用于组装电子装置的组合物的制作方法

日期:2019-05-16 04:55:25


在此提供由基体及羧酸或磷酸与周期表第I族或II族元素的水合盐制备的组合物,及以其组装的电子装置。



背景技术:

对于热管理材料由电路产生的耗散热量是众所周知的,且放置于电子装置内策略性位置处的风扇也从电路或热模块驱走热量。过多的热量从半导体封装离开至具有热界面材料(“TIM”)的散热器或热模块,该热界面材料常放置于半导体封装与散热器或热模块之间。

但是,由于热空气被引导从半导体封装的直接环境离开至装置的壳体内部,这些管理所产生的热量的策略产生了新的问题。

更具体地,在常规膝上型或笔记本电脑(图2所示)中,在壳体下存在位于键盘下方的组件(图3所示)。组件包括散热器、热管(位于CPU芯片上方)、风扇、用于PCMIA卡的槽、硬盘驱动器、电池以及DVD驱动器的托架。硬盘驱动器位于左侧掌托下,而电池位于右侧掌托下。硬盘驱动器常在高温下工作,尽管使用冷却组件以耗散该热量,仍导致不适合的掌托触摸温度。在使用这些装置时,由于在装置的外部的某些部分达到的高温,这可导致终端使用消费者的不适。

降低终端使用者在掌托位置观察到的高使用温度的一种解决方案,例如,是在策略性位置使用天然石墨热散热器。据报道,这些热扩散器在均匀地分布热量的同时,还通过材料的厚度提供热绝缘。一种这样的石墨材料是可购自GrafTech公司,Cleveland,OH的SpreaderShieldTM(参见M.Smalc et al.,“Thermal Performance Of Natural Graphite Spreaders”,Proc.IPACK2005,Interpack 2005-73073(July,2005);也参见US专利号6,482,520)。

由于市场越来越需要管理在电子装置中由这样的半导体封装产生的热量,以使得终端使用消费者不会因使用时产生的热量感到不适,可替代的热管理方案是期望的且其会是有利的。该需求要与以下认知进行平衡:半导体芯片的设计者会继续减小半导体芯片和半导体封装的尺寸和几何形状但要增加其计算能力。尺寸减小和运算能力增加之间的利益竞争使得电子装置对消费者具有吸引力,但如此做使得半导体芯片和半导体封装继续在升高的温度条件下运行且确实增加升高的温度条件。因此,以可替代的技术满足该增长的需求有利于鼓励设计并开发甚至更多强大的消费性电子装置,所述装置在运行时具有减小的“皮肤温度”且因此触摸时不热。



技术实现要素:

本发明涉及组合物,其包含:(a)基体;以及(b)酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐。该组合物能吸收热量。因此,在使用中其可布置于由传导性材料构建的热扩散装置的表面的至少一部分上,例如金属或金属涂覆的聚合物基底,或石墨或金属涂覆的石墨,其实例包括Cu、Al和石墨,以及涂覆Cu的石墨或涂覆Al的石墨。

该组合物发生从固态至液态的相转变的温度范围是约40℃-80℃。本发明的组合物适合于制备涂覆于基底上的具有基本上均匀厚度的膜。

组合物的基体可以为基于树脂的基体,例如压敏粘合剂(“PSA”),如通常所被指称的那些粘合剂,或丙烯酸乳液。此外,基体可以是RedOx可固化组合物的固化产物,例如包含(甲基)丙烯酸酯和/或含马来酰亚胺、衣康酰亚胺(itaconimide)或降冰片烯酰亚胺(nadimide)的化合物的基体。

当基体是PSA时,组合物可布置于热扩散装置的表面的至少一部分上,以提供EMI屏蔽及增强该装置的热性能。

组合物也可用作供以转移带形式使用的热吸收膜,使得组合物可施用于装置上需要冷却的任何位置,例如在EMI屏蔽的内部。期望地,在这样的使用中,胶囊化的相变材料涂覆于具有金属涂层的表面的至少一部分上。

当基体是丙烯酸乳液时,尽管组合物可同样地这样分散,但乳液的载体液体在将组合物置于运行条件下之前挥发。

组合物可布置于基底上或在两个基底之间。基底可作为支撑件或可作为热扩散器,在这种情况下,支撑件可由传导性材料构建,其为金属或金属涂覆的聚合物基底,或石墨或金属涂覆的石墨。

