FR2840732A1 - Materiau d'interface thermique renfermant un alliage a bas point de fusion - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une composition d'interface thermique pour transférer de la chaleur entre une source de chaleur (12), telle que l'alimentation d'un microprocesseur, et un puits de chaleur (14), comprenant : . un matériau formant matrice qui ramollit approximativement à la température de fonctionnement de ladite source de chaleur (12); et. un alliage à bas point de fusion dispersé dans le matériau formant matrice qui fond à la température de fonctionnement de la source de chaleur (12), ou au-dessous de cette température.
Description
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La présente invention concerne des matériaux conducteurs de la chaleur, et plus particulièrement un matériau d'interface conducteur de la chaleur comprenant un alliage à bas point de fusion (en abrégé LMA, d'après la nomenclature anglaise "low melting point alloy") qui facilite le transfert thermique entre un dispositif générateur de chaleur et un puits de chaleur. Le matériau d'interface trouve une application particulière dans les dispositifs générateurs de chaleur, tels que les ensembles d'alimentation des microprocesseurs, et analogues, bien que l'on comprenne que le matériau ait une diversité d'autres applications.
Avec la pression croissante du marché demandant des produits finaux plus petits, plus rapides et plus sophistiqués utilisant des circuits intégrés, l'industrie électronique a répondu en mettant au point des circuits intégrés qui occupent moins de volume, tout en fonctionnant à des densités de courant élevées. Les ensembles d'alimentation de tels microprocesseurs génèrent une chaleur considérable au cours du fonctionnement. Si la chaleur n'est pas éliminée de manière adéquate, les températures accrues générées par les ensembles d'alimentation endommagent les composants semi-conducteurs.
Il est fait souvent usage d'un puits de chaleur pour transférer la chaleur à l'écart de l'alimentation ou autre ensemble générant de la chaleur. Le puits de chaleur comprend généralement une plaque ou un corps formé d'un métal conducteur, qui est maintenu en contact thermique avec l'ensemble pour dissiper la chaleur de manière efficace. Des ailettes font facultativement saillie depuis la plaque pour offrir une superficie agrandie pour la dissipation de la chaleur vers l'environnement ambiant.
La technique industrielle courante pour réaliser le contact thermique entre un ensemble d'alimentation de microprocesseurs et un puits de chaleur consiste à interposer un matériau formant interface thermique entre
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les deux, matériau qui facilite le transfert thermique depuis le dispositif actif vers le puits de chaleur.
Un procédé consiste à appliquer, entre le puits de chaleur et l'alimentation, une graisse thermique chargée de céramique, graisse qui est habituellement à base de silicone. Les graisses thermiques offrent d'excellentes propriétés thermiques mais elles nécessitent un procédé d'assemblage important accompagné de forts coûts de fabrication. Le produit est habituellement appliqué à la main, à l'aide d'une seringue, ou sur un support d'aluminium. Ce procédé est laborieux et lent et il ne se prête pas à une automatisation.
Un autre procédé de réalisation d'une interface conductrice comprend l'utilisation de composés de cire conducteurs de la chaleur. Cependant, ces composés sont généralement cassants à la température ambiante et ils se séparent facilement sous la forme d'éclats, débouchant sur une grande résistance thermique. La faible viscosité de la cire aux températures de fonctionnement fait que la cire s'écoule d'entre le composant actif et le puits de chaleur, avec pour résultat également une forte résistance thermique. En outre, du fait de la nature cassante des composés de cire, ils sont difficiles à fabriquer et à appliquer à un puits de chaleur.
On a également utilisé des caoutchoucs de silicone conducteurs de la chaleur comme interfaces conductrices.
Bien qu'il soit mou et flexible, le caoutchouc de silicone nécessite une pression relativement élevée et un long temps de réchauffement pour atteindre une faible résistance thermique. Les caoutchoucs ont des caractéristiques d'écoulement médiocres qui débouchent sur une faible conduction thermique lorsqu'il y a un défaut de planéité entre le puits de chaleur et le dispositif producteur de chaleur. Des différences dans le coefficient de dilatation thermique entre le caoutchouc de silicone et le puits de chaleur peuvent déboucher sur une grande résistance thermique au cours du cyclage de température. Ces effets
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conduisent à une conductivité thermique médiocre depuis le dispositif producteur de chaleur vers le puits de chaleur.
Les matériaux formant interface thermique combinent souvent un matériau de charge conducteur de la chaleur avec une matrice de cire, de graisse ou de matériau polymère.
US-A-4 869 954 au nom de Squitieri, par exemple, divulgue un matériau réticulé sous une forme stable destiné à être utilisé dans l'élimination ou le transfert d'énergie thermique. Un liant uréthane est chargé d'un matériau conducteur de la chaleur, tel que du nitrure de bore ou de l' oxyde de magnésium. Le liant chargé est utilisé tel quel ou en combinaison avec un substrat renforçateur pour dissiper la chaleur depuis un composant ou dispositif électronique.
US-A-5 194 480 aux noms de Block et al. concerne des compositions élastomères conductrices de la chaleur et non conductrices de l'électricité comprenant un caoutchouc thermoplastique qui peut être réticulé et des charges telles que le nitrure de bore et l'alumine. L'élastomère chargé peut être moulé ou comprimé en des formes voulues.
US-A-5 454 473 et 5 591 034 aux noms de Ameen et al. divulguent un matériau d'interface conducteur de la chaleur pour la conduction thermique entre des composants électroniques comprenant un matériau fluoropolymère à structure ouverte, tel qu'un polytétrafluoroéthylène alvéolé, avec des particules conductrices de la chaleur, non enrobées, fixées à des portions pleines du polymère.
US-A-6 054 198 aux noms de Bunyan et al. divulgue des matériaux de transfert de la chaleur appliqués à un film ou à une feuille anti-adhérente. Les matériaux conducteurs de la chaleur comprennent des cires, des matériaux thermoplastiques, des adhésifs acryliques sensibles à la pression, en combinaison avec une charge telle que le nitrure de bore.
De tels matériaux offrent une conductivité thermique relativement élevée au moyen de particules conductrices de la chaleur dispersées dans une matrice polymère. Cependant,
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aucun de ces matériaux n'est capable d'atteindre la limite théorique de conductivité que les charges possèdent, fondamentalement du fait de la résistance thermique interfaciale élevée entre les particules et la matrice polymère dans le mélange hétérogène.
