BRPI0918187B1 - Materiais de interface térmica polimericos - Google Patents
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Abstract
materiais de interface térmica poliméricos em algumas modalidades, a presente invenção apresenta materiais de interface térmica poliméricos. neste respeito, um material de interface térmica é introduzido compreendendo uma matriz polimérica, uma matriz aditiva, em que a matriz aditiva compreende um agente fluidificante, e um material de enchimento esférico, em que o material de enchimento esférico compreende um núcleo metálico com um revestimento preservativo de soldabilidade orgânica. outras modalidades também são descritas e reivindicadas.
Description
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
MATERIAIS DE INTERFACE TÉRMICA POLIMÉRICOS
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
Compostos poliméricos foram usados como um material de interface térmica (TIM) para unir, por exemplo, um molde de circuito integrado com um dissipador de calor integrado (IHS). Porém, o processo de cura e tensão de confiança no TIM pode conduzir a problemas de delaminação e condutividade térmica reduzida.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Enquanto o relatório conclui com reivindicações mostrando particularmente e reivindicando distintamente o que é considerado como a presente invenção, as vantagens desta invenção podem ser averiguadas mais prontamente a partir da seguinte descrição da invenção quando considerada em conjunto com os desenhos anexos e em que:
A Figura 1 representa um material de interface térmica polimérico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 2 representa um corte transversal de um material de enchimento esférico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 3 representa uma aplicação de um material de interface térmica polimérico de acordo com uma modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO
Na descrição detalhada seguinte, referência será realizada aos desenhos anexos que mostram, por meio de ilustração, modalidades específicas nas quais a invenção pode ser praticada.
Estas modalidades são descritas em detalhes suficientes para habilitar aqueles técnicos na área a praticar entendido que as várias modalidades da invenção, embora diferentes, são necessariamente mutuamente exclusivas.
Por exemplo, uma característica particular, estrutura, ou característica descrita neste relatório, com relação a uma modalidade, pode ser implementada dentro de outras modalidades sem partir do espírito e escopo da invenção. Ademais, será entendido que o local ou arranjo de elementos individuais dentro de cada modalidade descrita pode ser modificada sem partir do espírito e escopo da invenção. Então, a seguinte descrição detalhada não deve ser tomada em um sentido limitado, e o escopo da presente invenção será definido apenas pelas reivindicações anexas, interpretadas adequadamente, junto com a ampla faixa de equivalentes para os quais as reivindicações são intituladas. Nos desenhos, numerais semelhantes se referem à mesma funcionalidade ou funcionalidade semelhante ao longo das várias vistas.
A Figura 1 representa um material de interface térmica polimérico de acordo com uma modalidade da presente invenção. Como mostrado, o TIM 100 contém a matriz polimérica 102, a matriz aditiva 104, material de enchimento esférico 106 e material fibroso 108, entretanto a presente invenção não é limitada aos mesmos. Em uma modalidade, o TIM 100 pode não incluir todos os materiais mostrados na Figura 1, por exemplo, sem o material fibroso 108, ou pode incluir outros materiais não mostrados.
A matriz polimérica 102 pode prover o TIM 100 com propriedades de adesão e flexibilidade. Em uma modalidade, a matriz polimérica 102 é um gel baseado em silicone. Em outra modalidade, a matriz polimérica 102 é um epóxi flexível que combina os benefícios de adesão mais alta de epóxi e melhor flexibilidade de silicones. Um exemplo de um epóxi flexível é diepóxido de poliglicol alifático. Em outra modalidade, polimérica 102 é um termoplástico tal como acetal, a matriz acrílico, celulose, acetato, polietileno, poliestireno, vinila, nylon ou combinações de tais. Em outra modalidade, a matriz polimérica 102 é um polímero de mudança de fase tal como poliolefina, poliésteres, silicones, parafinas ou acrílicos.
A matriz aditiva 104 pode estar presente para intensificar as propriedades de interface entre a matriz polimérica 102 e o material de enchimento esférico 106 e/ou permitir melhor condução térmica. Em uma modalidade, a matriz aditiva 104 é um agente fluidificante, por exemplo, cadeia curta, mas ácidos carboxílicos de baixa volatilidade, aminoácidos.
aldeído, colofónia, e ácido polimérico com grupos ácidos na ramificação principal ou em cadeias laterais. Em outra modalidade, a matriz aditiva 104 é um antioxidante ou estabilizador térmico para impedir a oxidação e degradação da matriz polimérica 102 durante aquecimento e intensificação da estabilidade térmica. Alguns exemplos de antioxidantes ou estabilizadores térmicos incluem Cyanox, benzoquinona, Cyasorb, 2,4,6-tri-tert-butilfenol, e Diphenylamine.
