专利名称：油脂对带保护涂层的散热片的预先施加的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子元件组装，更确切地说涉及诸如导热油脂之类的物质在两个元件之间的施加。
背景技术：
散热片与它所连接的元件之间的界面产生一个隔热边界层。这降低向该散热片的热传导性，并且最终降低该散热片散发由该元件所产生的热量的能力。过去，已经发现涂布一个导热油脂膜可以减小或基本上消除此问题。导热油脂在先有技术中是公知的并且可以是硅酮与氧化锌的一种混合物，该混合物可以从密歇根州米兰德市的Dow Corning和其他货源购得。另一种导热油脂混合物ThermalcoteTM可以从德克萨斯州达拉斯市的Thermalloy公司购得；由同一公司销售的称为ThermalcoteIITM的另一种产品不含硅酮。诸Thermalcote产品可以以这样的形式获得，即它可用刷子涂布，可从管中挤出，可用刮板或其他方法涂布。遗憾的是，在生产环境中向个别元件施加导热油脂是费力而不准确的。然而，虽然进行了很多努力去创造代替它的另一种界面材料，但是导热油脂仍然是保证良好的导热性的最有效的产品。
导热油脂可以直接施加于一个绝缘带上。该带涂层的带在一包装中供货，该包装必须剥掉，然后该绝缘带必须粘贴于一个元件。此一产品由得克萨斯州达拉斯市的Themalloy公司以Insul-Cote的名称销售。与此类似，已经公知把一薄层导热油脂涂布于一个0.1mm(0.004″)厚的铝质载体的两侧。然后把该带涂层的载体夹在一个散热片与一个微处理器之间。此一产品由得克萨斯州达拉斯市的Thermalloy公司以Conducta-cote(商品名)的名称销售。然而，采用这种带涂层的绝缘体或铝质载体并未消除上述问题，因为处置油脂涂层的绝缘体或载体几乎像从管中或用刷子涂布油脂一样困难。诸绝缘体和载体可以以带的形式获得并用机器粘贴，这使这些问题有一定缓和。然而，这增加一个生产步骤，而如果诸预涂层的绝缘体或载体的供应商未提供的话还增加粘贴机器的投资成本。带预涂层的绝缘体或载体的优点在于，它们施加规定数量的油脂，而规定的油脂数量可以通过在与散热片一对一的基础上订购带涂层的绝缘体或载体而购得。然而，上述用导热油脂预涂覆的带预涂层的绝缘体或铝质载体的缺点在于它们很难制造。
如上所述，在技术上其他一些人已经试图创造用作导热油脂的代用品的材料垫。这种产品中有些是绝缘的，而某些较新的品种则不是。虽然这种垫与采用导热强化产品相比减少浪费的和不准确的涂布，但是它们往往更贵而且不能提供油脂的导热性能。因而，希望提供一种产品，其中油脂的导热性质可有利地利用以便在散热片与发热元件之间创造一种较好的导热连接。此外，还希望减少或消除导热油脂的浪费、散落和过量涂布。因而本发明的一个目的在于，提供这样的产品和方法，其中以一种精密的受控制的方式涂布导热油脂。本发明的另一个目的在于提供这样的产品和方法，它们很容易适应生产环境而且不需要现有生产顺序的明显改动或生产工具的变化。
发明概要现在已经发现，本发明的这些或其他目的是通过向诸如散热片之类元件预先施加诸如导热油脂之类的涂料及物质来实现的。有关区域用一个保护片，例如一层薄膜或纸来覆盖。组装者取掉该保护片，最好是利用一个为此目的而设置的拆封拉头。在取掉了该保护膜之后，该散热片被组装于一个微处理器或其他半导体器件，或者任何热源。要不然，该保护膜或纸可以被预先涂覆并施加于该元件。
因而本发明公开了散热片(散热器)或保护膜，它们被预涂覆一层诸如导热油脂之类的材料，这提供胜过先有技术的若干优点。其一，通过用一层在把该散热片组装进一个电路板或其他组件之前被取掉的保护膜覆盖该涂层区域，导热油脂的污染和迁移显著减小。通过提供带预涂层的散热片，因为提高了导热油脂的涂布精度，从而消除了浪费并净化，所以生产率被提高。于是本发明还针对用导热油脂预涂覆散热片的改进的方法，其中散热片的面积可以被完全涂覆或有选择地部分涂覆；要不然，该保护膜可以被预先涂覆。该涂覆最好是由丝网印刷术或凹版移印术来完成。该保护膜最好是设有一个拆封拉头以便有助于取掉该保护膜。最后，本发明还公开安装一种使用散热片的散热器的改进的方法，诸散热片带有一个区域，在那里预涂布了导热油脂并由一个保护膜覆盖。
附图的简要说明
图1是本发明的一个最佳实施例的透视图；以及图2是本发明的另一实施例的透视图。
最佳实施例的详细描述现在参照图1，在一个最佳实施例中，一个散热片10包括一组从散热侧12延伸的翅片11和一个与该散热侧12对置的面向元件侧14。该面向元件侧14被一个材料层100所覆盖，而一层保护膜110盖在该材料层100上面。为了展示起见，图1画成该保护膜110的一角向上翻起，以便露出该材料层100。然而，应该指出，该散热片10通常是在一片保护材料盖在该材料层100上面的情况下出厂的。
该材料层100最好是包括一种导热油脂，如上所述该导热油脂的使用在先有技术中是公知的。然而，应该指出，导热油脂不是可以利用本文中所公开的构思的唯一材料类型。可以使用许多其他的性质增强涂料，例如导电的粉末、凝胶、分散体等，以及吸收冲击的柔顺涂料。在图1中，除了该保护膜(110)为展示起见被再次画成被抬起之处外，该材料层100被用虚线画出。