组合物可与例如电源如电池模块的制品一起使用,以耗散在运行期间由电源产生的热。运行温度可高达约40℃。在这个实施方案中,在制品上方和/或围绕该制品且在该制品的面向内部的表面上提供包括至少一个具有内表面和外表面的基底的壳体,且于所述至少一个基底的内表面的至少一部分上布置包含多个胶囊化的相变材料颗粒的组合物,所述相变材料颗粒分散于布置在基底上的基体中,其中所述基底如上所述可作为支撑件或提供导热性以协助扩散所产生的热量。在一方面,所述胶囊化的相变材料颗粒可具有布置于颗粒的表面的至少一部分上的传导性材料层。传导性涂层应为金属的,例如Ag、Cu或Ni,以提供EMI屏蔽效应。

在用于消费性电子制品的制备的实施方案中,提供壳体,其包括具有内表面和外表面的至少一个基底;提供组合物,其包含多个胶囊化的相变材料颗粒,该相变材料颗粒分散于布置在基底上的基体中的,所述基底如上所述可作为支撑件或提供导热性以协助扩散产生的热量,其中该层布置于所述至少一个基底的内表面的至少一部分上;以及提供包含组件的至少一个半导体封装,该组件包括以下中的至少一种:

I.

半导体芯片;

热扩散器;以及

其间的热界面材料(也称为TIM1应用)

II.

热扩散器;

散热器;及

其间的热界面材料(也称为TIM2应用)。

本文还提供制备这样的消费性电子装置的方法。

附图简述

图1描述电路板的剖视图,在该电路板上布置多个半导体封装及电路,以及在该封装自身的组件中和封装在板上的组件通常使用的电子材料。参考编号1-18指在封装中以及半导体和印刷电路板的组件中使用的一些电子材料。

图2描述在打开位置的膝上型个人电脑。

图3描述膝上型个人电脑在其键盘和掌托下方的内容物的俯视图。

图4描述电子装置的一般示意图。

图5描述平板电脑中皮肤温度测量位置的平面视图。

图6描述本发明的组合物各层的表示,其中(A)包含基体的组合物,其中分散有具有基体及分散于其中的酸和周期表第I族或第II组元素的水合盐,且以其组装的电子装置(61)与传导性支撑件(62)接触放置,以及(B)包含基体的组合物,其中分散有具有基体和分散于其中的酸和周期表第I族或第II组元素的水合盐,且以其组装的电子装置(63)与传导性支撑件(64)接触放置,以形成EMI屏蔽热吸收膜。

图7描述在平板电脑的壳体内本发明的组合物(未显示)布置于电力模块下方的俯视图。

具体实施方式

如上所述,本文提供包含如下组成的组合物:(a)基体;以及(b)酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐。

该组合物可布置于基底上或在两个基底之间。所述基底可作为支撑件或可作为热扩散器,在这种情况下支撑件可由传导性材料构建,其为金属或金属涂覆的聚合物基底,或者石墨或金属涂覆的石墨。

组合物包含基体(例如PSA、丙烯酸乳液或可自由基固化的组分,如(甲基)丙烯酸酯和/或包含马来酰亚胺、衣康酰亚胺或降冰片烯酰亚胺的化合物),其中分散有酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐。任选地,所述组合物也可包含隔热元件。在一个实施方案中,金属的或石墨的基底可作为支撑件使用,组合物布置于其上。以此方式,金属的或石墨的基底可作为热扩散器以进一步耗散热量。

组合物,例如其中分散有酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐的PSA,可涂覆于热扩散装置上,例如金属如Cu或Al、石墨或金属涂覆的石墨上,以增强所述装置的热性能。

组合物可涂覆于热扩散装置上,以便也提供EMI屏蔽以及增强所述装置的热性能。

以转移带的形式,作为热吸收膜的组合物可适用于需要冷却的任何位置,例如EMI屏蔽件内部。见例如图6。

组合物可与制品例如电源如电池模块使用,以耗散运行过程中电源产生的热量。该运行温度可高达40℃。在该实施方案中,在制品上方和/或围绕该制品且在该制品面向内部的表面上提供包括至少一个具有内表面和外表面的基底的壳体,于所述至少一个基底的内表面的至少一部分上布置组合物,所述组合物包含布置于基底上的基体以及酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐,所述基底如上所述可作为支撑件或提供导热性以协助扩散所产生的热量。

在用于制造消费性电子制品的实施方案中,提供壳体,其包含至少一个具有内表面及外表面的基底;提供组合物,其包含布置于基底上的基体及酸和周期表第I族和第II族元素的水合盐,所述基底如上所述可作为支撑件或提供导热性以协助扩散产生的热量,该层布置于所述至少一个基底的内表面的至少一部分;且提供至少一个半导体封装,其包括组件,所述组件包括以下中的至少一个种:

I.

