JPH1142730A - 電子装置用熱伝導性インタフェース - Google Patents
電子装置用熱伝導性インタフェースInfo
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- JPH1142730A JPH1142730A JP9189542A JP18954297A JPH1142730A JP H1142730 A JPH1142730 A JP H1142730A JP 9189542 A JP9189542 A JP 9189542A JP 18954297 A JP18954297 A JP 18954297A JP H1142730 A JPH1142730 A JP H1142730A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は電子装置用熱伝導性インタフ
ェースにおいて、機械的順応性のある熱伝導性インタフ
ェースを提供することにある。 【解決手段】 本発明の熱伝導性インタフェース材料
は、熱伝導性の電気的絶縁性微粒子、例えば、アルミナ
および窒化ホウ素、により充填された非常に機械的順応
性あるシリコーンポリマーから成る部材を含む。前記材
料は液体オルガノシロキサンと水素化物末端のポリジメ
チルシロキサンのような連鎖延長剤との反応生成物とし
て製造される。場合によりこの材料にガラス繊維の様な
担体、感圧接着剤およびポリエチレンのような剥離フィ
ルムが適用されることがある。
ェースにおいて、機械的順応性のある熱伝導性インタフ
ェースを提供することにある。 【解決手段】 本発明の熱伝導性インタフェース材料
は、熱伝導性の電気的絶縁性微粒子、例えば、アルミナ
および窒化ホウ素、により充填された非常に機械的順応
性あるシリコーンポリマーから成る部材を含む。前記材
料は液体オルガノシロキサンと水素化物末端のポリジメ
チルシロキサンのような連鎖延長剤との反応生成物とし
て製造される。場合によりこの材料にガラス繊維の様な
担体、感圧接着剤およびポリエチレンのような剥離フィ
ルムが適用されることがある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は1995年5月19
日に出願された「電子装置用熱伝導性インタフェース」
と称する出願番号第08/445,048号の一部継続
出願である。
日に出願された「電子装置用熱伝導性インタフェース」
と称する出願番号第08/445,048号の一部継続
出願である。
【0002】本発明は一般に印刷回路板をヒートシン
ク、金属シャーシー、またはヒートスプレッダーに電気
的に絶縁する及び熱で結合するために使用する機械的順
応性ある熱伝導性インタフェースに関する。本発明のイ
ンタフェース材料は非常に望ましい電気的および機械的
諸特性を有し、そして熱が装置からフレーム、シャーシ
ー、ヒートスプレッダー、またはその他の支持体表面へ
伝導することを必要とする実際上すべての電子装置の組
み立てに使用される事ができる。
ク、金属シャーシー、またはヒートスプレッダーに電気
的に絶縁する及び熱で結合するために使用する機械的順
応性ある熱伝導性インタフェースに関する。本発明のイ
ンタフェース材料は非常に望ましい電気的および機械的
諸特性を有し、そして熱が装置からフレーム、シャーシ
ー、ヒートスプレッダー、またはその他の支持体表面へ
伝導することを必要とする実際上すべての電子装置の組
み立てに使用される事ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】過去において、いろい
ろな機械的順応性ある熱伝導性インタフェースの考案
が、フレーム、シャーシー、ヒートスプレッダーなどの
ヒートシンクから電子装置を絶縁するために提案され
た。これらのインタフェースはかなり有用でありそして
かなり満足なものであったが、本発明の配合物は極めて
良好な機械的特性、優れた電気的特性、および格別な熱
的ならびに化学的特性と組み合わせる適合性の見地から
幾多の利点を提供する。これらの利点は制御された分子
量のシリコーンの使用のおかげで、また場合により感圧
接着剤層の表面被覆の使用により役立たせることができ
る。かくして、本発明の熱的インタフェースの仕組み
は、機械的、電気的、熱的および化学的諸特性を害した
り犠牲にしたりまたはさもなくば妨げたりすることなし
に組み立ての相対的配置に一致させるため低圧流動によ
る組み立てを可能にする。
ろな機械的順応性ある熱伝導性インタフェースの考案
が、フレーム、シャーシー、ヒートスプレッダーなどの
ヒートシンクから電子装置を絶縁するために提案され
た。これらのインタフェースはかなり有用でありそして
かなり満足なものであったが、本発明の配合物は極めて
良好な機械的特性、優れた電気的特性、および格別な熱
的ならびに化学的特性と組み合わせる適合性の見地から
幾多の利点を提供する。これらの利点は制御された分子
量のシリコーンの使用のおかげで、また場合により感圧
接着剤層の表面被覆の使用により役立たせることができ
る。かくして、本発明の熱的インタフェースの仕組み
は、機械的、電気的、熱的および化学的諸特性を害した
り犠牲にしたりまたはさもなくば妨げたりすることなし
に組み立ての相対的配置に一致させるため低圧流動によ
る組み立てを可能にする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の熱伝導性インタ
フェース材料は、熱伝導性の電気的絶縁性微粒子、例え
ば、アルミナおよび窒化ホウ素、により充填された非常
に順応性あるシリコーンポリマーから成る部材を含む。
そのシリコーンはつぎの構造式
フェース材料は、熱伝導性の電気的絶縁性微粒子、例え
ば、アルミナおよび窒化ホウ素、により充填された非常
に順応性あるシリコーンポリマーから成る部材を含む。
そのシリコーンはつぎの構造式
【化3】 (式中R1 は水素、ヒドロキシルまたはメチル基から成