Des éléments de transfert thermique ont également été formés à partir de métaux doux, tels que les alliages d'indium ou de gallium. Voir par exemple US-A-4 729 060 aux noms de Yamamoto et al., et US-A-4 915 167 au nom de Altoz.
D'autres interfaces thermiques emploient des composés polymères conducteurs de la chaleur réticulés in situ. Ces composés sont rigides après réticulation. Par exemple, USA-5 062 896 aux noms de Huang et al. divulgue des compositions de soudure électroconductrices formées d'alliage de métaux eutectiques pulvérulents, tels que des alliages bismuth/étain, dans un polymère, tel qu'un poly(imide)siloxane thermoplastique, qui sont ensuite réticulés. Des composés époxy thermodurcis chargés d'argent sont également divulgués. De telles compositions ont une fiabilité médiocre en raison d'une différence de coefficient de dilatation thermique entre le matériau et le puits de chaleur, provoquant des fissures et des défaillances au cours du cyclage thermique. Les matériaux polymères sont également laborieux à appliquer et ils demandent de longs temps de réticulation.
La demande de brevet des Etats-Unis publiée 20010038093 divulgue des matériaux réticulables et déformables, tels que des résines de silicone, dans lesquels un matériau de soudure, tel qu'un complexe indium étain, est dispersé.
La présente invention apporte un matériau d'interface thermique nouveau et amélioré qui surmonte les problèmes indiqués plus haut ainsi que d'autres.
Selon l'un de ses aspects, la présente invention apporte une composition d'interface thermique pour transférer la chaleur entre une source de chaleur et un puits de chaleur. La composition comprend un matériau
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formant matrice qui ramollit approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur et un alliage à bas point de fusion dispersé dans le matériau formant matrice et qui fond à la température de fonctionnement de la source de chaleur, ou au-dessous de cette température.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention apporte un procédé de formation d'une interface thermique.
Le procédé comprend la combinaison d'un matériau formant matrice avec un alliage à bas point de fusion pour former un matériau d'interface thermique composé de l'alliage à bas point de fusion dispersé au sein du matériau formant matrice. Le matériau d'interface thermique est positionné entre une source de chaleur et un puits de chaleur.
L'alliage à bas point de fusion fond approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur. Le matériau formant matrice ramollit et reste mou au voisinage de la température de fonctionnement de la source de chaleur. Lorsque la source de chaleur fonctionne, l'alliage à bas point de fusion fond et se combine avec le matériau formant matrice pour former l'interface thermique.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention apporte un procédé de formation d'un matériau d'interface thermique pour transférer de la chaleur depuis un dispositif microprocesseur vers un puits de chaleur. Le procédé comprend le mélange d'un alliage à bas point de fusion avec un matériau formant matrice pour disperser l'alliage à bas point de fusion dans tout le matériau formant matrice. L'alliage à bas point de fusion est un alliage qui fond à une température supérieure à 30 C et fond au voisinage de la température de fonctionnement du dispositif microprocesseur. Le matériau formant matrice comprend un élastomère thermoplastique qui ramollit au voisinage de la température de fonctionnement du dispositif microprocesseur pour former une dispersion généralement homogène avec l'alliage à bas point de fusion fondu.
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Selon un autre de ses aspects, la présente invention apporte une composition d'interface thermique qui subit un changement viscoélastique aux températures de fonctionnement du microprocesseur pour transférer la chaleur générée par une source de chaleur à un puits de chaleur. La composition comprend une composition viscoélastique qui ramollit et reste molle approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur. La composition viscoélastique inclut un élastomère thermoplastique, une huile d'hydrocarbure compatible et une résine poissante. Un matériau conducteur de la chaleur est dispersé au sein de la composition viscoélastique. Un avantage de l'une au moins des formes d'exécution de l'invention est l'apport d'un matériau d'interface thermique qui a un caractère homogène au cours du fonctionnement, réduisant ainsi la tendance à l'apparition d'une résistance thermique interfaciale entre les composants conducteurs de la chaleur et la matrice polymère dans le mélange. Un autre avantage de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que le matériau d'interface thermique peut être préfixé à une source de chaleur avant l'expédition.
Un autre avantage de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que la force cohésive et l'intégrité du matériau d'interface thermique permettent une manipulation facile.
Un autre avantage encore de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que la performance thermique du matériau d'interface thermique correspond ou excède celle de la graisse thermique se présentant sous la forme d'un film solide.
Un autre avantage encore de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que le procédé d'assemblage associé à la graisse thermique est éliminé, mais une performance thermique équivalente est maintenue.
Un autre avantage encore de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que le matériau
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ramollit et se conforme à toute rugosité ou concavité de surface à la température de fonctionnement.
Un autre avantage encore de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que le matériau peut être appliqué et repositionné d'une pression du pouce, permettant une maintenance facile en service.
Un autre avantage encore de l'une au moins des formes d'exécution de la présente invention est que le matériau permet un montage vertical en raison de ses propriétés cohésives.
D'autres bénéfices et avantages de l'invention apparaîtront à l'homme du métier lorsqu'il aura lu et compris la description détaillée ci-après faite en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une vue schématique d'un puits de chaleur, d'une source de chaleur et d'un film conducteur thermique intermédiaire selon la présente invention.
L'invention peut revêtir la forme de divers composants et dispositions de composants, et de divers étapes et arrangements d'étapes. Le dessin n'a pour but que d'illustrer une forme d'exécution préférée sans aucun caractère limitatif.
Si l'on se réfère à la figure, on voit un matériau d'interface A, conducteur de la chaleur, se présentant sous la forme d'un film ou d'une couche 10 et réalisant une interface thermique entre un dispositif actif ou source de chaleur 12 et un puits de chaleur adjacent 14. La source de chaleur peut être un ensemble d'alimentation d'un microprocesseur, un composant d'un circuit électronique, tel qu'un transistor, une diode, un relais, une résistance, un amplificateur ou un condensateur, ou un autre composant électronique générant de la chaleur. On comprendra cependant que la source de chaleur ou dispositif 12 peut être n'importe quel type de dispositif à semi-conducteur ou ensemble d'alimentation qui génère de la chaleur excessive en fonctionnement, laquelle chaleur, si elle n'est pas éliminée, peut endommager le dispositif ou nuire à son
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fonctionnement. La source de chaleur aura habituellement une température de fonctionnement comprise entre environ 60 et 100 C. Le puits de chaleur peut être un bloc de matériau transmettant la chaleur, pour faciliter le transfert thermique depuis le dispositif 12 vers le puits de chaleur 14. Le puits de chaleur est fait d'un matériau métallique ou analogue et il est efficace à dissiper de l'énergie thermique depuis celui-ci par conduction ou rayonnement.