半导体芯片;

热扩散器;以及

其间的热界面材料(也称为TIM1应用)

II.

热扩散器;

散热器;及

其间的热界面材料(也称为TIM2应用)。

组合物可用于消费性电子制品的组件中。该制品(或“装置”)可选自笔记本个人电脑、平板个人电脑或手持装置,例如音乐播放器、视频播放器、静态影像播放器、游戏播放器、其他媒体播放器、音乐播放器、视频播放器、相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、家用电器、运输载具仪器、乐器、计算器、蜂巢式电话、其他无线电通信装置、个人数字助理、遥控器、寻呼机、监视器、电视、立体音乐设备、设置盒(set up box)、机顶盒、音乐盒(boom box)、调制解调器、路由器、键盘、鼠标、扬声器、打印机及其组合。

装置也可包括排气元件以分散由半导体组件所产生的热量远离装置。

当然,所述消费性电子装置可设有电源,以便为所述半导体组件供能。

半导体封装可用布置在半导体芯片与电路板之间的芯片连接材料形成,以牢固地将所述芯片连接到板上。焊线在所述芯片与板之间形成电互相连接。该芯片连接材料通常是具有热固性树脂基体的高度填充的材料。基体可由环氧树脂、马来酰亚胺、衣康酰亚胺、降冰片烯酰亚胺和/或(甲基)丙烯酸酯组成。填料可以是导电性的或非导电性的。在一些情况下,芯片连接材料是导热的,在这种情况下其也有助于耗散热量远离半导体封装。这样的芯片连接材料的代表性的市售实例包括Henkel公司,Irvine,CA,US的QMI519HT。

可替代地,半导体封装可以由半导体芯片形成,所述半导体芯片电连接至电路板,在该芯片与电路板之间的空间中用焊料连接。在该空间内可布置底部填充(underfill)密封剂。该底部填充密封剂也会具有热固性基体树脂,其与芯片连接材料类似,可由环氧树脂、马来酰亚胺、衣康酰亚胺、降冰片烯酰亚胺和/或(甲基)丙烯酸酯组成。通常也填充底部填充密封剂。但是,填料一般是不导电的且用于调节半导体芯片与电路板的热膨胀系数差异的目的。这样的底部填充密封剂的代表性的市售实例包括Henkel公司,Irvine,CA,US的HYSOL FP4549HT。

一旦半导体封装已放置于电路板上并通常用表面黏着的粘合剂、芯片连接剂或芯片尺寸封装底部密封剂附着至电路板上之后,可用模制化合物包覆成型封装以避免该封装遭受其他东西(尤其)环境污染。模制化合物通常是基于环氧树脂的,但也可包含苯并噁嗪和/或其他热固性树脂。GR750是环氧树脂模制化合物的实例,其可购自Henkel公司,Irvine,CA,US,其设计用于改善半导体装置中的热管理。

在电路板的不同位置使用焊膏来以电互相连接的方式附着半导体封装和组件。一种该焊膏可自Henkel公司,Irvine,CA,US以商品名MULTICORE Bi58LM100购得。该无铅焊膏被设计用于期望的热管理的应用。

为了有效地管理由半导体芯片和半导体封装产生的热量,可将热界面材料与任何需要热耗散的生热部件、特别是在半导体装置中产生热的部件一起使用。在这样的装置中,所述热界面材料在生热部件和散热器之间形成层,且将欲耗散的热量传递至散热器。热界面材料可在包含热扩散器的装置内使用。在这样的装置中,热界面材料层放置于生热组件和热扩散器之间,且第二热界面材料层放置于热扩散器和散热器之间。

热界面材料也可是相变材料,例如自Henkel公司,Irvine,CA,US的以商品名POWERSTRATE EXTREME、PowerstrateXtreme或PSX购得。作为两个剥离衬片之间的独立膜(free standing film)封装且作为芯片切割预形体提供以满足众多种应用,该热界面材料是适合用于例如散热器和各种热耗散部件之间的可重新加工的相变材料。该材料在相变温度下流动,以适合所述部件的表面特征。当为相变材料的形式时,热界面材料具有约51℃或60℃的熔点。