る群より選択され、また式中xは1〜1000の値を有
する整数を表す)を有する慣用のオルガノシロキサンで
ある。
る群より選択され、また式中xは1〜1000の値を有
する整数を表す)を有する慣用のオルガノシロキサンで
ある。
【0005】典型的には、前記材料は上記の構造の液体
オルガノシロキサンと、次の構造式
オルガノシロキサンと、次の構造式
【化4】 (式中R2 は水素、メチルまたはヒドロキシ基のいずれ
かを表し、また式中yは1〜1000の値を有する整数
を表す)を有する水素化物末端のポリジメチルシロキサ
ン材料のような連鎖延長剤との反応生成物として製造さ
れる。
かを表し、また式中yは1〜1000の値を有する整数
を表す)を有する水素化物末端のポリジメチルシロキサ
ン材料のような連鎖延長剤との反応生成物として製造さ
れる。
【0006】このタイプの連鎖延長剤をオルガノシロキ
サンのポリマーの分子量を調節するために使用すること
は、勿論、よく知られている。また、それらの材料を反
応させるための方法および技術は当業者に周知であり、
そして一般にそれらの材料を混合することおよび白金触
媒と硬化抑制剤、例えば環式ビニルシロキサン、の存在
で120℃に約5分間加熱することから成る。
サンのポリマーの分子量を調節するために使用すること
は、勿論、よく知られている。また、それらの材料を反
応させるための方法および技術は当業者に周知であり、
そして一般にそれらの材料を混合することおよび白金触
媒と硬化抑制剤、例えば環式ビニルシロキサン、の存在
で120℃に約5分間加熱することから成る。
【0007】その他の種類の材料は次の式
【化5】 (式中xのyに対するモル比は10%より100%まで
変わることがある)のようなコポリマーを使用する。ヒ
ドロメチルシロキサンとジメチルシロキサンのコポリマ
ーが知られている。この種類の材料は加橋剤として働
く。その他の型の材料に含まれるものは、例えば、次式
変わることがある)のようなコポリマーを使用する。ヒ
ドロメチルシロキサンとジメチルシロキサンのコポリマ
ーが知られている。この種類の材料は加橋剤として働
く。その他の型の材料に含まれるものは、例えば、次式
【化6】 のような三官能価および四官能価ヒドロシロキサンであ
る。
る。
【0008】前記のポリマー材料のための適当な担体と
して、これもまた良好な機械的、電気的、および熱的諸
特性を有する担体を与えるために、ガラス繊維の層が用
いられることがあり、そしてそれはこの用途によく適し
ている。約1〜4オンス/平方ヤードの密度を有するガ
ラス繊維が、好ましくは3ミルの厚さを有する担体で使
用されることがある。
して、これもまた良好な機械的、電気的、および熱的諸
特性を有する担体を与えるために、ガラス繊維の層が用
いられることがあり、そしてそれはこの用途によく適し
ている。約1〜4オンス/平方ヤードの密度を有するガ
ラス繊維が、好ましくは3ミルの厚さを有する担体で使
用されることがある。
【0009】実際の使用の際に、本発明の完成された熱
伝導性インタフェース材料は20ミル〜500ミルの範
囲内の厚さを有することが好ましく、そしてこの範囲の
厚さにより実質上全般的な使用を可能にする望ましい全
体にわたる熱抵抗を与え、同様にそのインタフェースの
ために適当な順応性を与える。電気的諸特性は、勿論、
上限に近い厚さで強められるが、しかし、材料の破壊電
圧は十分に高いので、約125ミルまで及びそれ以上に
わたる厚さの使用を可能ならしめる。ある用途において
は、約15ミル程の少ない厚さを有する材料が使用され
ることがあり、また他のある用途のためには、その場合
操作条件は利用できる熱抵抗が十分に低いので約500
ミルにまでにわたる厚さを許す。
伝導性インタフェース材料は20ミル〜500ミルの範
囲内の厚さを有することが好ましく、そしてこの範囲の
厚さにより実質上全般的な使用を可能にする望ましい全
体にわたる熱抵抗を与え、同様にそのインタフェースの
ために適当な順応性を与える。電気的諸特性は、勿論、
上限に近い厚さで強められるが、しかし、材料の破壊電
圧は十分に高いので、約125ミルまで及びそれ以上に
わたる厚さの使用を可能ならしめる。ある用途において
は、約15ミル程の少ない厚さを有する材料が使用され
ることがあり、また他のある用途のためには、その場合
操作条件は利用できる熱抵抗が十分に低いので約500
ミルにまでにわたる厚さを許す。
【0010】その他の担体も使用されることがあり、そ
れらは1ミル〜10ミルの厚さにおいてさまざまなアル
ミニウム箔を含む。例えば、KaptonTMのようなポ
リイミド(アミド)フィルムは1ミル〜3ミルの厚さで
使用されることがある。1ミル〜10ミルの範囲の厚さ
のポリエステルフィルムもまた役立つと判ることもあ
る。前記組成物はまたいろいろな形に射出成形されるこ
ともあり、またはその代わりに、強化材と共にまたはな
しにシートにプレス成形されることもある。
れらは1ミル〜10ミルの厚さにおいてさまざまなアル
ミニウム箔を含む。例えば、KaptonTMのようなポ
リイミド(アミド)フィルムは1ミル〜3ミルの厚さで
使用されることがある。1ミル〜10ミルの範囲の厚さ
のポリエステルフィルムもまた役立つと判ることもあ
る。前記組成物はまたいろいろな形に射出成形されるこ
ともあり、またはその代わりに、強化材と共にまたはな
しにシートにプレス成形されることもある。
【0011】ある用途においては、主な表面の片面また
は両面上に感圧接着剤の被覆を与えることが望ましい。
本質的にポリジメチルシロキサンから成る感圧接着剤が
適当に使用されてよい。これらの用途のあるものでは、
実際の最終的使用または組み立て作業に先立って熱伝導
性インタフェース材料の取扱いを容易にするため剥離フ
ィルムを利用することが望ましいことがある。
は両面上に感圧接着剤の被覆を与えることが望ましい。
本質的にポリジメチルシロキサンから成る感圧接着剤が
適当に使用されてよい。これらの用途のあるものでは、