La couche 10 a une épaisseur allant de préférence d'environ 0,0025 à 2,5 millimètres. L'épaisseur du film peut être davantage augmentée, si on le désire, pour satisfaire à certaines exigences d'application, telles que des caractéristiques d'espacements plus grands dans des produits électroniques ou une application de refroidissement d'alimentation.
Le matériau d'interface thermique A comprend une composition qui inclut un matériau formant matrice et un alliage à bas point de fusion (LMA). Par "alliage à bas point de fusion" ou LMA, on entend un alliage de deux ou plusieurs métaux qui a un point de fusion se situant au niveau de la température de fonctionnement de la source de chaleur, ou au-dessous. L'alliage à bas point de fusion est de préférence un alliage qui est solide à la température ambiante (15-30 C) et fond à une température supérieure à environ 30 C, et mieux supérieure à environ 40 C.
Le matériau formant matrice et l'alliage à bas point de fusion sont de préférence sélectionnés et combinés de telle sorte qu'ils forment une émulsion qui se fond en un film continu avant ou pendant la fusion du matériau formant matrice, de telle sorte, qu'aux températures de fonctionnement du microprocesseur, le matériau A agit pour transférer la chaleur générée par une source de chaleur vers un puits de chaleur. En service, la chaleur générée par le microprocesseur réchauffe la couche 10. Le matériau A subit un ramollissement ou un changement de phase à la température de fonctionnement du microprocesseur ou juste au-dessous. Il en résulte l'élimination des poches d'air
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formant isolant thermique et une augmentation de la conductivité thermique du matériau qui est déjà relativement conducteur de la chaleur. Le matériau A transfère la chaleur générée par le microprocesseur 12 au puits de chaleur 14. Par exemple, des dispositifs électroniques avec lesquels le matériau d'interface thermique est destiné à être utilisé peuvent avoir une température de fonctionnement d'environ 60-80 C. Dans ce cas le LMA et la matrice ont de préférence un point de fusion de 35-80 C, de préférence de 45-60 C.
Le matériau formant matrice agit comme liant pour maintenir la composition ensemble et également empêcher un écoulement excessif. Le matériau formant matrice est un matériau qui demeure non réticulé à la température de fonctionnement de la source de chaleur, c'est-à-dire qui demeure souple et déformable en service. De préférence, il est souple à la température ambiante ou il ramollit à la température de fonctionnement de la source de chaleur.
Mieux, le matériau formant matrice subit un changement de phase au niveau de la gamme de fonctionnement du dispositif ou légèrement au-dessous. Par "changement de phase" on entend que le matériau formant matrice ramollit pour passer d'un état solide ou semi-solide à un état visqueux, semblable à de la graisse, capable de s'écouler ou liquide, forme sous laquelle, avec le LMA, le matériau est capable de se conformer à la surface inégale de la source de chaleur et/ou du puits de chaleur auxquels il est fixé. Par suite, la résistance thermique est de beaucoup inférieure à celle des compositions qui ne subissent pas un tel changement de phase.
Le matériau formant matrice comprend de préférence une composition polymère, telle qu'une composition viscoélastique qui a des qualités adhésives à la température ambiante et qui ramollit pour prendre la consistance d'une graisse approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur et à la température de fusion d'un LMA dispersé au sein de la
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composition viscoélastique, ou légèrement au-dessus de cette température de fusion.
Le LMA a un point de fusion qui se situe à la température de fonctionnement de la source de chaleur ou au-dessous. Des LMA convenables comprennent des alliages de deux ou plusieurs éléments parmi les suivants : le bismuth, l'indium, l'étain, le plomb et l'antimoine. Des traces de cadmium peuvent être incorporées dans le LMA pour abaisser le point de fusion de l'alliage. L'alliage a de préférence une conductivité thermique de 1-100 watts/mètre.K, mieux de 5-20 W/m. K. Un alliage à bas point de fusion que l'on préfère est un mélange de bismuth, d'indium et d'étain dans un rapport de 10-50% de bismuth, 2-30% d'étain et 30-80% d'indium, et mieux de 20-40% de bismuth, 10-20% d'étain et 50-70% d'indium. Un exemple d'alliage renferme 32,5% de bismuth, 16,5% d'étain et 61% d'indium, et cet alliage fond à une température d'environ 60 C. Un autre exemple d'alliage renferme 48% de bismuth, 25,6% de plomb, 12,8% d'étain, 9,6% de cadmium et 4,0% d'indium, et cet alliage a un point de fusion d'environ 61-65 C.
Le LMA spécifique sélectionné dépendra de la température de fonctionnement anticipée pour la source de chaleur avec laquelle il est destiné à être utilisé. En faisant varier la composition de l'alliage, on peut obtenir une large gamme de gammes de points de fusion différentes.
Le choix d'un alliage qui fond ou qui est fondu à la température de fonctionnement d'un microprocesseur est donc relativement simple. La viscosité résultante est suffisante pour que le matériau A s'écoule et mouille les surfaces adjacentes du puits de chaleur 14 et de la source de chaleur 12 du microprocesseur, créant des trajets de conduction thermique et un contact thermique excellent. Les discontinuités de surface dans le puits de chaleur et la source de chaleur du microprocesseur sont remplies par le matériau A. Cependant, la viscosité n'est pas si faible que le matériau A puisse s'écouler d'entre les pièces 12,14.
Pour garantir que le matériau d'interface thermique a un
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point de fusion relativement large, tout en ne s'écoulant pas trop facilement aux températures ambiantes, on peut utiliser une combinaison d'alliages ayant différents points de fusion.
Le matériau d'interface thermique revêt de préférence la forme d'un film mince, obtenu, par exemple, par moulage, coulage, extrusion, ou analogue. Le film a de préférence une épaisseur comprise entre environ 0,0025 et 2,25 mm, mieux entre 0,01 et 1 mm, et encore mieux entre environ 0, 04 et 0, 15 mm. Lorsque le matériau est moulé ou coulé en un tel film mince et placé entre une source de chaleur et un puits de chaleur, une excellente conductivité thermique est obtenue aussitôt que la température de fonctionnement est atteinte et le LMA fond et réalise un contact intime avec les surfaces appariées. La bonne performance thermique peut être due, en partie, au fait que la conductivité thermique intrinsèque de la plupart des LMA est de loin supérieure à celle des matériaux céramiques et en particules généralement utilisés, tels que BN, AlN, ou SiC, et analogues. En outre, lorsque le LMA fond, il est capable de former un mélange homogène ou pratiquement homogène avec le matériau formant matrice. En conséquence, la résistance thermique interfaciale entre le matériau conducteur de la chaleur (dans ce cas le LMA) et la matrice est considérablement réduite, par comparaison avec celle d'une matrice équivalente chargée d'un matériau conducteur de la chaleur classique, tel que BN, AlN, ou SiC. Par exemple, on obtient facilement un matériau d'interface thermique ayant des conductivités thermiques de 1-20 W/m. K, et plus fréquemment 2-10 W/m.K.