在流动时,空气从界面逐出,降低热阻抗,形成高效的热传递材料。

该热界面材料可由以下来构建:(a)60重量%-90重量%的石蜡;(b)0重量%-5重量%的树脂;以及(c)10重量%-40重量%的金属颗粒,例如导电填料。该导电填料通常是一种选自石墨、金刚石、银和铜的填料。任选地,导电填料可以是铝,例如球状氧化铝。

适合在热界面材料中使用的金属颗粒可以是易熔金属颗粒,通常是作为焊料使用的低熔点金属或金属合金。这样的金属的实例包含铋、锡以及铟,且也可包含银、锌、铜、锑以及涂覆银的氮化硼。在一实施方案中,金属颗粒选自锡、铋或二者。在另一实施方案中,也会存在铟。也可使用上述金属的合金。

也可使用锡与铋重量比为Sn48Bi52的锡和铋粉末的共熔合金(熔点138℃),特别是与铟粉末的结合(熔点158℃),其中铟与Sn:Bi合金以1:1的重量比存在。

在组合物中金属颗粒和/或合金应以热界面材料的50重量%-95重量%存在于组合物中。

热界面材料也可是热油脂,例如一种可自Henkel公司,Irvine,CA,US以商品名TG100、COT20232-36I1或COT20232-36E1购得。TG100是设计用于高温热传递的热油脂。在使用中,TG100放置于生热装置和安装生热装置的表面或其他热耗散表面之间。该产品递送优异的热阻,提供高导热且实际上在宽运行温度范围不蒸发。此外,COT20232-36E1和COT20232-36I1是TIM1型材料,在此情况下设计用于高功率倒装芯片(flip chip)应用。这些产品包含软凝胶聚合物或可固化基体,固化后其形成其内具有低熔点合金的互穿网络。该低熔点合金可以是易熔金属焊料颗粒,特别是那些基本上不添加铅的金属焊料颗粒,包含元素焊料粉末和任选存在的焊料合金。

使用的热界面材料应具有小于0.2℃cm2/Watt的热阻抗。

壳体包括至少两个基底且常包括多个基底。基底的尺寸被设计处理成彼此接合。为了管理从消费性电子装置内部散发的热量,且控制所谓的“皮肤温度”,常期望将热管理解决方案置于壳体和生热的半导体装置之间。

在此,该解决方案是包含基体以及羧酸或磷酸与周期表第I族或第II族元素的水合盐的组合物。

酸与周期表第I族或第II族元素的水合盐可具有羧酸、磷酸、硝酸或硫酸作为酸。作为羧酸盐,包含C2-15羧酸的化合物和脂肪酸是适合的,前者例如是脂肪族羧酸,如醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸,以及不饱和羧酸例如(甲基)丙烯酸。

第I族的元素可选自锂、钠和钾。期望地,选择钠。

第II族的元素可选自镁和钙。

代表性的盐如下所示:

这样的基于酸与周期表第I族或第II族元素的水合盐的实例包括乙酸钠三水合物(熔点58℃)、焦磷酸钠十水合物(熔点70℃)以及硫酸钠十水合物(熔点33℃),所有的这些均可购自Aldrich Chemical。市售的基于水合盐的PCM产品包括ClimSel C48(乙酸钠;相变温度:48℃;熔化潜热:68Wh/Litre),ClimSel C58(乙酸钠;相变温度:58℃;熔化潜热:11Wh/Litre),以及ClimSel C70(焦磷酸钠;相变温度71℃;熔化潜热:110Wh/Litre),各自可购自Climator AB,Skovde,SWEDEN;以及savENRG PCM 34P(Zn(NO3)2·6H2O)和savENRG PCM 58P,各自可购自Rgees LLC,Candler,NC。

在一些实施方案中,酸和周期表第I族或第II族元素的水合盐可以胶囊化的形式存在于基体中。此等胶囊化水合盐的实例包括HD60SAE微胶囊化水合盐。也见US专利申请公开号US 2008/0255299。

