油灰等)。例如，在 那些使用相變材料的實施方式中，可將所述相變材料加熱至高於其熔點並使用金屬化轉移 膜作為兩個襯墊之一將其擠出。在圖4所示的特定描述的實施方式400中，工序404包括選擇熱相變材料。例如， 熱界面相變材料可以成塊而不具有任何離型襯墊。在該實施方式中，所述熱界面相變材料 可由分配器排至離型塗布襯墊上，或者金屬化層或金屬層上。作為另一個實例，所述熱相變 材料可以由LairdTechnologies，Inc.商購的T-pcm 580S系列熱相變材料。還可以使用 選擇性材料，包括不具有任何離型襯墊、僅有一個離型襯墊、或具有上下離型襯墊的熱界面 材料。在那些熱相變材料包括一個以上離型襯墊的實施方式中，方法400還包括移除離型 襯墊。工序408包括加熱熱相變材料至高於其熔點的溫度。例如，一些實施方式可包括 加熱熱相變材料至約100°c。其他的實施方式可包括加熱熱相變材料至更高或更低的溫度， 這取決於工序404中所選擇的特定的熱相變材料及其熔點。工序412包括加熱層壓輥隙和臺面。例如，一些實施方式可包括加熱層壓輥隙和 臺面至約100°C。選擇性的實施方式可包括加熱層壓輥隙和臺面至更高或更低的溫度，這取 決於工序404中所選擇的特定的熱相變材料。層壓輥隙可由一對層壓輥形成。工序416包括將離型襯墊放置在經加熱的檯面上。在一些實施方式中，所述離型 襯墊包括矽化的聚酯或紙。選擇性的實施方式可包括包含其他合適材料的離型襯墊。工序420包括鋪展經加熱熔融的相變材料，使其大致跨越離型襯墊的至少一個邊 緣的寬度。工序424包括在熱相變材料上放置金屬化轉移膜(或在其他實施方式中為其他的 膜)。因此，熱相變材料由此大致布置在離型襯墊(在底部)和金屬化轉移膜(在頂部)之 間，或大致由二者夾持。在選擇性方法的實施方式中，層的取向或布置可以反轉，以使熱相變材料大致布置在離型襯墊(在頂部)和金屬化轉移膜(在底部)之間，或大致由二者夾持。在這類選擇性方法中，金屬化轉移膜可以在工序416中放置在經加熱的檯面上，加熱熔 融的相變材料然後在工序420中鋪展以大致跨越金屬化轉移膜的至少一個邊緣的寬度。工序428包括拖曳或牽拉堆疊材料(例如，離型襯墊、熱相變材料和金屬化轉移 膜)通過經加熱的層壓輥隙，並使熱相變材料橫向流動並被覆金屬化轉移膜和離型襯墊。工序432包括使層壓的堆疊材料(離型襯墊、熱相變材料和金屬化轉移膜)冷卻 至室溫。圖9描述了可形成TIM組件的另一個示例性方法900。該方法900通常包括使用 幹膜作為載體之一，所述載體間夾持或布置有未固化的塊狀間隙墊片材料，之後固化所述 間隙墊片材料。堆疊的或夾持的材料可包括頂部的離型襯墊、底部的幹膜和中間的未固化 塊狀間隙墊片材料。可拖曳堆疊材料使其通過輥隙，並進入爐中，然後未固化的塊狀間隙墊 片在爐中固化。繼續參考圖9，方法900可包括工序904，在該工序中未固化的塊狀間隙墊片材料 布置或夾持在離型襯墊與幹膜之間。作為實例，未固化的間隙墊片材料可以是來自Laird Technologies, etc.的未固化的T_f lex 填隙料或Τ-pli 填隙料，離型襯墊可以是聚酯 承載襯墊，幹膜可以是聚合物幹膜。還可以將選擇性材料用於間隙墊片材料、離型襯墊和幹膜。工序908包括牽拉未固化的塊狀間隙材料、幹膜和離型襯墊通過輥隙並進入爐 中。作為實例，爐溫可以為約100°c，固化時間可以為約30分鐘。工序912包括使未固化的塊狀間隙墊片材料在爐中固化。工序916包括由爐中移 出堆疊材料(即，離型襯墊、新固化的間隙墊片材料和幹膜)。於工序916由爐中移出之後，材料組件可稍後船運給消費者以用於隨後的安裝。 在該特定實例的方法900中，材料組件僅包括一個離型襯墊，這可增大生產線的速度並降 低成本，例如相比於那些具有兩個以上離型襯墊的材料組件而言需要更少的材料成本及船 運成本。