Pour des matériaux d'interface thermique particulièrement efficaces, il est souhaitable de garantir un contact intime avec les surfaces appariées (le puits de chaleur et la source de chaleur). On préfère que le contact et un certain degré de conduction thermique soient atteints avant que le LMA fonde. Le matériau formant matrice inclut alors de préférence un matériau adhésif capable de coller à
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la source de chaleur ou au puits de chaleur avant le fonctionnement du dispositif. Il a été constaté qu'en réalisant une émulsion du LMA dans une composition viscoélastique, la composition peut être collée aux surfaces appariées d'une source de chaleur et/ou d'un puits de chaleur. L'émulsion prend la forme de petites particules, de préférence sphériques, de LMA dispersées dans tout le matériau formant matrice. Lorsque la composition fond à la température de fonctionnement de la source de chaleur, ou au voisinage de cette température, l'émulsion se brise et il se forme un film continu. Le film continu formé est idéalement un mélange homogène ou généralement homogène du matériau formant matrice et du LMA, mélange dans lequel le LMA est mélangé intimement avec le matériau formant matrice et il y a peu de particules de LMA individuellement distinctes, en admettant qu'il y en ait.
Des polymères convenables pour la formation de la matrice comprennent des élastomères à composant unique ou à composants multiples, consistant en un ou plusieurs des suivants : silicone, acrylique, caoutchouc naturel, caoutchouc synthétique, ou d'autres matériaux élastomères appropriés. Des exemples de matériaux viscoélastiques comprennent les adhésifs, tels que les adhésifs de fusion et/ou les adhésifs sensibles à la pression, tels que les copolymères d'alkénylarène, les uréthanes, les caoutchoucs, les acryliques, les silicones, les polyesters et les vinyles.
Les adhésifs de fusion préférés comprennent les copolymères séquences A-B-A dans lesquels la séquence A est habituellement un polymère alkénylarène dérivant d'un monomère tel que le styrène. La séquence B est habituellement un polymère d'un monomère diène aliphatique conjugué ayant de 4 à 6 atomes de carbone ou un monomère alkène linéaire ayant de 2 à 6 atomes de carbone. Des diènes convenables comprennent le butadiène, l'isoprène, et analogues. Des alkènes convenables comprennent l'éthylène,
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le propylène, le butylène, et analogues. La séquence B peut être une combinaison d'un ou plusieurs alkènes ou diènes.
D'autres adhésifs sensibles à la pression convenables comprennent les acryliques, par exemple les copolymères d'acrylate et de méthacrylate, tels que les copolymères de méthacrylate de méthyle et d'acrylate d'éthyle. On peut également utiliser des caoutchoucs, y compris par exemple les élastomères terpolymères faits d'éthylène-propylènediène monomère(EPDM) ainsi que les caoutchoucs styrène-butadiène (SBR) et les polymères (y compris les copolymères) du 1,4-butadiène et de l'isoprène.
De préférence, le matériau formant matrice est une composition viscoélastique qui ramollit en un matériau graisseux ou semblable à une graisse approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur, mais au-dessus du point de fusion du LMA choisi.
Un exemple de matériau viscoélastique comprend : (1) un élastomère thermoplastique, et peut comprendre un ou plusieurs des suivants : (2) un plastifiant compatible ; (3) une résine poissante ; (4) un agent dispersant ; (5) un antioxydant ou d'autres colorants conser- vateurs, et d'autres additifs.
Mieux, le matériau viscoélastique comprend environ 5-15%, encore mieux environ 10%, d'un élastomère thermoplastique, environ 40-70%, encore mieux environ 60% d'un plastifiant compatible, environ 20-40%, encore mieux environ 30%, d'une résine poissante, et il peut également comprendre environ 1% d'un agent dispersant et environ 1% d'un anti-oxydant.
Un élastomère thermoplastique préféré (1) comprend un polymère triséquencé A-B-A dans lequel les séquences polymères A comprennent des séquences polymères thermoplastiques alkénylarène, telles que de polystyrène ou des mélanges de celles-ci, tandis que les séquences polymères B sont des séquences alkène comprenant un
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polymère d'éthylène, de propylène, de 1-butène, de 2butène, d'isobutylène, de butadiène, d'isoprène, ou de leurs mélanges. Les copolymères triséquencés styrène-alkylène-styrène ayant une utilité particulière comprennent des séquences terminales polystyrène liées chimiquement à une séquence intermédiaire éthylènebutylène.
Des polymères triséquencés polystyrène/polyalkylène représentatifs sont commercialisés sous le nom commercial Kraton par Shell Chemicals. Par exemple, le produit KratonTM 1107 est un copolymère triséquencé poly(styrène-isoprène-styrène) ayant une viscosité intrinsèque approximative de 1,13 et un rapport styrène:isoprène de 14:86. Le produit KratonTM 1650 est un copolymère triséquencé poly(styrène-éthylène-butylènestyrène) ayant un rapport styrène:éthylène-butylène de 28 :72 et une viscosité Brookfield à 15% de solides dans le cyclohexane de 360 centipoises à 25 C. Le KratonTM 1651 est un copolymère triséquencé poly(styrène-éthylène-butylènestyrène) ayant un rapport styrène:éthylène-butylène de 33:67. Le produit KratonTM 1652 est un copolymère triséquencé poly(styrène-éthylène-butylène-styrène) similaire ayant un rapport styrène:éthylène-butylène de 29 :71. On peut également utiliser un copolymère triséquencé poly(styrène-butadiène-styrène). D'autres systèmes copolymères convenables de ce type sont décrits dans J. Polymer Sci., Part C, No. 26, pp. 37-57 (1969).
Des plastifiants compatibles convenables (2) comprennent des huiles minérales, des polyalphaoléfines, des huiles à base d'esters synthétiques, et leurs mélanges.