酸和周期表第I族或第II族元素的水合盐应以约15重量%-65重量%存在,例如约25重量%-50重量%。

基体可以为PSA;丙烯酸乳液;或(甲基)丙烯酸、包含马来酰亚胺的化合物、包含衣康酰亚胺的化合物或包含降冰片烯酰亚胺的化合物中的一种或多种。PSA通常由丙烯酸聚合物制得,例如具有下述组成或可通过聚合以下各项制备的那些:(i)丙烯酸单体,其为式CH2=CH(R1)(COOR2)的丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物(例如甲基丙烯酸酯),其中R1是H或CH3且R2是C1-20、优选C1-8的烷基链,以及(ii)具有侧链反应性官能团的单体,其将在下文中更具体地描述,且单体(ii)的量是每100g丙烯酸聚合物中约0.001-0.015当量。见例如C.Houtman等,“Properties of Water-based Acrylic Pressure Sensitive Adhesive Films in Aqueous Environments”,2000TAPPI Recycling Symposium,Washington,DC(2000年3月5日-8日)。

对于聚合过程,组分(i)和(ii)的单体在适当时通过自由基聚合转化为丙烯酸聚合物。单体的选择使得得到的聚合物可根据D.Satas,"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology",van Nostrand,NY(1989)用于制备PSA。

用作单体混合物(i)的组分的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸化合物的实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯和丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸环己酯和支化的(甲基)丙烯酸异构体,例如丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂基酯和丙烯酸异辛酯。

示例性的丙烯酸单体混合物(i)具有小于0℃的Tg值和约10,000-约2,000,000g/mol的重均分子量,例如约50,000-1,000,000g/mol且期望地100,000-700,000g/mol。混合物(i)可为单一的单体单元,条件为其具有小于0℃的均聚物Tg。

适合的单体(ii)的实例是那些能为粘合膜提供干坯强度者,包括脂环族环氧化物单体M1000和A400(Daicel)、氧杂环丁烷单体OXE-10(购自Kowa公司)、甲基丙烯酸二环戊二烯酯环氧化物(CD535,购自Sartomer公司,Exton,PA)和4-乙烯基-1-环己烯-1,2-环氧化物(购自Dow)。

丙烯酸聚合物能进行UV后阳离子的活化反应且因此为粘合膜提供高温保持强度。丙烯酸聚合物是那些具有以下组成者或可由以下项聚合制备者:(i)丙烯酸单体,其为式CH2=CH(R1)(COOR2)的丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物(例如甲基丙烯酸酯),其中R1是H或CH3且R2是C1-20的烷基链,以及(ii)具有侧链反应性官能团之组合的单体,所述侧链反应性官能团选自(1)脂环族环氧化物、氧杂环丁烷、苯甲酮或其混合物和(2)单取代的环氧乙烷。

单体(ii)的量是每100g丙烯酸聚合物约0.001-0.015当量。丙烯酸聚合物基本上不含多-(甲基)丙烯酸酯、多元醇或OH-官能团,且该聚合物在聚合之后保持基本上直链的。在更优选的实施方案中,单体(ii)的量是每100g丙烯酸聚合物约0.002-约0.01当量。

所制备的丙烯酸聚合物通常具有10,000-2,000,000g/mol的重均分子量(Mw),例如50,000-1,000,000g/mol,如100,000-700,000g/mol。Mw由凝胶渗透色谱法或基质辅助激光解吸/电离质谱法测定。

用作单体(ii)的单取代的环氧乙烷化合物的实例包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、1,2-环氧-5-己烯、丙烯酸4-羟基丁基酯缩水甘油醚、脂环族环氧化物单体M100和A400、OXE-10、CD535环氧化物以及4-乙烯基-1-环己烯-1,2-环氧化物。

PSA也可包括各种其他添加剂,例如增塑剂、增黏剂以及填料,所有的这些是在PSA制备中通常使用的。低分子量丙烯酸聚合物、邻苯二甲酸酯、苯甲酸酯、己二酸酯或增塑剂树脂有一些可能性作为增塑剂加入。可使用文献中描述的任何已知的增黏性树脂作为增黏剂或增黏性树脂加入。非限制性实施例包括蒎烯树脂、茚树脂及其经歧化、氢化、聚合和支化的衍生物及其盐、脂肪族和芳香族烃树脂、萜烯树脂、萜烯-酚醛树脂、C5树脂、C9树脂以及其他烃树脂。可使用这些或其它树脂的任何期望的组合,以根据所期望的最终性能调整所得的粘合剂的性能。