在示例性安裝的過程中，頂部離型襯墊可由固化的間隙墊片材料移除(例如剝離 等)。在各種實施方式中，離型塗層有助於離型襯墊的移除。移除離型襯墊之後，可隨後 將其上具有幹膜的固化的間隙墊片材料大致布置在散熱器和發熱元件(例如，高頻微處理 器、印刷電路板、中央處理單元、圖形處理單元、膝上型電腦、筆記本電腦、臺式個人電腦、計 算機伺服器、熱試驗臺等的元件)之間。例如，固化的間隙墊片材料的暴露表面(因移除了 離型襯墊而暴露)可布置在散熱器的表面並與其熱接觸。幹膜的外表面或外側可布置在發 熱元件的表面並與其熱接觸。自發熱元件至散熱器的導熱用熱通路可由此經幹膜和固化的 間隙墊片材料而建立。選擇性實施方式可反轉固化的間隙墊片材料和幹膜相對於發熱元件 和散熱器的安裝方向。也就是說，一些實施方式可包括將固化的間隙墊片材料的暴露表面 或暴露側設置為處於發熱元件的表面並與其熱接觸，並將幹膜的外表面或外側設置為面向 散熱器並與其熱接觸。在另外一些實施方式中，固化的間隙墊片材料和幹膜可以在別處使 用並安裝。以上提供的關於製造TIM組件的示例性方法和示例性安裝工序的說明僅是用於 描述，而TIM組件的其他實施方式可以以不同的方式製造、構造和/或安裝。即使TIM組件可如上所述並如圖2 4和8中所示由熱界面材料和金屬化層、金 屬層和乾材料形成，也並非所有的實施方式均需如此。例如，其他的實施方式可包括除了層壓(圖2和3)、鑄造(圖4)和在爐中固化(圖9)之外的其他工序。作為實例，其他的實 施方式可包括經由蒸汽沉積、濺射或真空金屬噴鍍而非層壓而直接金屬化熱界面材料的表 面。另外的實施方式可包括薄金屬層、薄幹材料或薄轉移膜，其經由轉移而從載體(例如聚 酯襯墊等)施用至熱界面材料或直接金屬噴鍍至熱界面材料上。進一步的實施方式可包括 在輥之間進行壓延。可將金屬或乾材料提供至熱界面材料的其他示例性工序除了其他合適 的工序外還包括電鍍、蒸發、用凹板印刷的塗布、柔版塗布、按照一定模式印刷以及其他的 塗布技術。本文公開的實施方式(例如100、500、600、700、800等)可用於廣泛的發熱元件、散熱器和相關裝置。僅僅作為實例，示例性的應用包括印刷電路板、高頻微處理器、中央處 理單元、圖形處理單元、膝上型電腦、筆記本電腦、臺式個人電腦、計算機伺服器、熱試驗臺 等。因此，本公開的方案不應當局限於用於任何一種特定類型的發熱元件或相關裝置。文中公開的數值尺度和具體材料僅是用於說明的目的。文中公開的特定尺度和具 體材料並不意圖限制本公開的範圍，其他的實施方式可以具有不同的尺寸、不同的形狀和/ 或由不同的材料和/或工序形成，其例如取決於特定的應用和預期的最終用途。某些名詞術語在本文中僅用於參照的目的，因而並非意在限制。例如，如「上」、 「下」、「之上」、「之下」、「向上」、「向下」、「向前」、「向後」等術語是指所參照的圖中的方向。如 「前」、「後」、「背」、「底」和「側」等術語描述在一致但任意的參照框架內的部件的各部分的取 向，通過參照描述所討論部件的文字和相關附圖可以明確所述方向。這些名詞術語可以包 括上面具體提及的詞語及其派生詞和相似含義的詞語。相似地，指代結構的術語「第一」、 「第二」和其它這類數字術語除非由上下文明確指出否則不暗示序列或順序。當介紹要素或特徵和示例性實施方式時，冠詞「a」、「an」、「該(the)」和「所述 (said) 」均旨在表示有一個或多個這樣的要素或特徵。術語「包含」、「包括」和「具有」意為 包含(inclusive)，並且是指除了具體提及的那些要素或特徵以外還可能有額外的要素或 特徵。進而可以理解的是，本文所述的方法步驟、工序和操作不應被認為是必須要求它們以 所討論或描述的具體順序進行，除非具體指出了它們的進行順序。還可以理解的是，可以採 用額外或替代性的步驟。本公開的說明在本質上僅僅是示例性的，因而意圖是不背離本公開要旨的變化均 在本公開的範圍之內。不應認為這些變化背離了本公開的實質和範圍。