material de enchimento esférico 106 é projetado para proporcionar ao TIM 100 condutividade térmica intensificada e pode ter uma maquilagem como mostrado em referência à Figura 2. Enquanto mostrado como tendo diâmetros de homogêneos, o material de enchimento esférico 106 pode ter diâmetros variados. Em uma modalidade, o material de enchimento esférico 106 varia em diâmetro de cerca de 10 para cerca de 30 micrômetros.
material fibroso 108 pode ser acrescentado ao TIM 100 para permitir um percurso térmico expansível durante a expansão do TIM. Em uma modalidade, o material fibroso 108 é uma fibra de carbono com uma relação L/D (comprimento/diâmetro) alta.
Em uma modalidade, o material fibroso 108 tem uma concentração de até cerca de 8% por volume de TIM 100.
A Figura 2 representa um corte transversal de um material de enchimento esférico de acordo com uma modalidade da presente invenção. Como mostrado, o material de enchimento esférico 106 pode incluir o núcleo 202, a concha interna 204 e a concha externa 206, porém em algumas modalidades, o material de enchimento esférico 106 pode não incluir todas as camadas mostradas, por exemplo, sem a concha interna 204, ou pode compreender camadas adicionais não mostradas.
núcleo 202 representa a massa de material de enchimento esférico 106. Em uma modalidade, o núcleo 2 02 é uma solda, metal, liga de baixo ponto de fusão, ou outro material altamente termicamente condutivo. Em outra modalidade, o núcleo 202 é um material de polímero em expansão, como polímero reticulado de benzeno divinila, com um coeficiente relativamente alto de expansão térmica para prover enchimento de vazio durante exposição térmica que permite assim contato térmico efetivo ao longo da faixa de exposição térmica. A concha interna 204 e/ou a concha externa 206 pode proporcionar ao material de enchimento esférico 106 condutividade térmica melhorada e/ou prevenir oxidação. Em uma modalidade em que o núcleo 2 02 está em um material polimérico em expansão, a concha interna 204 é uma camada de metal condutiva e a concha externa 206 é uma camada de solda. Em outra modalidade, onde o núcleo 202 é um material termicamente condutor, mas instável oxidativo, tal como a liga de baixo ponto de fusão (LMA), a concha externa 206 é um revestimento preservativo de soldabilidade orgânica (OSP). Em uma modalidade, um OSP é composto de polímero organometálico como um resultado da reação de coordenação entre componentes ativos OSP, talvez baseado em azola ou imidazola, e os átomos de solda na superfície de núcleo 202 (ou concha interna 204).
A Figura 3 representa uma aplicação de um material de interface térmica polimérico de acordo com uma modalidade da presente invenção. É mostrada a estrutura de pacote 300, em que o TIM 100 pode ser disposto entre um molde 302 e uma estrutura dissipadora de calor 304, e também pode ser disposto entre uma estrutura dissipadora de calor 304 e a estrutura coletora de calor 306. 0 TIM 100 pode compreender quaisquer das modalidades da presente invenção. Em uma modalidade, o molde 302 pode compreender um molde de silicone, e a estrutura de pacote 300 podem compreender um pacote cerâmico e/ou uma estrutura de pacote orgânico.
Embora a descrição precedente tenha especificado certas etapas e materiais que podem ser usados no método da presente invenção, aqueles versados na técnica apreciarão que podem ser realizadas muitas modificações e substituições. Consequentemente, pretende-se que todas as tais modificações, alterações, substituições e adições sejam consideradas como dentro do espírito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas. Ademais, é apreciado que certos aspectos de dispositivos microeletrônicos são bem conhecidos na técnica. Então, é apreciado que as figuras providas neste relatório ilustram apenas porções de uma estrutura microeletrônica exemplar que pertence à prática da presente invenção. Assim a presente invenção não é limitada às estruturas descritas neste relatório.
Claims (2)
1. Material de interface térmica compreendendo: uma matriz polimérica, em que a matriz polimérica compreende um polímero de mudança de fase;
uma matriz aditiva, em que a matriz aditiva compreende um agente fluidificante;
um material de fibra de carbono; e caracterizado por compreender adicionalmente um material de enchimento esférico, em que o material de enchimento esférico compreende um núcleo polimérico em expansão com uma concha metálica.
caracterizado pelo fato de que o material de interface térmica está disposto entre um molde e uma estrutura coletora de calor.
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