実際の最終的使用または組み立て作業に先立って熱伝導
性インタフェース材料の取扱いを容易にするため剥離フ
ィルムを利用することが望ましいことがある。
【0012】本発明の特徴は以下の明細書、添付の特許
請求の範囲および付属の図面の一覧によりさらに十分と
理解されるであろう。
請求の範囲および付属の図面の一覧によりさらに十分と
理解されるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施態様によれ
ば、機械的順応性ある熱伝導性インタフェース材料また
はパッドはガラス繊維担体を使用し、そしてその担体の
両側に配置されているその順応性材料の層により製造さ
れる。前記順応性ある材料はアルミナと窒化ホウ素およ
びそれらの混合物から成る群より選択される特定の充填
物を添加された圧縮するまたは圧縮できるシリコーンポ
リマーから成る。もし望ましければ、そしてある種の用
途には、その二つの主な表面のいずれかの上に、感圧接
着剤が使用されることがあり、そしてその感圧接着剤に
よりある種の用途および状態において組み立ておよび製
造を容易にすることがある。
ば、機械的順応性ある熱伝導性インタフェース材料また
はパッドはガラス繊維担体を使用し、そしてその担体の
両側に配置されているその順応性材料の層により製造さ
れる。前記順応性ある材料はアルミナと窒化ホウ素およ
びそれらの混合物から成る群より選択される特定の充填
物を添加された圧縮するまたは圧縮できるシリコーンポ
リマーから成る。もし望ましければ、そしてある種の用
途には、その二つの主な表面のいずれかの上に、感圧接
着剤が使用されることがあり、そしてその感圧接着剤に
よりある種の用途および状態において組み立ておよび製
造を容易にすることがある。
【0014】実施例 本発明の機械的順応性ある熱伝導性インタフェース材料
は以下に記載の特定の例に従って製造されることができ
る。
は以下に記載の特定の例に従って製造されることができ
る。
【0015】例 1 構造式
【化7】 を有し、式中R1 はメチル基を表すオルガノシロキサン
が選択され、そしてその材料は液体であって1000セ
ンチポアズの粘度を有する。この材料を本質的に水素化
物を末端とするポリジメチルシロキサンから成りそして
500センチポイズの粘度を有するジヒドロール脂肪族
連鎖延長剤と混合する。そのような連鎖延長剤は、勿
論、市場で入手できる。
が選択され、そしてその材料は液体であって1000セ
ンチポアズの粘度を有する。この材料を本質的に水素化
物を末端とするポリジメチルシロキサンから成りそして
500センチポイズの粘度を有するジヒドロール脂肪族
連鎖延長剤と混合する。そのような連鎖延長剤は、勿
論、市場で入手できる。
【0016】それらの反応物を混合してから、本質的に
白金酸のジビニル付加物から成る触媒を約25ppm添
加した。その材料を、中央の位置にガラス繊維の担体が
配置されている容器の中に入れた。それからその混合物
を150℃で10分間硬化させた。ガラス繊維担体は2
オンス/平方ヤードの密度と4ミルの厚さを有してい
た。本質的にポリジメチルシロキサンから成る感圧接着
剤の層をその上の表面に塗った。この接着剤の薄膜はシ
リコーンと相容性があるのでその表面に結合する。それ
からその複合材料は、注文のまたは一般の用途のため要
求されることのある切断またはその他の加工のため準備
される。ポリエチレンから成る剥離フィルムが典型的に
下表面層として用いられ、そして、勿論、必要な期間そ
の順応性ある熱伝導性インタフェースと共に留まること
になる。完成したときその複合材料の全体の厚さは80
ミルであった。
白金酸のジビニル付加物から成る触媒を約25ppm添
加した。その材料を、中央の位置にガラス繊維の担体が
配置されている容器の中に入れた。それからその混合物
を150℃で10分間硬化させた。ガラス繊維担体は2
オンス/平方ヤードの密度と4ミルの厚さを有してい
た。本質的にポリジメチルシロキサンから成る感圧接着
剤の層をその上の表面に塗った。この接着剤の薄膜はシ
リコーンと相容性があるのでその表面に結合する。それ
からその複合材料は、注文のまたは一般の用途のため要
求されることのある切断またはその他の加工のため準備
される。ポリエチレンから成る剥離フィルムが典型的に
下表面層として用いられ、そして、勿論、必要な期間そ
の順応性ある熱伝導性インタフェースと共に留まること
になる。完成したときその複合材料の全体の厚さは80
ミルであった。
【0017】例 2 例1のオルガノシロキサンを、本質的に水素化物を末端
とするポリジメチルシロキサンから成りそして100セ
ンチポイズの粘度を有する連鎖延長剤と共に使用した。
加工条件は例1と同じであり、そして機械的順応性ある
熱伝導性インタフェース材料がそれから形成された。こ
の材料に約5ミクロンの平均粒径を有する本質的にアル
ミナから成る微粒子固体を充填した。その複合体は29
重量%のアルミナを含み、残部はポリマーである。その
ような材料は、勿論、市場で入手できる。全体の厚さは
25ミルである。
とするポリジメチルシロキサンから成りそして100セ
ンチポイズの粘度を有する連鎖延長剤と共に使用した。
加工条件は例1と同じであり、そして機械的順応性ある
熱伝導性インタフェース材料がそれから形成された。こ
の材料に約5ミクロンの平均粒径を有する本質的にアル
ミナから成る微粒子固体を充填した。その複合体は29
重量%のアルミナを含み、残部はポリマーである。その
ような材料は、勿論、市場で入手できる。全体の厚さは
25ミルである。
【0018】例 3 構造式
【化8】 を有し、式中R1 がメチル基を表すオルガノシロキサン
が選択され、そしてその材料は液体であって100セン
チポアズの粘度を有する。この材料を本質的に水素化物
を末端とするポリジメチルシロキサンから成るジヒドリ
ル脂肪族連鎖延長剤と混合する。そのような連鎖延長剤
は、勿論、市場で入手できる。
が選択され、そしてその材料は液体であって100セン