Par "compatible", on entend que l'huile d'hydrocarbure ou autre plastifiant est miscible, c'est-à-dire soluble, à la fois dans l'élastomère thermoplastique (1) et dans la résine poissante (3). L'adhésif (1), c'est-à-dire le copolymère séquence styrène-éthylène-butylène-styrène est solubilisé par l'huile (2).
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Des exemples d'huiles minérales comprennent les huiles paraffiniques, les huiles naphténiques, les huiles aromatiques, et leurs mélanges. Dans une forme d'exécution préférée, l'huile d'hydrocarbure est une huile minérale comprenant une huile paraffinique et une huile aromatique, le rapport huile paraffinique : huile aromatique étant compris entre 30-70 :70-30, dans une forme d'exécution préférée davantage, entre 40-60:60-40. Un exemple représentatif est le produit Shellflex 371 (pouvant être obtenu auprès de Shell Chemicals).
La résine poissante (3) est de préférence un matériau qui augmente les propriétés adhésives et améliore l'adhérence spécifique de l'élastomère thermoplastique. Des résines poissantes convenables comprennent les colophanes naturelles ; les colophanes modifiées ; les esters de glycérol de colophanes naturelles et modifiées ; les esters de pentaérythritol de colophanes naturelles et modifiées ; les colophanes hydrogénées ; l'ester de pentaérythritol de colophane de tall oil ; esters de pentaérythritol de la colophane modifiés par un phénol ; les résines de polyterpène ; les copolymères et les terpolymères des terpènes naturels ; les résines de terpènes modifiés par un phénol ; les résines d'hydrocarbures aliphatiques de pétrole résultant de la polymérisation de monomères consistant fondamentalement en oléfines et en dioléfines ; les hydrocarbures aromatiques de pétrole et leurs dérivés hydrogénés ; et les hydrocarbures aliphatiques/aromatiques dérivés du pétrole et leurs dérivés hydrogénés.
Un mélange de deux résines poissantes décrites cidessus ou davantage est également envisagé dans le cadre de la présente invention. D'autres résines poissantes convenables sont décrites dans Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 2ème édition, 1989, édité par Donatas Satas, pages 527 à 544. Un exemple de résine poissante est le produit Regalite V 1100TM (obtenu auprès d'Hercules), qui inclut un polymère aromatique aliphatique.
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L'agent de dispersion contribue à disperser les matériaux conducteurs de la chaleur dans la composition. Un agent de dispersion convenable est le produit KR TTS, disponible auprès de Kenrich Petrochemicals, Inc., Bayonne, N. J. L'anti-oxydant agit comme conservateur. Un exemple d'anti-oxydant est le produit ErganoxTM 1010, disponible auprès de Shell. D'autres agents dispersants et antioxydants convenables sont connus de l'homme du métier.
Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, un adhésif thermoplastique de fusion est formulé généralement à partir des constituants ci-dessus (1), (2), et (3), et facultativement (4), (5) et (6). L'adhésif est formulé de telle sorte qu'il s'agisse d'un adhésif sensible à une pression ferme à la température ambiante et une graisse de haute viscosité à la température de travail de la source de chaleur du microprocesseur. Le LMA fond de préférence au-dessous de la température de changement de phase de l'adhésif thermoplastique.
On a constaté qu'une matrice de polymère convenable peut être un mélange d'un polymère, tel que KratonTM, par exemple KratonTM 1652 (polymère triséquencé non-réticulé d'éthylène-propylène-styrène) ; une résine poissante, telle que Regalite V 1100TM ; une huile (plastifiant), telle que ShellflexTM 371, et un anti-oxydant tel que ErganoxTM 1010 disponible auprès de Shell. Ces composants sont de préférence mélangés selon les proportions suivantes : une partie de KratonTM 1652, deux parties de Regalite, trois parties de Shellflex, et 0,05 partie d'anti-oxydant.
Le matériau d'interface thermique peut également inclure une charge conductrice de la chaleur qui, à la différence du LMA, reste solide à la température de fonctionnement du dispositif. La charge conductrice de la chaleur est de préférence sélectionnée à partir d'une diversité de matériaux ayant une conductibilité thermique globale comprise entre environ 0,5 et 1000,0 Watts/mètre.K tel que mesuré selon la norme ATSM D1530. Des exemples de charges convenables conductrices de la chaleur comprennent,
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sans que cela soit limitatif, le nitrure de bore, l'oxyde d'aluminium (alumine), le nitrure d'aluminium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc, l'oxyde de béryllium, le carbure de silicium, la poudre de nickel, les paillettes de cuivre, la poudre de graphite, la poudre de diamant, et leurs mélanges. Par exemple, la charge conductrice de la chaleur peut être incorporée dans le matériau viscoélastique selon un rapport d'environ 1 partie de matériau viscoélastique pour 1,5 partie de charge conductrice de la chaleur.
Pour certaines applications, il est préférable que la charge conductrice de la chaleur soit non conductrice de l'électricité, de telle sorte que la couche d'interface thermique fournisse une barrière conductrice de la chaleur mais non conductrice de l'électricité entre la source de chaleur et le puits de chaleur.
De préférence, la taille des particules de la charge, la distribution de la taille des particules et la concentration en charge dans le film sont sélectionnées de façon à porter à un maximum le garnissage et ainsi à produire la conductance thermique la plus efficace. De préférence, la taille des particules de la charge conductrice de la chaleur est comprise entre environ 2 et 100microns.
Pour former la composition A, le matériau formant matrice est mélangé avec le LMA et, le cas échéant, les particules de charge. Selon un procédé préféré de formation de la composition A, le matériau formant matrice (c'est-àdire l'adhésif thermoplastique avec l'anti-oxydant et l'agent de dispersion) est chauffé à la température de fusion. Lorsque l'adhésif est fluide et lisse, on ajoute le LMA et il fond. Le mélange est agité. L'agitation vigoureuse incorpore le LMA sous la forme d'une dispersion fine. Les forces de tension superficielle font cependant que le LMA se disperse sous la forme de petites gouttelettes. Les gouttelettes deviennent plus petites au fur et à mesure que se poursuit le mélange jusqu'à ce que
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l'on obtienne une fine émulsion. On laisse ensuite refroidir le mélange. Le refroidissement du mélange, tout en poursuivant l'agitation, solidifie le LMA en minuscules particules individuellement distinctes, en suspension dans la matrice. Les particules sont visibles sous la forme de billes sphériques sous fort grossissement. Le refroidissement produit en outre une masse adhésive dans laquelle le LMA est dispersé sous la forme de fines particules ayant un diamètre moyen d'environ 5-50 microns, et de préférence un diamètre moyen de 10-25 microns.
