本发明专利技术公开了多种马铃薯石墨填料、热界面材料、EMI屏蔽材料以及制备热界面材料和EMI屏蔽材料的方法。本发明专利技术还公开了包括基质材料和悬浮于该基质材料中的石墨填料的示例性热界面材料。所述石墨填料包括马铃薯石墨颗粒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开内容主要涉及石墨填料、热界面材料和电磁干扰(EMI)屏蔽体。
技术介绍
本节提供了与本专利技术公开内容相关的背景信息，该背景信息并非必要的现有技术。·电气元件，例如半导体、晶体管等，通常具有预设温度，在该温度下电气元件能最佳地运行。理想地，预设温度大约是周围空气的温度。但是，电气元件的运行产生热量，如不散热会导致电气元件在明显高于正常或期望的运行温度下运行。这样过高的温度对电气元件的运行特性和任何与其关联的设备的运行会产生不利的影响。为了避免或至少减少来自热量产生的不利运转特性，应当除去这些热量，例如，通过从运行的电气元件中将热量导出至散热器。散热器随后可通过传统的对流和/或辐射技术冷却。在传导过程中，通过电气元件与散热器之间的直接表面接触和/或通过在电气元件和散热器之间的中间介质或热界面材料(TIM)的接触将热量从运行中的电气元件传递到散热器上。该热界面材料可用于填充热传递表面之间的空隙，以便与将空隙以空气填充相比可以提高导热率，而空气是相对较差的导热体。在一些设备中，也可在电气元件和散热器之间安置电绝缘体，在很多情况下这就是TIM自身。另外，在电子设备中的一部分电子设备通常会产生电磁信号，其可福射至和干扰电子设备中的另一部分。这种电磁干扰(EMI)可导致重要信号的衰减或完全消失，由此表现出电子设备效率低或无法工作。有时候，为了减少EMI的不利影响，在两部分电路之间插入导电性材料以吸收和/或反射EMI能。这种屏蔽体可采取墙或完全包封物的形式并且可将其置于产生电磁信号的电子电路部分的周围和/或置于对电磁信号敏感的电子电路部分的周围。例如，印刷电路板(PCB)的电子电路或电子元件通常用屏蔽材料封装以使EMI限制在其源处，并隔离最接近EMI源的其他设备。如本专利技术所使用的，术语电磁干扰(EMI)应当理解为通常包括和涉及电磁干扰(EMI)和无线电频率干扰(RFI)的发射，且术语“电磁”应当理解为通常包括和涉及来自外部源和内部源的电磁和无线电频率。相应地，术语屏蔽体(如本专利技术所用)通常包括和涉及EMI屏蔽体和RFI屏蔽体，例如，相对于其中置有电子设备的外壳或其他封装，避免(或至少降低)EMI和RFI的进入和泄漏。专利技术概述本节提供本
技术实现思路
的概述，而并非是专利技术其整个范围或所有特征的全面公开。依据本
技术实现思路
的一个方面，公开了一种热界面材料，其包括基质材料和悬浮于基质材料中的石墨填料。所述石墨填料包括马铃薯石墨颗粒。依据本专利技术的另一方面，公开了一种电磁干扰(EMI)屏蔽材料，其包括基质材料和悬浮在基质材料中的石墨填料。所述石墨填料包括马铃薯石墨颗粒。还依据本专利技术的另一方面，公开了一种导热且非导电性的热界面材料，其包括基质材料和悬浮在基质材料中的马铃薯石墨填料。所述马铃薯石墨填料涂覆有电绝缘性涂层。还在本
技术实现思路
的另一个方面，公开了一种制备热界面材料的方法。该方法包括使用涂料涂覆马铃薯石墨填料，并且将经涂覆的马铃薯石墨填料悬浮在基质材料中。从本专利技术提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体实例仅意在说明的目的，而并不意在限制本专利技术的范围。附图说明本专利技术所描述的附图仅为了说明选定的实施例的目的，而不是所有可能的实施方式，而并非意在限制本专利技术的范围。图1描述了依据本技术方法制备的具有10微米平均直径的马铃薯石墨的扫描电子显微镜照片。图2描述了依据本技术方法制备的具有10微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图1更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图3描述了依据本技术方法制备的具有10微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图1更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图4描述了依据本技术方法制备的具有10微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图2和图3更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图5描述了依据本技术方法制备的具有20微米平均直径的马铃薯石墨的扫描电子显微镜照片。图6描述了依据本技术方法制备的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图5更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图7描述了依据本技术方法制备的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图5和图6更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图8描述了依据本技术方法制备的具有50微米平均直径的马铃薯石墨的扫描电子显微镜照片。图9描述了依据本技术方法制备的具有50微米平均直径的马铃薯石墨在与图8相同的放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图10描述了依据本技术方法制备的具有50微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图8和图9更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图11描述了依据本技术方法制备的具有50微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图10更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图12描述了依据本技术方法制备的具有70微米平均直径的马铃薯石墨的扫描电子显微镜照片。图13描述了依据本技术方法制备的具有70微米平均直径的马铃薯石墨在与图12相同的放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图14描述了依据本技术方法制备的具有70微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图12和图13更高放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图15描述了依据本技术方法制备的具有70微米平均直径的马铃薯石墨在与图14相同放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图16描述了依据本技术方法制备的具有70微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图15更高的放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图17描述了基本合成的石墨的扫描电子显微镜照片。图18描述了基本合成的石墨的另一个扫描电子显微镜照片。图19是使用几种不同填料材料的热界面材料其导热率作为载荷体积百分比的函数的曲线图。图20是使用不同种类石墨填料的不同热界面材料的测得导热率作为填料体积百分数的函数的曲线图。图21描述了依据本专利技术技术制备的通过原子层沉积(ALD)法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨的扫描电子显微镜照片。图22描述了依据本专利技术技术制备的通过ALD法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图21更大放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图23描述了依据 本专利技术技术制备的通过ALD法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在相对于图22更大放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图24描述了依据本专利技术技术制备的通过ALD法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在与图23相同放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图25描述了依据本专利技术技术制备的通过ALD法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨在与图24相同放大倍率下的扫描电子显微镜照片。图26是一个表，该表比较了依据本专利技术技术制备的20微米未经涂覆的马铃薯石墨和通过ALD法以100次氧化铝循环进行涂覆的具有20微米平均直径的马铃薯石墨的测定的电阻值和计算的电阻率。专利技术详述现在参考随后的附图更加充分地描述示例性的实施方案。石墨通常用做导热填料材料。但是本专利技术的专利技术人公开了具有球形至马铃薯形状的石墨颗粒或填料(例如，球形、准球形、近圆形等)，其适合在热传导应用中用作导热填料，和/或在EMI屏蔽应用中用作导电填料。本专利技术人已经意识到对于具有相对高导热性和/或导电性、以高水平加载到基质材料中并且具有相对低成本的石墨填料的需求。石墨的润滑性是在各本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·布鲁达，理查德·F·希尔，
申请(专利权)人：莱尔德技术股份有限公司，
类型：
国别省市：
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