チポアズの粘度を有する。この材料を本質的に水素化物
を末端とするポリジメチルシロキサンから成るジヒドリ
ル脂肪族連鎖延長剤と混合する。そのような連鎖延長剤
は、勿論、市場で入手できる。
【0019】それらの反応物を混合してから、約25p
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と4ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチル
シロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に塗
った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性があるの
でその表面に結合する。それからその複合材料は、特注
のまたは一般の用途のため要求されることのある切断ま
たはその他の加工のため準備される。ポリエチレンから
成る剥離フィルムが典型的に下表面層として用いられ、
そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性イン
タフェースと共に留まることになる。完成したときその
複合材料の全体の厚さは125ミルであった。
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と4ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチル
シロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に塗
った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性があるの
でその表面に結合する。それからその複合材料は、特注
のまたは一般の用途のため要求されることのある切断ま
たはその他の加工のため準備される。ポリエチレンから
成る剥離フィルムが典型的に下表面層として用いられ、
そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性イン
タフェースと共に留まることになる。完成したときその
複合材料の全体の厚さは125ミルであった。
【0020】例 4 構造式
【化9】 を有し、式中R1 がメチル基を表す比較的大きい分子量
のオルガノシロキサンが選択され、そしてその材料は液
体であって500センチポアズの粘度を有する。この材
料を本質的に水素化物を末端とするポリジメチルシロキ
サンから成るジヒドロキシ脂肪族連鎖延長剤と混合す
る。そのような連鎖延長剤は、勿論、市場で入手でき
る。
のオルガノシロキサンが選択され、そしてその材料は液
体であって500センチポアズの粘度を有する。この材
料を本質的に水素化物を末端とするポリジメチルシロキ
サンから成るジヒドロキシ脂肪族連鎖延長剤と混合す
る。そのような連鎖延長剤は、勿論、市場で入手でき
る。
【0021】それらの反応物を混合してから、約25p
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と80ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチ
ルシロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に
塗った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性がある
のでその表面に結合する。それからその複合材料は、特
注のまたは一般の用途のため要求されることのある切断
またはその他の加工のため準備される。ポリプロピレン
から成る剥離フィルムが典型的に下面層として用いら
れ、そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性
インタフェースと共に留まることになる。
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と80ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチ
ルシロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に
塗った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性がある
のでその表面に結合する。それからその複合材料は、特
注のまたは一般の用途のため要求されることのある切断
またはその他の加工のため準備される。ポリプロピレン
から成る剥離フィルムが典型的に下面層として用いら
れ、そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性
インタフェースと共に留まることになる。
【0022】例 5 構造式
【化10】 を有し、式中R1 がメチル基を表す比較的低い分子量の
オルガノシロキサンが選択され、そしてその材料は液体
であって10センチポアズの粘度を有する。この材料を
本質的に水素化物を末端とするポリジメチルシロキサン
から成るジヒドロキシ脂肪族連鎖延長剤と混合する。そ
のような連鎖延長剤は、勿論、市場で入手できる。
オルガノシロキサンが選択され、そしてその材料は液体
であって10センチポアズの粘度を有する。この材料を
本質的に水素化物を末端とするポリジメチルシロキサン
から成るジヒドロキシ脂肪族連鎖延長剤と混合する。そ
のような連鎖延長剤は、勿論、市場で入手できる。
【0023】それらの反応物を混合してから、約25p
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と40ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチ
ルシロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に
塗った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性がある
のでその表面に結合する。それからその複合材料は、特
注のまたは一般の用途のため要求されることのある切断
またはその他の加工のため準備される。ポリエチレンか
ら成る剥離フィルムが典型的に下表面層として用いら
れ、そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性
インタフェースと共に留まることになる。
pmの本質的に白金から成る触媒を添加し、そしてその
材料を中央のガラス繊維担体が配置されている容器の中
に入れた。それからその混合物を150℃で10分間硬
化させた。ガラス繊維担体は2オンス/平方ヤードの密
度と40ミルの厚さを有していた。本質的にポリジメチ
ルシロキサンから成る感圧接着剤の層をその上の表面に
塗った。この接着剤の薄膜はシリコーンと相容性がある
のでその表面に結合する。それからその複合材料は、特
注のまたは一般の用途のため要求されることのある切断
またはその他の加工のため準備される。ポリエチレンか
ら成る剥離フィルムが典型的に下表面層として用いら
れ、そして、勿論、必要に応じその順応性ある熱伝導性
インタフェースと共に留まることになる。
【0024】完成された製品の代表的特性 上記のように、本発明の機械的順応性ある熱伝導性イン
タフェース材料の機械的、電気的、熱的および化学的諸
特性は優秀であることが判った。負荷された力に対する
圧縮の例を図3に示すが、そこでこの曲線は加えられて
いるいろいろな負荷力により発揮される望ましいおよび
予測できる圧縮を例示している。その他の特性に関し
て、表I,IIおよびIII は重要であると思われる。これ
らの表を下に示す。
タフェース材料の機械的、電気的、熱的および化学的諸
特性は優秀であることが判った。負荷された力に対する
圧縮の例を図3に示すが、そこでこの曲線は加えられて
いるいろいろな負荷力により発揮される望ましいおよび
予測できる圧縮を例示している。その他の特性に関し
て、表I,IIおよびIII は重要であると思われる。これ
らの表を下に示す。
【0025】
【表1】 表 I 代表的な電気特性 破壊電圧:厚さ(インチ) ボルトAC 試験法 0.20 7000 ASTM D−149 0.050 10000 ASTM D−149 0.060 12000 ASTM D−149 0.080 20000以上 ASTM D−149 0.125 20000以上 ASTM D−149
【0026】
【表2】 表 II 代表的な機械特性 厚さ 0.020″〜0.500″ ASTM D−374 色 ピンク 視覚 圧縮係数 300 PSI ASTM D−1621 圧縮たわみ 10% 30 PSI ASTM D−575 50% 200 PSI ASTM D−575 圧縮永久歪み 65%
【0027】
【表3】 表 III 熱特性 (代表的に例1のインタフェース、厚さ80ミルを使用する) 熱抵抗 熱抵抗 (℃/W) 厚さ (ASTM D−54P)圧力(psi) (−220まで) (ミル) (℃−in2 /W) 25 6 20 0.46 50 5 30 0.70 100 4 40 0.93 200 3 50 1.16 60 1.39 80 1.85 125 2.90
【0028】本発明のインタフェースの他の形態が使用
されおよび製造されることがあり、また他の技術が同様
にそれらの調製のために利用されることがあることは、
勿論、理解されるであろう。
されおよび製造されることがあり、また他の技術が同様
にそれらの調製のために利用されることがあることは、
勿論、理解されるであろう。
【0029】例 6 例1に従って製造されたインタフェースに、ポリジメチ
ルシロキサンから成る感圧接着剤の表面層を塗ったが、
その際感圧接着剤の層は1ミルの厚さを有していた。こ
の材料はシリコーンと相容性があってそれによく結合し
た。感圧接着剤層が用いられるとき、第2の剥離フィル
ムが使用されることがあり、あるいはその代わりに材料
はロールの形に包装されることもある。
ルシロキサンから成る感圧接着剤の表面層を塗ったが、
その際感圧接着剤の層は1ミルの厚さを有していた。こ
の材料はシリコーンと相容性があってそれによく結合し
た。感圧接着剤層が用いられるとき、第2の剥離フィル
ムが使用されることがあり、あるいはその代わりに材料
はロールの形に包装されることもある。
【0030】いま図面の4A〜4Eに注意を向けると、
図4Aは配合における変化により達成される粘度の等圧
線を表す。図4Aを精査すると100センチポアズの添
加の劇的な効果が証明される。図4Cは最終製品の硬度
特性に低い粘度のジビニルシリコーンの著しい効果を示
す。
図4Aは配合における変化により達成される粘度の等圧
線を表す。図4Aを精査すると100センチポアズの添
加の劇的な効果が証明される。図4Cは最終製品の硬度
特性に低い粘度のジビニルシリコーンの著しい効果を示
す。
【0031】例 7 複合混合物の設計実験が反応生成物の諸特性へのいろい
ろな反応物の効果を測定するために企てられた。反応生
成物はアルミナと、各例においてアルミナ含有量が次の
ようになるように混合された。 アルミナ(平均粒径、5ミクロン)=71重量% ポリマー成分=29重量% (a)1000cpsジビニルシリコーン(x1 )=1
〜100モル% (b)100cpsジビニルシリコーン(x2 )=0〜
100モル% (c)500cpsジビニルシリコーン(x3 )=0〜
100モル% これらの反応物はガラス繊維を存在させずに例1に記載
の条件に従って混合して処理された。
ろな反応物の効果を測定するために企てられた。反応生
成物はアルミナと、各例においてアルミナ含有量が次の
ようになるように混合された。 アルミナ(平均粒径、5ミクロン)=71重量% ポリマー成分=29重量% (a)1000cpsジビニルシリコーン(x1 )=1