De préférence, le rapport entre le matériau formant matrice et le LMA va d'environ 1:1 à environ 1:20, mieux entre environ 1:1 et 1:10, et encore mieux entre environ 1:5 et 1:10, et encore mieux est d' environ 1:9. Lorsque le poids de LMA dans le mélange est trop élevé, le LMA a tendance à se solidifier dans la composition sous la forme de grosses particules ou de particules agglomérées qui ne se dispersent pas aussi facilement lorsque la composition fond. En conservant le LMA aux environs de 50% en volume de la composition (grossièrement 1:9 poids/poids), ou moins, le LMA a tendance à refroidir en petites particules individuellement distinctes qui sont bien dispersées dans toute la matrice.
Lorsqu'une charge conductrice de la chaleur, telle que l'oxyde de zinc, le nitrure de bore ou l'alumine, doit être incorporée dans la composition, une variante du procédé de préparation de la composition A comprend l'enrobage des particules de charge conductrices de la chaleur avec l'alliage à bas point de fusion et l'incorporation des particules enrobées dans le matériau formant matrice. Dans ce procédé, le LMA est fondu et les particules de charges conductrices de la chaleur sont ajoutées au LMA fondu et agitées pour enrober les particules. De préférence, les particules sont sous la forme de particules individuellement distinctes lorsqu'elles sont refroidies. Cependant, s'il se produit une agglomération, le mélange aggloméré peut être broyé
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pour produire des particules ayant approximativement les mêmes dimensions que les particules de charge d'origine. Les particules enrobées sont incorporées dans le matériau formant matrice fondu et le mélange est agité.
Pour améliorer les caractéristiques d'étalement du matériau A, on peut ajouter un auxiliaire de traitement, tel qu'un solvant, au mélange. Par exemple, la masse adhésive du matériau formant matrice et de particules de LMA dispersées est dissoute dans un solvant convenable dans lequel le LMA est toujours en minuscules particules individuellement distinctes visibles sous la forme de billes sphériques sous fort grossissement.
Des solvants convenables comprennent des composés aromatiques et aliphatiques à bas point d'ébullition, tels que le toluène, le benzène, le xylène, l'heptane, l'essence minérale, les cétones, les esters, les alcools tels que l'alcool isopropylique, et leurs mélanges. Un solvant particulièrement préféré est le toluène, ou un mélange de toluène et d'alcool isopropylique. L'alcool isopropylique contribue à dissoudre le composant matériau formant matrice dans le mélange. Par exemple, un mélange de solvant, de LMA, de particules de charge et de matériau formant matrice peut renfermer 60% de solvant.
La solution de la dispersion de LMA peut être enduite sur un puits de chaleur ou une source de chaleur ou appliquée à une doublure anti-adhérente d'une manière classique pour obtenir une épaisseur voulue à sec. Le solvant s'évapore généralement en laissant la composition A prête à l'emploi. La nature adhésive de la composition lui permet de coller facilement à un puits de chaleur et de se fixer au microprocesseur. Cela peut être obtenu en appliquant une légère pression et/ou de la chaleur.
La doublure anti-adhérente peut être un papier enduit de silicone classique ayant une teneur en humidité comprise entre environ 2 et environ 6% en poids et enduite sur l'une de ses faces, ou sur les deux faces, d'une enduction antiadhérente de silicone ou d'un autre revêtement anti-
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adhérent. Une doublure anti-adhérente peut être appliquée à l'une ou aux deux faces de la couche 10. Le papier antiadhérent peut être un papier anti-adhérent classique, par exemple un papier à 0,05-0,15 kg/m2. On peut également considérer des doublures anti-adhérentes qui ne sont pas à base de papier, par exemple des films polymères. Par exemple, la doublure protectrice comprend un substrat revêtu, tel qu'un papier revêtu de polyéthylène SCK (par exemple, PN 907826, 20", ou 909785,24"), un film de polyéthylène ou de polyester, revêtu d'un revêtement antiadhérent, tel qu'un revêtement anti-adhérent polydiméthylsiloxane, fluorosilicone, ou non siliconé. Les exemples de tels stratifiés comprennent le produit blue poly 2. 5 mil 2S PN 9099037. La doublure anti-adhérente protège le film de matériau conducteur de la chaleur vis-àvis des dommages avant l'application au puits de chaleur ou au dispositif actif. La doublure est séparée par pelage avant usage.
Optionnellement, la couche 10 peut également inclure une couche de renforcement, qui est prévue pour améliorer la résistance mécanique du film. La couche de renforcement peut inclure un film polymère, une étoffe tissée ou nontissée, telle qu'une étoffe de verre (formée de fibres de verre), ou un film métallique, tel que d'aluminium. En variante, des matériaux de renforcement, tels qu'une étoffe de fibres ou tissée, peuvent être noyés dans la couche conductrice de la chaleur 10 elle-même.
En cours d'utilisation, la chaleur générée par le microprocesseur chauffe la couche 10. La chaleur générée fait passer la composition à l'état de graisse, fond le LMA, et rompt la dispersion en donnant un film continu de LMA/matrice. Cela permet le mouillage des surfaces du puits de chaleur et du microprocesseur par le matériau conducteur de la chaleur A, avec pour résultat l'élimination des poches d'air formant isolant thermique. Après le mouillage initial, le matériau A accomplit le transfert de la chaleur
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générée par le microprocesseur 12 vers le puits de chaleur 14.
La performance thermique de la couche conductrice de la chaleur 10 correspond ou excède celle des graisses chargées de céramique couramment utilisées dans l'industrie. Cependant, le film conserve une viscosité à l'état fondu relativement grande pour éliminer un écoulement excessif et un égouttage depuis des ensembles montés verticalement. Au cours du cyclage thermique (mise sur marche/arrêt du dispositif générant de la chaleur 12) le film 10 maintient le contact interfacial et une excellente performance thermique. La formulation spécifique du film 10 est de préférence sélectionnée en fonction des conditions auxquelles le film sera exposé (par exemple température de fonctionnement, caractéristiques du cyclage thermique, et analogues). Cela permet le réglage adapté à la demande et la maîtrise de la viscosité, de la conductivité thermique, et des propriétés de fusion/écoulement à chaud pour permettre une adaptation précise des performances aux diverses applications et exigences.
Sans que l'intention soit de limiter la porter de l'invention, les exemples suivants indiquent le type de compositions efficaces comme matériaux d'interface thermique.