PSA可进一步与一种或多种填料混合,例如防老剂、抗氧剂、光稳定剂、复合剂和/或加速剂。

适合的PSA的市售的代表性实例包括那些自Henkel公司,Irvine,CA,US以商品名DUROTAK购得者。

也可使用自由基可固化的组分作为基体,例如(甲基)丙烯酸和/或包含马来酰亚胺的化合物、包含衣康酰亚胺的化合物或包含降冰片烯酰亚胺的化合物。

(甲基)丙烯酸酯可选自各种材料。此等材料的实例包括(甲基)丙烯酸官能化的聚合物(在此术语聚合物也包括低聚物和弹性体),例如氨基甲酸酯或聚丁二烯类。一个特别期望的实例是聚丁二烯-二甲基丙烯酸酯,其市售的实例是Sartomer公司,Exton,PA的CN 303。

可以使用具有下述相应通式的化合物作为包含马来酰亚胺的化合物、包含衣康酰亚胺的化合物或包含降冰片烯酰亚胺的化合物:

其中m为1-15,p为0-15,各自R2独立地选自氢或低级烷基(例如C1-5),且J是包含有机基团或有机硅氧烷基团及其二种或更多种的组合的单价或多价基团。

单价或多价基团包括通常具有约6个至最高约500个碳原子的烃基或取代的烃基种类。烃基种类可以是烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、芳基烯基、烯基芳基、芳基炔基和炔基芳基。

另外,X可以为通常具有约6个至最高约500个碳原子的亚烃基或取代的亚烃基种类。该亚烃基种类的实例包括但不限于亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚环烯基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、芳基亚烯基、烯基亚芳基、芳基亚炔基以及炔基亚芳基。

马来酰亚胺、衣康酰亚胺或降冰片烯酰亚胺可以为液体或固体的形式。

在期望的实施方案中,马来酰亚胺、衣康酰亚胺或降冰片烯酰亚胺官能团通过具有足够长度的多价基团分离且支化以使包含马来酰亚胺的化合物是液体。马来酰亚胺、衣康酰亚胺或降冰片烯酰亚胺化合物可在马来酰亚胺官能团之间包含间隔基团,该间隔基团包含在马来酰亚胺、衣康酰亚胺或降冰片烯酰亚胺官能团之间的支链亚烷基。

在包含马来酰亚胺的化合物的情况下,马来酰亚胺化合物期望为硬脂酰基马来酰亚胺、油酰基马来酰亚胺、联苯基马来酰亚胺或1,20-双马来酰亚胺基-10,11-二辛基-二十烷或上述的组合。

还是在包含马来酰亚胺的化合物的情况下,该马来酰亚胺化合物可通过马来酸酐与二聚酰胺反应来制备或由氨基丙基封端的聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯胺、聚1,4-丁二醇-双(对氨基苯甲酸酯)或其组合制备。

特别适合的马来酰亚胺和降冰片烯酰亚胺包括:

其中在此R5和R6各自选自烷基、芳基、芳烷基或烷芳基基团,这些基团具有约6-约100个碳原子,由或不由选自以下成员的取代基取代或中断:硅烷、硅、氧、卤素、羰基、羟基、酯基、羧酸或磷酸、尿素、氨基甲酸酯、胺甲酸酯、硫、磺酸酯及砜。

其他适合的马来酰亚胺、降冰片烯酰亚胺和衣康酰亚胺化合物包括

任选地,隔热元件或导热颗粒可包含在本发明的组合物中。

此等隔热元件的代表性市售实例包括空心球状容器,例如由Henkel公司以商品名DUALITE出售的那些或由Akzo Nobel以商品名EXPANCEL出售的那些,例如DUALITE E。DUALITE E经改进以降低最终产品的热导率,其在该最终产品中用作成本降低组分或减重组分。据报道,DUALITE E的使用可将稳定、空心、闭孔式空隙引入最终产品。

此外,具有多孔或间隙以放置气体的固体材料可作为所述空心球状容器的替代物使用或与所述的球状容器一起使用。就这一点而言,隔热元件可包含放置于基本上球状颗粒的间隙内的气体。此等隔热元件的代表性市售实例包括Degussa公司商品名为AEROGEL NANOGEL出售的那些。其被制造商描述为轻量、绝缘的二氧化硅材料,其由具有非常小的孔的玻璃束的格状网络组成,后者由至多5%的固体和95%的空气组成。据报道,该结构形成超级绝缘性、透光性和斥水性。该二氧化硅材料是纳米多孔的二氧化硅,具有20纳米的平均孔尺寸。小的孔尺寸和结构捕捉空气流以避免热损失和太阳辐射热获得。

