使用热吸收且/或热绝缘组合物组装的电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明提供使用热吸收且/或热绝缘组合物（aheatabsorbingand/or thermallyinsulatingcomposition)组装的电子设备。
【背景技术】
[0002] 随着微电子电路的尺寸持续缩小并且电路在功能性方面的能力持续增加，在使用 时由电路产生的热量对于制造商和最终用户来说已经成为越来越大的问题。换句话说，所 产生的热量的水平与半导体封装的性能有关，其中性能更高的设备产生的热量的水平更 高。例如，组装在位于消费电子设备内的电路板上的半导体封装全都产生通常作为工作副 产物的热量，所述消费电子设备例如为中央和图形处理单元、芯片组、电池以及电压调节器 中存在的那些消费电子设备。半导体封装产生热量，需要对所述热量进行管理以便延长封 装的寿命、最小化设计限制以及提高封装的性能，并且因此提高消费电子设备的寿命和性 能。
[0003] 热管理材料用于耗散由电路产生的热量是众所周知的，并且放置在电子设备内的 关键位置处的风扇也从电路或热模块带走热量。使用通常设置在半导体封装和热沉或热模 块之间的热界面材料（"TIM"）将多余的热量从所述半导体封装传递至所述热沉或热模块。 [0004] 然而，因为将热空气从半导体封装的直接环境向设备的外壳的内部引导，所以这 些用于管理所产生的热量的策略已经出现了新的问题。
[0005] 更具体而言，在常规的膝上型或笔记本电脑（图2中示出的）中，存在外壳，在该 外壳下面的是键盘下方的部件（图3中示出的）。部件包括热沉（heatsink)、热管（设置 在CPU芯片上方）、风扇、用于PCMIA卡的槽、硬盘驱动器、电池、以及用于DVD驱动器的仓 (bay)。硬盘驱动器设置于左掌托下方并且电池设置于右掌托下方。通常，硬盘驱动器在高 温下工作，这会导致尽管使用冷却部件散热，仍然会造成不舒服的掌托触感温度。这可能会 由于当使用设备时设备外部的某些部分处所达到的较高的温度（hottemperature)而导致 最终用户消费者不适。
[0006] 例如，用来减弱最终用户在掌托位置处注意到的较高使用温度的一个解决方案 是使用设置在关键位置处的天然石墨散热器（heatspreader)。据报道，这些散热器可以 均匀分布热量，同时通过材料的厚度提供热绝缘。一种这样的石墨材料为可作为eGmf? SpreaderShield?购自GrafTechInc.，Cleveland，Ohio。（参见M.Smalc等人，"Thermal PerformanceOfNaturalGraphiteHeatSpreaders'，，Proc.IPACK2005，Interpack 2005-73073 (2005年7月）；还可参见美国专利号6,482,520。）
[0007] 替代的解决方案是期望的并且将是有利的，因为市场中存在对管理由电子设备中 使用的这种半导体封装产生的热量以便最终用户消费者并不会由于使用电子设备时所产 生的热量而感到不适的方法的增长的需要。与这种需要相对的是这样的认识：半导体芯片 的设计者会持续减小半导体芯片和半导体封装的尺寸和几何结构，但会增加它们的容量， 以使得电子设备对消费者产生吸引力，但是这样做会引起半导体芯片和半导体封装继续在 升高的温度条件下工作。因此，使用替代的技术来满足此日益增长的、未满足的需要以鼓励 工作中触摸上去不热的更大功率的消费电子设备的设计和开发是有利的。
[0008] 迄今，这种需要尚未得到满足。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种热吸收且/或热绝缘组合物。该热吸收且/或热绝缘组合物可被 分配在衬底上或分配于两个衬底之间。所述一个或多个衬底可用作支撑体或可用作散热 器，在这种情况下所述支撑体可以由传导材料（conductivematerial)来构造，所述传导材 料是金属或金属涂层聚合物衬底，或者石墨。
[0010] 所述热吸收且/或热绝缘组合物可以用于消费电子制品中，所述消费电子制品包 括：
[0011] 外壳，所述外壳包括至少一个具有内表面和外表面的衬底；
[0012] 组合物，所述组合物包含分散于基体中的热吸收且/或热绝缘成分，而且所述组 合物被布置在衬底上；如上所述，所述衬底可用作支撑体或提供热传导性以帮助散布所产 生的热量；其层被布置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上；以及
[0013] 至少一个半导体封装，所述至少一个半导体封装包括组件，所述组件包括以下两 组中的至少一组：
[0014] I.
[0015] 半导体芯片；
[0016] 散热器；和
[0017] 位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料（也称为HM1应用），或者
[0018] II.
[0019] 散热器；
[0020] 热沉；以及
[0021] 位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料（也称为HM2应用）。
[0022] 而且，本文也提供制造这种消费电子设备的方法。
【附图说明】
[0023] 图1描绘了电路板的剖视图，在该电路板上设置有多个半导体封装和电路，以及 在封装本身的组装中和板上封装的组装中通常使用的电子材料。附图标记1-18是指在半 导体和印刷电路板的封装和组装中使用的一些电子材料。
[0024] 图2描绘了处于打开位置的膝上型个人电脑。
[0025] 图3描绘了在膝上型个人电脑的键盘和其掌托下方的所包含元件的顶视图。
[0026] 图4描绘了电子设备的总体示意图。
[0027] 图5描绘了笔记本个人电脑中16个用于皮肤温度（skintemperature)测量的位 置的平面图。
[0028] 图6描绘了笔记本个人电脑中所标注材料在16个位置的皮肤温度测量的柱形图。
[0029] 图7描绘了笔记本个人电脑中所标注材料在16个位置的皮肤温度测量的柱形图。
【具体实施方式】
[0030] 如上所述，本发明提供一种热吸收且/或热绝缘组合物。该组合物可被分配在衬 底上或分配于两个衬底之间。所述一个或多个衬底可用作支撑体或可用作散热器，在这种 情况下所述支撑体可以由传导材料来构造，所述传导材料是金属或金属涂层聚合物衬底， 或者石墨。
[0031] 所述组合物可以用于消费电子制品的组装中。这种制品（或"设备"）可以选自笔 记本个人电脑、平板个人电脑或者手持设备，例如音乐播放器、视频播放器、静止图像播放 器、游戏机、其它媒体播放器、音乐录音机、录像机、相机、其他媒体录音机、收音机、医疗器 械、家用电器、交通工具仪器、乐器、计算器、移动电话、其他无线通讯设备、个人数字助理、 遥控器、传呼机、显示器、电视机、立体声设备、机上盒、机顶盒、轻便型收录机、调制解调器、 路由器、键盘、鼠标、扬声器、打印机以及它们的组合。
[0032] 该设备包括：
[0033] 外壳，所述外壳包括至少一个具有内表面和外表面的衬底；
[0034] 组合物，所述组合物包含分散于基体中的热吸收且/或热绝缘成分，而且所述组 合物被布置在衬底上；如上所述，所述衬底可用作支撑体或提供热传导性以帮助散布所产 生的热量；其层被布置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上；以及
[0035] 至少一个半导体封装，所述至少一个半导体封装包括组件，所述组件包括以下两 组中的至少一组：
[0036] I.
[0037] 半导体芯片；
[0038] 散热器；和
[0039] 位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料，或者
[0040] II.
[0041] 散热器；
[0042] 热沉；以及
[0043] 位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料。
[0044] 提供阻碍热传递的组合物。这些组合物包括：
[0045] a)基体，例如其量为10体积％到80体积％