權利要求
一種熱界面材料組件，所述組件包括具有第一側和第二側的熱界面材料；和厚度為約0.0005英寸以下的乾材料，所述乾材料沿著所述熱界面材料的所述第一側的至少一部分布置。
2.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料包括沿著所述熱界面材料的 整個所述第一側布置的幹膜。
3.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料沿著所述熱界面材料的所述 第一側的兩個以上部分以預定模式布置。
4.如權利要求3所述的熱界面材料組件，其中所述預定模式包括條紋模式或點狀模式。
5.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中將所述乾材料配置為使得能夠相對清潔 且容易地將所述熱界面材料組件由與所述乾材料接觸的表面移除。
6.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料的厚度為0.0005英寸。
7.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料的厚度為5埃。
8.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料包括聚合物、塑料、紙和金屬 中的至少一種。
9.如權利要求1所述的熱界面材料組件，所述組件還包括具有離型側的離型襯墊，所 述離型側上具有離型塗層，其中所述乾材料大致布置在所述離型襯墊的所述離型側的所述 離型塗層之上。
10.如權利要求1所述的熱界面材料組件，所述組件還包括支撐所述乾材料的基板，其 中所述基板層壓至所述熱界面材料以使所述乾材料大致位於所述基板與所述熱界面材料 的所述第一側之間。
11.如權利要求1所述的熱界面材料組件，所述組件還包括上離型襯墊，所述上離型襯墊包括離型塗層並支撐所述乾材料，以使所述乾材料大致 位於所述離型塗層與所述熱界面材料的所述第一側之間；下離型襯墊，所述下離型襯墊具有離型側，所述離型側上具有離型塗層，所述下離型襯 墊經層壓以使所述離型塗層大致位於所述下離型襯墊與所述熱界面材料的所述第二側之 間。
12.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料直接沉積在所述熱界面材 料上。
13.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述熱界面材料包括順應性或順從性 熱界面材料，所述順應性或順從性熱界面材料包括填隙料、間隙墊片、相變材料、油灰或導 熱絕緣體中的一種或多種。
14.如權利要求1所述的熱界面材料組件，所述組件還包括具有離型側的離型襯墊，所 述離型側上具有離型塗層，其中所述乾材料布置在所述離型襯墊的所述離型側上，並且其 中所述離型襯墊層壓至所述熱界面材料以使所述乾材料大致位於所述離型襯墊與所述熱 界面材料的所述第一側之間。
15.如權利要求1所述的熱界面材料組件，其中所述乾材料的顏色與所述熱界面材料 的顏色不同，藉此不同的顏色使得使用者能夠更容易地識別並區分所述乾材料和所述熱界面材料。
16.一種包括權利要求1所述的熱界面材料組件、發熱元件和散熱器的裝置，其中所述 熱界面材料組件大致布置在所述發熱元件和所述散熱器之間，以便由所述發熱元件、所述 熱界面材料和所述散熱器限定導熱用熱通路。
17.一種熱界面材料組件，所述組件包括具有第一側和第二側的熱界面材料；和厚度為約0. 0005英寸以下的金屬層，所述金屬層具有第一側和第二側，所述金屬層的 所述第一側沿著所述熱界面材料的所述第一側的至少一部分布置；和在所述金屬層的所述第二側的至少一部分上的聚合物塗層。