在大多数实施例中，该材料层100如图1中所示被涂布在基本整个面向元件侧14上。然而，如图2中所见，该材料层100也可以涂布在该面向元件侧14的一些选定的部分上。在某些最佳实施例中，保护膜110在该面向元件侧14的一个或多个边缘处粘接于该材料层。在图2所展示的该实施例中，用该材料100涂覆的区域用虚线画出。在图1或图2的任何一个实施例中，最好是该保护膜110盖在整个面向元件侧14上面，不过应该指出，本发明设想出一些实施例，这些实施例中该保护膜110是不连续的，由若干段、窄缝、穿孔组成，或者以其他方式不覆盖整个面向元件侧14。在某些最佳实施例中，该保护膜110的至少一部分延伸得超出该散热片10的一个边缘。最好是，该保护膜110延伸得超出该散热片10的一个边缘并形成一个拆封拉片112。
本发明设想出，该保护膜110可以由任何合适的材料制成。本专业的技术人员将易于意识到，合适的材料包括那些易于从该元件剥离的、抵抗由于暴露于导热油脂而引起的劣化的，以及那些抵抗对导热油脂的吸收的，以便保持外包装没有污染并保持已经涂布的油脂的精确数量。在诸最佳实施例中，该保护膜110包括一种透明材料，但是也可以由铜版纸(涂料纸)产品制成。
在本发明的另一方面，公开了向散热片上涂布导热油脂的改进的方法。在一个最佳实施例中，本发明的方法包括识别接受导热油脂的区域和把导热油脂涂布于该区域的步骤。然后，用一层保护膜覆盖该导热油脂。本发明的另一个实施例涉及把导热油脂涂布于该保护膜的一些预选的区域，然后把该带涂层的导热膜粘贴于该散热片或其他元件，使得该膜的油脂涂层侧与该元件接触。
本专业的技术人员将会明白，有多种方法用来根据本发明把导热油脂施加于散热片的表面。代表本发明的一个最佳实施例的一种方法是把该油脂丝网印刷在该散热片的该表面上。在另一个最佳实施例中，也可以用凹版移印代替丝网印刷。在此一实施例中，一个像胶垫或其他合适的载体被用油脂涂覆并被贴合于该元件或该保护膜。当该垫被移走时，一个导热油脂的“印刷”区域将沉积在适当的区域内。涂层厚度的确定可以很容易用试凑法决定，将不需要过多数量的实验。
无论该导热油脂用丝网印刷还是用其他方法来施布，本发明设想到其中不连续的区域被有选择地涂覆的方法，以及其中元件的整个表面被涂覆的方法。在该油脂已被涂布之后，进行覆盖该导热油脂的步骤，而且这最好是包括把一个塑料膜、铜版纸或其他膜施加在该导热油脂上。
此外，如以上说明的，虽然最好是用导热油脂涂覆该元件，但是料想这样的应用，其中将先给保护膜涂覆，然后将该带涂层的膜粘贴于该元件。
本发明的另一方面在于公开用来安装散热片的改进的方法。根据本发明的此一方面，从该散热片上取掉一个保护背衬，并安装该散热片。最好是，取掉一个保护背衬的步骤包括抓住一个拆封拉片的步骤，该拆封拉片如上所述随本发明的最佳实施例提供。
应该理解，虽然本发明的诸最佳实施例的以上描述集中于诸如导热油脂之类材料对散热片的涂布，以及然后在该导热油脂上粘贴一层保护膜，但是本发明同样地适用于并针对这样一些实施例，其中先用诸如导热油脂之类涂料给保护膜110连续地或不连续地涂覆，然后把该保护膜110或它的一部分粘贴于诸如散热片之类元件的背后。
虽然已经公开并具体地描述了本发明的一些实施例，但是这些实施例是为展示本发明而提供的，并不意味着是限制性的。在回顾以上说明书时，本专业的技术人员将会立即明白，本发明的许多变动、修改和改装是可能的。虽然在形式上和功能上不同，但是这些替代的实施例将利用本发明的精神并为本发明所包含。因此，为了确定本发明的全范围应参照所附的权利要求书。
权利要求书按照条约第19条的修改1.一种散热片，该散热片包括一个散热构件；从所述构件的一个散热侧延伸的多个翅片，所述构件有一个与该散热侧对置的面向元件侧，所述构件的该面向元件侧包括一个区域，在该区域上沉积一个包括有硅铜的导热油脂层；以及一层保护膜覆盖所述导热油脂层。
2.按照权利要求1的散热片，其中在其上沉积该材料层的区域是整个面向元件侧。
3.按照权利要求1的散热片，其中在其上沉积该材料层的区域是该面向元件侧的一个或多个所选的部分。
4.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜盖在整个面向元件侧上面。
5.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜的至少一部分延伸得超出该面向元件侧的一个边缘。
6.按照权利要求6的散热片，其中该保护膜延伸得超出该面向元件侧的一个边缘的该部分形成一个拆封拉片。
7.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜包括一种透明材料。
8.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜包括一种铜版纸产品。
9.按照权利要求8的散热片，其中该保护纸在该面向元件侧的一个边缘处粘接于该材料层。