当使用时,隔热元件以在基体中25体积%-99体积%的浓度布置于基体中。

如所述,本发明的组合物也可包含导热颗粒。例如这样的颗粒可选自铝、氧化铝、硅酸铝(aluminum silicon oxide)和氮化铝。

当使用时,导热颗粒以在基体中25体积%-99体积%的浓度布置于基体中。

本发明的组合物可布置为在基底的表面的至少一部分上的层或涂层。如此形成的涂层是足够厚的以帮助产生阻止半导体封装在使用中产生的热穿过基底的热传递的屏障,但涂层未厚至妨碍消费性电子装置的组装和/或运行。

本发明的组合物应布置于包括壳体的至少一个基板的内表面的至少一部分上,该互补的外表面在使用时与终端使用者接触。因此,参考图2,在膝上型或笔记本个人电脑中,掌托会是该位置的良好实例。

参考图1,显示电路板的剖视图。在电路板上布置多个半导体封装和电路,以及该封装自身的组件中和该封装在板上的组件中通常使用的电子材料,及电路板待用于其中的电子装置的壳体的一部分。在图1中,1指表面安装粘合剂(例如LOCTITE 3609和3619);2指热界面材料,如文中更详细所描述的;3指低压模制材料(例如MM6208);4指板底部填充上的倒装芯片(例如HYSOL FP4531);5指液体灌封胶球形封装(glob top)(例如HYSOL E01016和E01072);6指有机硅灌封胶(例如LOCTITE 5210);7指垫片化合物(例如LOCTITE 5089);8指芯片尺寸封装/球栅阵列底部填充(例如HYSOL UF3808和E1216);9指倒装芯片空气封装底部填充(例如HYSOL FP4549HT);10指涂料粉末(例如HYSOL DK7-0953M);11指机械模制化合物(例如HYSOL LL-1000-3NP和GR2310);12指封装化合物(例如E&C 2850FT);13指光电器件(例如Ablestik AA50T);14指芯片贴装(例如Ablestick 0084-1LM1SR4,8290和HYSOL OMI529HT);15指保形涂层(例如LOCTITE 5293和PC40-UMF);16指光子部件和组装材料(例如STYLAST 2017M4和HYSOL OTO149-3);17指半导体模制化合物;以及18指焊料(例如Multicore BI58LM100AAS90V和97SCLF318AGS88.5)。这些产品中的每一种均可购自Henkel公司,Irvine,CA。

图1的电路板A布置于电子装置(未显示)的壳体内部。在包含电子装置的壳体的基底的内部表面的至少一部分上涂覆隔热元件层(未显示)。

如图4所示,电子装置100可包括壳体101、处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、总线109、输入部件110、输出部件112以及冷却部件118。总线109可包括一个或多个有线或无线连接,其可提供向电子装置100的各部件或从该部件或在该部件之间传输数据和/或电力的路径,电子装置100包括例如处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、输入部件110、输出部件112以及冷却部件118。

存储器104可包括一个或多个储存媒介,包括但不限于硬盘、闪存、永久存储器例如只读存储器(“ROM”),半永久存储器例如随机存储存取存储器(“RAM”),任何其他适合类型的存储组件,及其任意组合。存储器104也可包括高速缓冲存储器,其可以是在电子装置应用中用于暂时储存数据的一种或多种不同类型的存储器。

电源106可通过一个或多个电池或从天然来源如使用太阳能电池的太阳能提供电力至电子装置100的电子部件。

可提供一个或多个输入部件110以允许使用者通过例如以下各项与装置100相互接触或连接:电子装置输入板、拨号盘、点击轮、滚轮、触摸屏、一个或多个按键(例如键盘)、鼠标、操纵杆、轨迹球、麦克风、相机、录像机及其任意组合。

可提供一个或多个输出部件112以通过例如以下各项将信息(例如文本、图形、听觉和/或触觉信息)呈现给装置100的使用者:音频扬声器、耳机、输出信号源、视觉显示器、天线、红外端口、低音喇叭、振动器及其任意组合。

可提供一个或多个冷却部件118以协助耗散由电子装置100的各电子部件产生的热。这些冷却部件118可呈各种形式,例如风扇、散热器、热扩散器、热管、通气孔或电子装置100的壳体101中的开口及其任意组合。

装置100的处理器102可控制由装置100提供的多种功能和其他电路的运行。例如,处理器102可接受从输入部件110发出的输入信号和/或驱动由输出部件112发出的输出信号。