18.如權利要求17所述的熱界面材料組件，其中所述金屬層和聚合物塗層的組合厚度 為0. 0005英寸。
19.如權利要求17所述的熱界面材料組件，其中所述金屬層和聚合物塗層的組合厚度 為0. 0001英寸。
20.如權利要求17所述的熱界面材料組件，其中所述聚合物塗層的厚度為約5埃。
21.如權利要求17所述的熱界面材料組件，其中所述熱界面材料包括順應性或順從性 熱界面材料，所述順應性或順從性熱界面材料包括填隙料、間隙墊片、相變材料、油灰或導 熱絕緣體中的一種或多種。
22.一種包括權利要求17所述的熱界面材料組件、發熱元件和散熱器的裝置，其中所 述熱界面材料組件大致布置在所述發熱元件和所述散熱器之間，以便由所述發熱元件、所 述熱界面材料和所述散熱器限定導熱用熱通路。
23.一種製造熱界面材料組件的方法，所述方法包括沿所述熱界面材料的第一側的至 少一部分為所述熱界面材料提供乾材料，所述乾材料的厚度為約0. 0005英寸以下。
24.如權利要求23所述的方法，其中將所述乾材料配置為使所述熱界面材料組件能夠 相對清潔且容易地由發熱元件或散熱器的表面移除。
25.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括， 將材料直接澱積在所述熱界面材料的表面部分，或沉積在離型襯墊的表面部分以隨後轉移 至所述熱界面材料。
26.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括氣 相澱積、真空金屬噴鍍、金屬噴鍍、使用凹板印刷的塗布、柔版塗布或按照一定模式印刷所 述乾材料中的一種以上過程。
27.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括層 壓所述熱界面材料和支撐所述乾材料的基板，以使所述乾材料大致位於所述基板和所述熱 界面材料的所述第一側之間。
28.如權利要求27所述的方法，所述方法還包括通過下列過程中的一種以上將所述 乾材料澱積在所述基板上，所述過程為氣相澱積、真空金屬噴鍍、濺射、使用凹板印刷的塗 布、柔版塗布或按照一定模式將所述乾材料印刷在所述基板上。
29.如權利要求23所述的方法，其中所述基板包括具有離型側的離型襯墊，所述離型 側上具有離型塗層，並且其中所述乾材料大致位於所述離型塗層之上。
30.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括將乾材料由承載襯墊轉移至所述熱界面材料。
31.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括為 所述熱界面材料提供厚度為約0. 0005英寸或約5埃的幹膜。
32.如權利要求23所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括使 用轉移膜作為襯墊經由溶劑法或無溶劑法鑄造所述熱界面材料。
33.如權利要求23所述的方法，其中所述熱界面材料包括相變材料，並且其中為所述 熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括加熱所述相變材料至高於所述相變材料的熔點的溫度；和 在使用轉移膜作為襯墊時擠出熔融的所述相變材料。