10.一种把导热油脂施加于散热片的方法，该方法包括步骤识别一个接受导热油脂的区域；把导热油脂施加于该区域；以及用一个保护膜覆盖该导热油脂。
11.按照权利要求10的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括丝网印刷步骤。
12.按照权利要求10的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括凹板移印步骤。
13.按照权利要求10的方法，其中把导热油脂施加于该区域的该步骤包括对元件的一些不连续区域有选择地涂覆。
14.按照权利要求10的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括对元件的整个表面涂覆。
15.按照权利要求10的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括把导热油脂施加于一个保护背衬的步骤。
16.一种安装散热片的方法，该方法包括步骤从该散热片上取掉一层保护膜，以便露出一个用一种材料涂覆的表面；以及安装该散热片。
17.按照权利要求16的方法，其中取掉该保护膜的步骤包括抓住一个拆封拉片的步骤。
18.按照权利要求1的散热片，其中该材料层是不连续的。
19.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜包括一个拆封拉片。
权利要求
1.权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的该步骤包括丝网印刷步骤。散热片包括一组从散热侧延伸的翅片和一个与该散热侧对置的面向元件侧，其中该面向元件侧包括一个区域，在该区域上沉积一个材料层，而一层保护膜盖在该材料层上面。
2.按照权利要求1的散热片，其中该材料层包括导热油脂。
3.按照权利要求1的散热片，其中在其上沉积该材料层的区域是整个面向元件侧。
4.按照权利要求1的散热片，其中在其上沉积该材料层的区域是该面向元件侧的一个或多个所选的部分。
5.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜盖在整个面向元件侧上面。
6.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜的至少一部分延伸得超出该面向元件侧的一个边缘。
7.按照权利要求6的散热片，其中该保护膜延伸得超出该面向元件侧的一个边缘的该部分形成一个拆封拉片。
8.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜包括一种透明材料。
9.按照权利要求1的散热片，其中该保护膜包括一种铜版纸产品。
10.按照权利要求9的散热片，其中该保护纸在该面向元件侧的一个边缘处粘接于该材料层。
11.一种把导热油脂施加于散热片的方法，该方法包括步骤识别一个接受导热油脂的区域；把导热油脂施加于该区域；以及用一个保护膜覆盖该导热油脂。
12.按照权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括丝网印刷步骤。
13.按照权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括凹板移印步骤。
14.按照权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的该步骤包括对元件的一些不连续区域有选择地涂覆。
15.按照权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括对元件的整个表面涂覆。
16.按照权利要求11的方法，其中把导热油脂施加于该区域的步骤包括把导热油脂施加于一个保护背衬的步骤。
17.一种安装散热片的方法，该方法包括步骤从该散热片上取掉保护膜；以及安装该散热片。
18.按照权利要求17的方法，其中取掉该保护膜的步骤包括抓住一个拆封拉片的步骤。
19.一种散热片，包括多个从散热侧延伸的翅片和一个与该散热侧对置的面向元件侧，其中该散热侧被一个村料层所覆盖，而一层保护膜盖在该材料层上面。
20.按照权利要求19的散热片，其中该材料层包括导热油脂。
21.按照权利要求19的散热片，其中该材料层是不连续的。
22.按照权利要求19的散热片，其中该保护膜包括一个拆封拉片。
全文摘要
本发明公开了一种散热片(10),该散热片用一种导热油脂(100)预涂覆并带有一层覆盖该导热油脂(100)的保护膜(110)。该保护膜(110)带有一个拉片(112)以便可以从该散热片(10)上取掉该保护膜(110)。这使得该散热片(10)可以安装在一个电路板或器件上。
文档编号H01L23/36GK1194030SQ96196448
公开日1998年9月23日 申请日期1996年12月30日 优先权日1996年6月21日
发明者霍华德·G·欣肖, 马修·C·史密瑟斯 申请人:热合金公司