〜100モル% (b)100cpsジビニルシリコーン(x2 )=0〜
100モル% (c)500cpsジビニルシリコーン(x3 )=0〜
100モル% これらの反応物はガラス繊維を存在させずに例1に記載
の条件に従って混合して処理された。
【0032】デザインマトリックスが作られ、それらの
結果がコンピュータで分析された。測定された図4A〜
4Eに記載の諸特性は次のようである。 (a)センチポアズ粘度(図4A) (b)10%圧縮力(初めの厚さの10%の圧縮を達成
するのに要する力)(ASTM−D−575)(図4
B) (c)50%圧縮力(初めの厚さの50%の圧縮を達成
するのに要する力)(ASTM−D−575)(図4
B) (d)溶媒吸収百分率(24時間)(図4D) および (e)圧縮永久歪み(ASTM−D−395)(図4
E)
結果がコンピュータで分析された。測定された図4A〜
4Eに記載の諸特性は次のようである。 (a)センチポアズ粘度(図4A) (b)10%圧縮力(初めの厚さの10%の圧縮を達成
するのに要する力)(ASTM−D−575)(図4
B) (c)50%圧縮力(初めの厚さの50%の圧縮を達成
するのに要する力)(ASTM−D−575)(図4
B) (d)溶媒吸収百分率(24時間)(図4D) および (e)圧縮永久歪み(ASTM−D−395)(図4
E)
【0033】例 8 例2の各反応物を反応生成物を調製するために用いた。
その際反応生成物に微粒子の黒鉛を充填した。その材料
は50重量%の黒鉛を含み、残部はポリマーであった。
全体の厚さ25ミルの優れた熱特性を有する材料が得ら
れた。
その際反応生成物に微粒子の黒鉛を充填した。その材料
は50重量%の黒鉛を含み、残部はポリマーであった。
全体の厚さ25ミルの優れた熱特性を有する材料が得ら
れた。
【0034】一般組み立て配置 いま図5および図6に注意を向けると、一般的に示され
た全体の電子装置20はその上に配置された電気および
電子構成部分の形の回路アレイ22を有するベースまた
はシャーシー部材を含む。回路構成部分は典型的に固体
能動部分、例えば、トランジスター、マイクロチップな
どを23−23におけるように含む。アレイ22はまた
24−24に例示されているような多数の受動部分を抵
抗器、コンデンサーなどの形で含み、これら全ては基板
25の上に配置されている。全体の組み立ては囲い板部
材26の中に収容されており、そこで囲い板26はシャ
ーシー21と共同して完全な囲い込みを形成する。一般
的に示された機械的順応性ある、熱伝導性インタフェー
ス部材27はシャーシー21および回路アレイ22の両
者の上表面と囲い板26の反対側の内表面28の間に挿
入される。
た全体の電子装置20はその上に配置された電気および
電子構成部分の形の回路アレイ22を有するベースまた
はシャーシー部材を含む。回路構成部分は典型的に固体
能動部分、例えば、トランジスター、マイクロチップな
どを23−23におけるように含む。アレイ22はまた
24−24に例示されているような多数の受動部分を抵
抗器、コンデンサーなどの形で含み、これら全ては基板
25の上に配置されている。全体の組み立ては囲い板部
材26の中に収容されており、そこで囲い板26はシャ
ーシー21と共同して完全な囲い込みを形成する。一般
的に示された機械的順応性ある、熱伝導性インタフェー
ス部材27はシャーシー21および回路アレイ22の両
者の上表面と囲い板26の反対側の内表面28の間に挿
入される。
【0035】こんどは図6にも注意を向けると、順応性
ある熱伝導性インタフェースパッド27の回路構成部品
と接触する部分はその平らな平面のまたは長方形の形状
から変形して流動し、それにより個々の回路構成部品を
包み込みかつその中に形成された空洞の中に収容する。
図6において、回路基板25の2個のマイクロチップ2
3−23は、図解された結果を達成するため流動して構
成部品による要求される形状に適合する順応性ある熱伝
導性インタフェースとそれらが組み合わされた形に図解
されている。本発明の配合物の非常に望ましい流動特性
の故に、順応性ある熱伝導性インタフェースパッド27
は、極めて低い圧力の下に変形し、そして個々の回路構
成部品のリード線およびその他の精巧な部分の完全な状
態を妨害し、破壊し、さもなくば干渉することがない。
ある熱伝導性インタフェースパッド27の回路構成部品
と接触する部分はその平らな平面のまたは長方形の形状
から変形して流動し、それにより個々の回路構成部品を
包み込みかつその中に形成された空洞の中に収容する。
図6において、回路基板25の2個のマイクロチップ2
3−23は、図解された結果を達成するため流動して構
成部品による要求される形状に適合する順応性ある熱伝
導性インタフェースとそれらが組み合わされた形に図解
されている。本発明の配合物の非常に望ましい流動特性
の故に、順応性ある熱伝導性インタフェースパッド27
は、極めて低い圧力の下に変形し、そして個々の回路構
成部品のリード線およびその他の精巧な部分の完全な状
態を妨害し、破壊し、さもなくば干渉することがない。
【0036】組み立て品から熱の発散を増すために、熱
伝導性の層が28と30に図解されており、そこではこ
れらの層がその働きを強めている。
伝導性の層が28と30に図解されており、そこではこ
れらの層がその働きを強めている。
【0037】これらの図から確かめられ得るように、機
械的順応性ある熱伝導性インタフェースは、インタフェ
ースを構成する柔軟な材料が流動してその内部に自然の
空洞を形成するような物理特性を所有する。その製品の
低いジュロメーター硬さはインタフェース部材に回路組
み立て品の不規則な表面に形を合わせることを可能にす
る。その低いジュロメーター硬さの故に、約10psi
ほどの低い圧力は典型的に前記の結果を達成するために
必要なすべてである。
械的順応性ある熱伝導性インタフェースは、インタフェ
ースを構成する柔軟な材料が流動してその内部に自然の