34.如權利要求23所述的方法，其中所述熱界面材料包括相變材料，並且其中為所述 熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括加熱所述相變材料至高於所述相變材料的熔點的溫度； 加熱層壓輥隙和臺面；將離型襯墊或轉移膜之一放置在經加熱的所述檯面上；鋪展經加熱熔融的所述相變材料，使其大致跨越放置在經加熱的所述檯面上的所述離 型襯墊或轉移膜之一的至少一端的寬度；將所述離型襯墊和轉移膜中的另一個放置在所述相變材料上，以使所述相變材料大致 位於所述離型襯墊和轉移膜之間；牽拉所述離型襯墊、相變材料和轉移膜通過經加熱的所述層壓輥隙，並使所述相變材 料橫向流動以被覆所述轉移膜和離型襯墊；和使所述離型襯墊、相變材料和轉移膜冷卻至室溫。
35.如權利要求23所述的方法，其中所述熱界面材料包括間隙墊片材料，並且其中為 所述熱界面材料提供所述乾材料的步驟包括牽拉夾持在幹膜和離型襯墊之間的未固化的塊狀間隙材料通過輥隙並進入爐中；和 使所述未固化的塊狀間隙墊片材料在所述爐中固化。
36.一種與從發熱元件傳熱有關的方法，所述方法包括大致在所述發熱元件的表面與 散熱器的表面之間安裝熱界面材料組件，由此設立由所述發熱元件、所述熱界面材料組件 和所述散熱器所限定的導熱用熱通路，所述熱界面材料組件包括熱界面材料和厚度為約 0. 0005英寸以下的乾材料，所述乾材料沿著所述熱界面材料的至少一部分布置。
37.如權利要求36所述的方法，其中所述乾材料包括幹膜，將所述幹膜配置為，使所述 熱界面材料組件能夠相對清潔且容易地由當所述熱界面材料組件安裝在所述發熱元件和 散熱器之間時所述幹膜所在的表面移除。
38.一種熱界面材料組件，所述組件包括 具有第一側和第二側的熱界面材料；和層厚為約0. 0005英寸以下的金屬化層，所述金屬化層沿著所述熱界面材料的所述第 一側的至少一部分布置。
39.如權利要求38所述的組件，其中所述金屬化層的層厚為0.0005英寸。
40.如權利要求38所述的組件，其中所述金屬化層的層厚小於0.0001英寸。
41.如權利要求38所述的組件，其中所述金屬化層具有比所述熱界面材料更高的熱導率，其中所述金屬化層具有比所述熱界面材料更低的順從性。
42.如權利要求38所述的組件，所述組件還包括具有離型側的離型襯墊，所述離型側 上具有離型塗層，其中所述金屬化層包含大致布置在所述離型襯墊的所述離型側的所述離 型塗層上的金屬。
43.如權利要求38所述的組件，所述組件還包括具有離型側的離型襯墊，所述離型側 上具有離型塗層，其中所述金屬化層是大致布置在所述離型襯墊的所述離型側的所述離型 塗層上的金屬膜。
44.如權利要求38所述的組件，所述組件還包括支撐所述金屬化層的基板，其中所述 基板層壓至所述熱界面材料以使所述金屬化層大致位於所述基板與所述熱界面材料的所 述第一側之間。
45.如權利要求38所述的組件，所述組件還包括上離型襯墊，所述上離型襯墊包括離型塗層並支撐所述金屬化層，以使所述金屬化層 大致位於所述離型塗層與所述熱界面材料的所述第一側之間；下離型襯墊，所述下離型襯墊具有離型側，所述離型側上具有離型塗層，所述下離型襯 墊經層壓以使所述離型塗層大致位於所述下離型襯墊與所述熱界面材料的所述第二側之 間。
46.如權利要求38所述的組件，其中所述金屬化層包含直接澱積在所述熱界面材料上 的金屬的層。
47.如權利要求38所述的組件，其中所述金屬化層是鋁、錫或銅。
48.如權利要求38所述的組件，其中所述熱界面材料包括順應性或順從性熱界面材 料，所述順應性或順從性熱界面材料包括填隙料、相變材料、油灰或導熱絕緣體中的一種以上。
49.如權利要求38所述的組件，所述組件還包括具有離型側的離型襯墊，所述離型側 經矽化以在其上設置離型塗層，其中所述金屬化層包括在所述離型襯墊的經矽化的所述離 型側上的金屬化，並且其中所述離型襯墊層壓至所述熱界面材料以使所述金屬化層大致位 於所述離型襯墊與所述熱界面材料的所述第一側之間。
50.一種包括權利要求38所述的組件、發熱元件和散熱器的裝置，其中所述組件大致 布置在所述發熱元件和所述散熱器之間，由此使導熱用熱通路自所述發熱元件至所述散熱器.