Exemples
Exemple 1
Une composition de transfert thermique a été préparée en formant une matrice et en incorporant un LMA dans la matrice. Les composants suivants ont été fondus ensemble pour former la matrice :
1 partie en poids de Kraton 1652
2 parties en poids de Regalite
3 parties en poids de Shellflex
0,05 partie en poids d'anti-oxydant.
Exemple 1
Une composition de transfert thermique a été préparée en formant une matrice et en incorporant un LMA dans la matrice. Les composants suivants ont été fondus ensemble pour former la matrice :
1 partie en poids de Kraton 1652
2 parties en poids de Regalite
3 parties en poids de Shellflex
0,05 partie en poids d'anti-oxydant.
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La matrice fondue était un liquide fluide limpide qui, si on le refroidit, devient un adhésif solide sensible à la pression. La matrice de polymère a été combinée avec un LMA dans le rapport de 1 partie en poids de matrice polymère pour 9 parties en poids de LMA à une température supérieure au point de fusion du LMA (c'est-à-dire supérieure à 60 C). Le LMA était un alliage comprenant 32,5% de bismuth, 16,5% d'étain et 61,0% d'indium, et il avait un point de fusion de 60 C.
Sous agitation, la masse en fusion est devenue gris foncé lorsque le LMA argenté a été incorporé dans le polymère fondu. Le mélange de matrice et de LMA a été enlevé de la source de chaleur et agité jusqu'à refroidissement. Lorsque la température du mélange est inférieure au point de fusion du LMA, la dispersion est stable.
Exemple 2
Une matrice a été formée en mélangeant ensemble :
1 partie en poids de Kraton 1652
2 parties en poids de résine Regalite 1100
3 parties en poids de Shellflex Oil 371
0,05 partie en poids d'Irganox 1010 (anti-oxydant)
0,05 partie en poids de TTS Titanate (agent de mouillage et d'écoulement).
Une matrice a été formée en mélangeant ensemble :
1 partie en poids de Kraton 1652
2 parties en poids de résine Regalite 1100
3 parties en poids de Shellflex Oil 371
0,05 partie en poids d'Irganox 1010 (anti-oxydant)
0,05 partie en poids de TTS Titanate (agent de mouillage et d'écoulement).
La matrice fondue a été combinée avec le LMA de l'Exemple 1 dans le rapport de 1 partie de matrice pour 9 parties de LMA à une température supérieure au point de fusion du LMA (c'est-à-dire supérieure à 60 C).
Le mélange de matrice et de LMA a été enlevé de la source de la chaleur et agité jusqu'à refroidissement.
Lorsque la température du mélange est inférieure au point de fusion du LMA, la dispersion est stable.
La dispersion refroidie a été transformée en un film mince convenant à l'utilisation comme matériau d'interface thermique par calandrage, dissolution et enduction sur une doublure anti-adhérente. Lorsque le film est utilisé à une
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épaisseur d'approximativement 0,1 mm dans un émulateur pentium, il a donné un AT de 5 C. AT est défini comme Tj-Ts où Tj est la température de la jonction du microprocesseur et Ts est la température du puits de chaleur. Un AT faible indique donc un matériau d'interface thermique efficace.
Exemple 3
Une matrice polymère a été formée comme à l'Exemple 2, mais avec l'addition de 9 parties en poids d'oxyde de zinc (ZnO).
Une matrice polymère a été formée comme à l'Exemple 2, mais avec l'addition de 9 parties en poids d'oxyde de zinc (ZnO).
La matrice fondue et le ZnO étaient un liquide blanc qui, au refroidissement, devient un adhésif solide sensible à la pression.
La matrice fondue avec le ZnO a été combinée avec le LMA de l'Exemple 1 dans le rapport de 1 partie de matrice polymère plus ZnO pour 2 parties de LMA à une température supérieure au point de fusion du LMA. Sous agitation, le mélange est devenu gris clair lorsque le LMA argenté a été incorporé dans le polymère fondu.
Le mélange a été enlevé de la source de chaleur et agité jusqu'à refroidissement. Lorsque la température du mélange est au-dessous du point de fusion du LMA, la dispersion est stable.
La dispersion refroidie a été transformée en un film mince convenant comme matériau d'interface thermique par calandrage, dissolution et enduction sur une doublure antiadhérente.
Lorsque le matériau d'interface est utilisé à une épaisseur d'environ 0,1 mm dans un émulateur pentium, il a donné un AT de 4 C. L'addition de ZnO a donné un matériau d'interface ayant une conductivité thermique supérieure à celle de la matrice polymère plus le LMA seul.
Bien que l'invention ait été expliquée en relation avec ses formes d'exécution préférées, il doit être compris que diverses modifications apparaîtront à l'homme du métier à la lecture de la présente description. Par conséquent, il doit être clair que l'invention décrite ici entend couvrir
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de telles modifications dans la mesure où elles entrent dans la portée des revendications annexées.
Claims (25)
1. Composition d'interface thermique pour transférer de la chaleur entre une source de chaleur (12) et un puits de chaleur (14), comprenant : . un matériau formant matrice qui ramollit approximativement à la température de fonctionnement de ladite source de chaleur (12) ; et . un alliage à bas point de fusion dispersé dans le matériau formant matrice qui fond à la température de fonctionnement de la source de chaleur (12), ou au-dessous de cette température.
2. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle l'alliage à bas point de fusion est solide à la température ambiante.
3. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle le matériau formant matrice comprend un matériau visco-élastique qui subit un changement visco-élastique aux températures de fonctionnement d'un microprocesseur.
4. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle le matériau formant matrice inclut un adhésif sensible à la pression.
5. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle le matériau formant matrice comprend : un élastomère thermoplastique, un plastifiant compatible ; et une résine poissante.
6. Composition d'interface thermique selon la revendication 5, dans laquelle l'élastomère thermoplastique inclut un copolymère triséquencé styrène-alkylène-styrène.
7. Composition d'interface thermique selon la revendication 5, dans laquelle l'alkylène est sélectionné dans le groupe consistant en l'éthylène, le propylène, le 1-butène, le 2-butène, l'isobutylène, le butadiène, l'isoprène, et leurs combinaisons.
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8. Composition d'interface thermique selon la revendication 7, dans laquelle l'élastomère thermoplastique est sélectionné dans le groupe consistant les copolymères triséquencés poly(styrène-butadiène-styrène), les copolymères triséquencés poly(styrène-éthylènebutylène-styrène), les copolymères triséquencés poly(styrène-isoprène -styrène) ; et leurs combinaisons.