空洞を形成するような物理特性を所有する。その製品の
低いジュロメーター硬さはインタフェース部材に回路組
み立て品の不規則な表面に形を合わせることを可能にす
る。その低いジュロメーター硬さの故に、約10psi
ほどの低い圧力は典型的に前記の結果を達成するために
必要なすべてである。
【0038】本発明の精神および範囲を逸脱することな
く上記に与えられた特定の例に対して様々な部分的改変
がなされることがあるのは、勿論、理解されることであ
ろう。
く上記に与えられた特定の例に対して様々な部分的改変
がなされることがあるのは、勿論、理解されることであ
ろう。
【図1】図1は本発明に従って製造された順応性ある熱
伝導性インタフェースを使用するある組み立て品を通し
てとられた断面図である。
伝導性インタフェースを使用するある組み立て品を通し
てとられた断面図である。
【図2】図2はある注文により作った本発明に従って製
造されたインタフェース装置の形状を示す斜視図であ
る。
造されたインタフェース装置の形状を示す斜視図であ
る。
【図3】図3は本発明に従って製造された順応性ある熱
伝導性インタフェースについて負荷された力に対する圧
縮百分率を示すグラフである。
伝導性インタフェースについて負荷された力に対する圧
縮百分率を示すグラフである。
【図4A〜4E】図4A〜4Eはそれぞれ粘度(図4
A)、初めの厚さの10%の圧縮を達成するために要し
た力(図4B)、初めの厚さの50%の圧縮を達成する
ために要した力(図4C)、溶媒の吸収におけるレスポ
ンス(図4D)、および圧縮永久歪み(図4E)の等圧
線を示す組成のグラフである。
A)、初めの厚さの10%の圧縮を達成するために要し
た力(図4B)、初めの厚さの50%の圧縮を達成する
ために要した力(図4C)、溶媒の吸収におけるレスポ
ンス(図4D)、および圧縮永久歪み(図4E)の等圧
線を示す組成のグラフである。
【図5】図5は組み立て品の構成部分として本発明のイ
ンタフェース材料を使用する代表的な組み立て品を図解
する、分解組み立ての形での、斜視図である。
ンタフェース材料を使用する代表的な組み立て品を図解
する、分解組み立ての形での、斜視図である。
【図6】図6は図5に図解された組み立て品を通してと
られた垂直断面図であって、インタフェース材料が回路
組み立て品を含む構成部分に適合している様子を示して
いる。
られた垂直断面図であって、インタフェース材料が回路
組み立て品を含む構成部分に適合している様子を示して
いる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/36 G06F 1/00 360C // B32B 27/00 101 H01L 23/36 D
Claims (13)
- 【請求項1】 電子装置との組み合わせにおいてマウン
ト用障壁として使用するためのヒートシンクと電子装置
の間に挿入する機械的に順応性のある熱伝導性インタフ
ェースであって、 (a)支持体およびその支持体の両側に配置された外層
を有する積層板から成り、前記支持体はガラス繊維、ア
ルミニウム箔、銅箔、エキスパンドメタル、ポリイミド
(アミド)、およびポリエステルの各層から成る群より
選択されること、および(b)前記外層は構造式 【化1】 (式中R1 は水素、ヒドロキシルまたはメチル基から成
る群より選択され、またxは1〜1000の値を有する
整数を表す)を有し、かつ約10〜10,000センチ
ポアズの粘度を有するオルガノシロキサンと、構造式 【化2】 (式中R2 は水素、メチルおよびヒドロキシ基から成る
群より選択され、またyは1〜1000の値を有する整
数を表す)を有し、かつ約10〜10,000センチポ
アズの粘度を有する連鎖延長剤との混合物の反応生成物
から成り、かつ前記オルガノシロキサン反応生成物は体
積で約10%〜60%の量の微粒子固体で充填されてい
て、残りは該反応生成物であること、を特徴とする前記
のインタフェース。 - 【請求項2】 該微粒子固体はアルミナ、窒化ホウ素、
黒鉛、ホウ化チタン、アルミナ三水和物、窒化アルミ
ナ、およびそれらの混合物から成る群より選択されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の機械的順応性ある熱伝
導性インタフェース。 - 【請求項3】 該微粒子固体は約1〜50ミクロンの粒
径範囲を有するアルミナであることを特徴とする請求項
2に記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項4】 該順応性ある熱伝導性インタフェースは
0.010インチ〜1.00インチの厚さを有すること
を特徴とする請求項1に記載の機械的順応性ある熱伝導
性インタフェース。 - 【請求項5】 厚さが20〜1000ミルである請求項
4に記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項6】 該オルガノシロキサンは本質的にポリジ
メチルシロキサンから成ることを特徴とする請求項1に
記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項7】 該連鎖延長剤は水素化物を末端とするポ
リジメチルシロキサンから成ることを特徴とする請求項
6に記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項8】 該連鎖延長剤はヒドロキシを末端とする
ポリジメチルシロキサンから成ることを特徴とする請求
項7に記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェー
ス。 - 【請求項9】 71重量%のアルミナ及び残りがポリジ
メチルシロキサンから成る混合物であり、かつ初めの厚
さの10%の圧縮を達成するために要する力の範囲は1
0〜200psiの範囲内にある請求項7に記載の機械