51.一種熱界面材料組件，所述組件包括具有第一側和第二側的熱界面材料；和層厚為約0. 0005英寸以下的金屬化層；上離型襯墊，所述上離型襯墊包括離型塗層並支撐所述金屬化層，並層壓至所述熱界 面材料以使所述金屬化層大致位於所述離型塗層與所述熱界面材料的所述第一側之間；下離型襯墊，所述下離型襯墊包括離型塗層，並層壓至所述熱界面材料以使所述離型 塗層大致位於所述下離型襯墊與所述熱界面材料的所述第二側之間。
52.如權利要求51所述的組件，其中所述金屬化層的層厚小於0.0001英寸。
53.如權利要求51所述的組件，其中所述上離型襯墊包括具有離型側的基板，所述離 型側經矽化以在其上設置離型塗層，並且其中所述金屬化層包括在所述基板的經矽化的所述離型側上的金屬化。
54.如權利要求51所述的組件，其中所述熱界面材料包括順應性或順從性熱界面材 料，所述順應性或順從性熱界面材料包括填隙料、相變材料、油灰或導熱絕緣體中的一種以上。
55.一種製造熱界面材料組件的方法，所述方法包括沿所述熱界面材料的第一側的至 少一部分為所述熱界面材料提供金屬化層，所述金屬化層的層厚為約`0. 0005英寸以下。
56.如權利要求55所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括 金屬化所述熱界面材料的表面部分由此形成所述金屬化層。
57.如權利要求55所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括 將金屬直接澱積在所述熱界面材料的表面部分，或沉積在離型襯墊的表面部分以隨後轉移 至所述熱界面材料。
58.如權利要求57所述的方法，其中澱積金屬的步驟包括氣相澱積、真空金屬噴鍍或 金屬噴鍍中的一種以上。
59.如權利要求55所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括 層壓所述熱界面材料和支撐所述金屬化層的基板，以使所述金屬化層大致位於所述基板和 所述熱界面材料的所述第一側之間。
60.如權利要求59所述的方法，所述方法還包括通過氣相澱積、真空金屬噴鍍或濺射 中的一種以上使金屬澱積在所述基板上。
61.如權利要求59所述的方法，其中所述基板包括具有離型側的離型襯墊，所述離型 側經矽化以在其上設置離型塗層，並且其中所述金屬化層包含大致布置在所述離型塗層上 的金屬。
62.如權利要求55所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括 為所述熱界面材料提供層厚小於0. 0001英寸的金屬化層。
63.如權利要求55所述的方法，其中為所述熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括 使用金屬化轉移膜作為襯墊經由溶劑法或無溶劑法鑄造所述熱界面材料。
64.如權利要求55所述的方法，其中所述熱界面材料包括相變材料，並且其中為所述 熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括加熱所述相變材料至高於所述相變材料的熔點的溫度；和在使用金屬化轉移膜作為襯墊時擠出熔融的所述相變材料。
65.如權利要求55所述的方法，其中所述熱界面材料包括相變材料，並且其中為所述 熱界面材料提供所述金屬化層的步驟包括加熱所述相變材料至高於所述相變材料的熔點的溫度；加熱層壓輥隙和臺面；將離型襯墊或金屬化轉移膜之一放置在經加熱的所述檯面上；鋪展經加熱熔融的所述相變材料，使其大致跨越放置在經加熱的所述檯面上的所述離 型襯墊或金屬化轉移膜之一的至少一端的寬度；將所述離型襯墊和金屬化轉移膜中的另一個放置在所述相變材料上，以使所述相變材 料大致位於所述離型襯墊和金屬化轉移膜之間；牽拉所述離型襯墊、相變材料和金屬化轉移膜通過經加熱的所述層壓輥隙，並使所述相變材料橫向流動以被覆所述金屬化轉移膜和離型襯墊；和 使所述離型襯墊、相變材料和金屬化轉移膜冷卻至室溫。
66. 一種與從發熱元件傳熱有關的方法，所述方法包括大致在所述發熱元件的表面與 散熱器的表面之間安裝熱界面材料組件，由此設立自所述發熱元件至所述散熱器的導熱用 熱通路，所述組件包括熱界面材料和層厚為約0. 0005英寸以下的金屬化層，所述金屬化層 沿著所述熱界面材料的至少一部分布置。
全文摘要
根據各種方案，提供了熱界面材料組件的示例性實施方式。在一個示例性實施方式中，熱界面材料組件通常包括具有第一側和第二側的熱界面材料，和厚度為約0.0005英寸以下的乾材料。所述乾材料沿著所述熱界面材料的所述第一側的至少一部分布置。
文檔編號B05C5/00GK101848808SQ200880114617
公開日2010年9月29日 申請日期2008年9月4日 優先權日2007年11月5日
發明者卡倫·J·布魯茲達, 賈森·L·斯特拉德, 麥可·D·克雷格, 馬克·威斯妮斯基 申請人:天津萊爾德電子材料有限公司