9. Composition d'interface thermique selon la revendication 5, dans laquelle le plastifiant compatible inclut une huile d'hydrocarbure sélectionnée dans le groupe consistant en les huiles minérales, les polyalphaoléfines, les huiles synthétiques, et leurs mélanges.
10. Composition d'interface thermique selon la revendication 9, dans laquelle l'huile minérale est sélectionnée dans le groupe consistant en les huiles paraffiniques, les huiles naphténiques, les huiles aromatiques, et leurs mélanges.
11. Composition d'interface thermique selon la revendication 5, dans laquelle la résine poissante est sélectionnée dans le groupe consistant en les colophanes naturelles ; les colophanes modifiées ; les esters de glycérol de colophanes naturelles et modifiées ; les esters de pentaérythritol de colophanes naturelles et modifiées ; les résines de polyterpène ; lescopolymères des terpènes naturels ; les terpolymères des terpènes naturels ; les résines de terpènes modifiés par un phénol ; les résines d'hydrocarbures aliphatiques de pétrole ; les hydrocarbures aromatiques de pétrole ; les dérivés hydrogénés des hydrocarbures aromatiques de pétrole ; les hydrocarbures aliphatiques dérivés du pétrole ; les hydrocarbures aromatiques dérivés du pétrole ; les dérivés hydrogénés des hydrocarbures aliphatiques dérivés du pétrole ; les dérivés hydrogénés des hydrocarbures aromatiques dérivés du pétrole, et leurs mélanges.
12. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, comprenant en outre :
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une charge conductrice de la chaleur dispersée au sein du matériau formant matrice.
13. Composition d'interface thermique selon la revendication 12, dans laquelle la charge conductrice de la chaleur est sélectionnée dans le groupe consistant en le nitrure de bore, l'oxyde d'aluminium, le nitrure d'aluminium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc, l'oxyde de béryllium, le carbure de silicium, la poudre de nickel, les paillettes de cuivre, la poudre de graphite, la poudre de diamant, et leurs mélanges.
14. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle l'alliage à bas point de fusion inclut un élément sélectionné dans le groupe consistant en le bismuth, l'indium, l'étain, l'antimoine, et leurs combinaisons.
15. Composition d'interface thermique selon la revendication 14, dans laquelle l'alliage à bas point de fusion inclut le bismuth, l'indium et l'étain.
16. Composition d'interface thermique selon la revendication 15, dans laquelle l'alliage à bas point de fusion inclut le bismuth, l'indium et l'étain dans un rapport de 10:50% de bismuth, 2-30% d'étain, et 30-80% d'indium.
17. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle le rapport pondéral entre le matériau formant matrice et l'alliage à bas point de fusion est compris entre 1 :1 1:20.
18. Composition d'interface thermique selon la revendication 1, dans laquelle le rapport pondéral entre le matériau formant matrice et l'alliage à bas point de fusion est compris entre 1 :1 1:10.
19. Procédé de formation d'une interface thermique comprenant : . la combinaison d'un matériau formant matrice avec un alliage à bas point de fusion pour former un matériau d'interface thermique (A) d'alliage à bas point de fusion dispersé au sein du matériau formant matrice ;
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. le positionnement du matériau d'interface thermique (A) entre une source de chaleur (12) et un puits de chaleur (14), l'alliage à bas point de fusion étant un alliage qui fond approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur (12), le matériau formant matrice étant un matériau qui ramollit et reste mou approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur (12) ; et . la mise en oeuvre de la source de chaleur (12), grâce à quoi l'alliage à bas point de fusion fond et se combine avec le matériau formant matrice pour former l'interface thermique.
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'étape de combinaison inclut : . le mélange de l'alliage à bas point de fusion avec le matériau formant matrice à une température suffisante pour que l'alliage à bas point de fusion fonde et soit dispersé dans tout le matériau formant matrice ; et . le refroidissement du mélange de l'alliage à bas point de fusion et du matériau formant matrice de telle sorte que l'alliage à bas point de fusion soit dispersé dans tout le matériau formant matrice sous la forme de particules individuellement distinctes.
21. Procédé de formation d'un matériau d'interface thermique (A) pour le transfert de chaleur depuis un dispositif microprocesseur vers un puits de chaleur (14), comprenant : . le mélange d'un alliage à bas point de fusion avec un matériau formant matrice pour disperser l'alliage à bas point de fusion dans tout le matériau formant matrice, l'alliage à bas point de fusion étant un alliage qui fond à une température comprise entre environ 30 C et environ la température de fonctionnement du dispositif microprocesseur, le matériau formant matrice comprenant un élastomère thermoplastique et un plastifiant qui ramollit approximativement à la température de fonctionnement du dispositif microprocesseur pour former une dispersion
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généralement homogène avec l'alliage à bas point de fusion fondu.
22. Procédé selon la revendication 21, comprenant en outre : . l'étape de mélange incluant le mélange de l'alliage à bas point de fusion avec le matériau formant matrice à une température suffisante pour que l'alliage à bas point de fusion fonde et soit dispersé dans tout le matériau formant matrice ; et . après l'étape de mélange, le refroidissement du mélange de l'alliage à bas point de fusion et du matériau formant matrice tout en continuant de mélanger le mélange de façon que l'alliage à bas point de fusion soit dispersé dans le matériau formant matrice sous la forme de particules.
23. Procédé selon la revendication 21, comprenant en outre : . l'enrobage d'un matériau de charge avec l'alliage à bas point de fusion ; et . l'étape de mélange incluant le mélange du matériau de charge, enrobé par l'alliage à bas point de fusion, avec le matériau formant matrice.
24. Matériau d'interface thermique (A) qui subit un changement visco-élastique aux températures de fonctionnement d'un microprocesseur pour transférer la chaleur générée par une source de chaleur (12) à un puits de chaleur (14), la composition comprenant : (A) une composition visco-élastique qui ramollit et reste molle approximativement à la température de fonctionnement de la source de chaleur (12), la composition visco-élastique comprenant : (1) un élastomère thermoplastique, (2) une huile d'hydrocarbure compatible, et (3) une résine poissante ; (B) un matériau conducteur de la chaleur dispersé au sein de la composition visco-élastique.
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25. Composition selon la revendication 24, dans laquelle le matériau conducteur de la chaleur comprend un alliage à bas point de fusion (LMA)incorporé sous la forme d'une dispersion au sein de la composition.
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