的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項10】 71重量%のアルミナ及び残りがポリ
ジメチルシロキサンから成る混合物であり、かつ初めの
厚さの50%の圧縮を達成するために要する力の範囲は
40〜1000psiの範囲内にある請求項7に記載の
機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項11】 熱伝導率が0.5W/m・K(ワット
毎メートル毎ケルビン)〜4W/m・Kの範囲内にある
請求項6に記載の機械的順応性ある熱伝導性インタフェ
ース。 - 【請求項12】 充填物が黒鉛である請求項6に記載の
機械的順応性ある熱伝導性インタフェース。 - 【請求項13】 粘度が10〜1000センチポアズの
範囲内にある請求項1に記載の機械的順応性ある熱伝導
性インタフェース。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9189542A JPH1142730A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電子装置用熱伝導性インタフェース |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9189542A JPH1142730A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電子装置用熱伝導性インタフェース |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1142730A true JPH1142730A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16243061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9189542A Pending JPH1142730A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電子装置用熱伝導性インタフェース |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1142730A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008120065A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-29 | Hitachi Chem Co Ltd | 放熱性フィルム |
JP2008160126A (ja) * | 2007-12-21 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 電子部品の冷却構造 |
JP2008171976A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Denso Corp | 接合構造体の製造方法 |
JP2009502567A (ja) * | 2005-07-27 | 2009-01-29 | エクサイーエヌシー コーポレーション | 膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート |
JP2012526397A (ja) * | 2009-05-05 | 2012-10-25 | パーカー.ハニフィン.コーポレイション | 熱伝導性フォーム生成物 |
KR20220064667A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 성균관대학교산학협력단 | 연성-강성-연성 다층 구조 열 계면 소재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 방열 장치 또는 시스템 |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP9189542A patent/JPH1142730A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009502567A (ja) * | 2005-07-27 | 2009-01-29 | エクサイーエヌシー コーポレーション | 膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート |
JP2008120065A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-29 | Hitachi Chem Co Ltd | 放熱性フィルム |
JP2008171976A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Denso Corp | 接合構造体の製造方法 |
JP2008160126A (ja) * | 2007-12-21 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 電子部品の冷却構造 |
JP2012526397A (ja) * | 2009-05-05 | 2012-10-25 | パーカー.ハニフィン.コーポレイション | 熱伝導性フォーム生成物 |
KR20220064667A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 성균관대학교산학협력단 | 연성-강성-연성 다층 구조 열 계면 소재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 방열 장치 또는 시스템 |
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