壳体101应为运行电子装置100的一个或多个各种电子部件提供至少一部分罩壳。壳体100保护电子部件免受装置100外部的碎屑和其他劣化力。壳体101可包括限定腔103的一个或多个壁120,在该限定腔内可布置装置100的各电子部件。壳体开口151也可允许将某些流体(例如空气)吸入电子装置100的腔103并自其排出,以帮助管理装置100的内部温度。壳体101可以由多种材料制造,例如金属(如钢、铜、钛、铝和各种金属合金)、陶瓷、塑料及其任意组合。

与其作为单个罩壳提供,壳体101也可作为两个或两个以上壳体部件来提供。例如处理器102、存储器104、电源106、通信电路108-1、输入部件110和冷却部件118可至少部分包含于第一壳体部件101a内,同时输出部件112可至少部分包含于第二壳体部件101b内。

关于电源模块组件,组合物可布置于电源模块的表面。例如,提供电源模块组件,其包含电源模块和组合物,其中电源模块具有至少两个表面,组合物包含布置于所述表面之一的至少一部分的分散于基体内的多个胶囊化相变材料颗粒。参考图7,其示出在平板电脑7内部的此等电源模块71以及在接近电源模块71处的CPU 72。

实施例

对于1号样品,将以下成分以标注的重量百分比混合:遥爪聚丙烯酸酯(自Kaneka公司以商品名RC100C购得):19.5%;单官能的遥爪丙烯酸酯(自Kaneka公司以商品名MM110C购得):39.9%;乙酸钠三水合物(CH3O2Na·3H2O):40%;和Trigonox 141:0.6%。

将1号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为呈乳油状的高粘度乳膏。该样品的DSC表明潜热值为207J/g且熔点为63℃。该潜热值对于所应用的其他热循环而言是稳定的。

对于2号样品,将以下成分以标注的重量百分比混合:遥爪聚丙烯酸酯(自Kaneka公司以商品名RC100C购得):19.4%;山榆醇丙烯酸酯化蜡:40%;乙酸钠三水合物(CH3O2Na·3H2O):40%;和Trigonox 141:0.6%。

将2号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为固体蜡状。该样品的DSC表明潜热值为430J/g且熔点为67℃。该潜热值对于所应用的其他热循环而言是稳定的。

对于3号样品,将以下成分以标注的重量百分比混合:肉豆蔻酸(PT58):64%;乙酸钠三水合物(CH3O2Na·3H2O):32%;和乙烯丁烯共聚物(Dynaron6360B):4%。

将3号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为固体蜡状。该样品的DSC表明潜热值为319J/g且熔点为60℃。潜热值随所应用的其他热循环降低至约200J/g。

4号样品作为对照组呈现。在此,使用乙酸钠三水合物(CH3O2Na·3H2O):100%。

将4号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为固体蜡状。该样品的DSC表明潜热值为290J/g且熔点为58℃。由于水和Na盐的相分离,在随后的热循环中没有观察到再熔化。潜热值随所应用的其他热循环降低至约200J/g。

5号样品作为对照组呈现。在此,使用焦磷酸钠十水合物(Na4O7P2·10H2O):100%。

将5号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为固体蜡状。该样品的DSC表明潜热值为1440J/g且熔点为71.7℃。由于水和Na盐的相分离,在随后的热循环中没有观察到再熔化。潜热值随所应用的其他热循环降低至约200J/g。

6号样品作为另一个对照组呈现,其组成如下:肉豆蔻酸(96重量%)和Dynaron 6360B(4重量%)。该样品的DSC示出潜热值为210J/g且熔点为58℃。该潜热值显著低于也具有水合盐的3号样品的潜热值。

对于7号样品,将以下成分以标注的重量百分比混合:乙酸钠三水合物:92%,焦磷酸钠十水合物:2%,煅烧二氧化硅:2%,以及水:4%。

将7号样品放置于70℃烘箱中并持续16小时的时间,其后观察到反应产物为固体材料。该样品的DSC表明潜热值为400J/g且熔点为60℃。



购买说明
       资料可在线传送,如需邮寄光盘(即将电子文档刻录到光盘里),邮费另计。
       我们也可以为您提供个性化定制,欢迎咨询,客服微信/QQ: 690542
       X专利信息网竭诚为您服务!

相关文章 您可能喜欢 最新发布 热门文章 随机文章 相关发布