用于光收发器模块的热界面结构
阅读说明：本技术 用于光收发器模块的热界面结构 (Thermal interface structure for optical transceiver module ) 是由 张锴 沈玲 张立强 刘亚群 崔丽梅 于 2018-12-17 设计创作，主要内容包括：本公开提供了一种用于电子设备诸如电信或数据联网硬件的热界面结构,该热界面结构利用插入在该电子设备的保持架插孔内的光收发器模块。为了提供有效的热传递,该热界面结构设置在该光收发器模块和与该保持架插孔相关联的散热片之间并且与它们邻接。该热界面结构包括包含相变材料的热界面层和连接到该热界面层的聚合物层。(The present disclosure provides a thermal interface structure for an electronic device, such as telecommunications or data networking hardware, that utilizes optical transceiver modules inserted within cage receptacles of the electronic device. To provide efficient heat transfer, the thermal interface structure is disposed between and abuts the optical transceiver module and a heat sink associated with the cage receptacle. The thermal interface structure includes a thermal interface layer comprising a phase change material and a polymer layer coupled to the thermal interface layer.)
背景技术
1.技术领域
本公开涉及可用于耗散来自光收发器模块的热量的热界面结构。
2.相关技术描述
光收发器模块通常封装为小外形(SFF)封装或小外形可插拔(SFFP)封装，诸如XFP模块或其他工业标准格式。通常，将光收发器模块***在电子单元诸如电信/数据网络硬件的设备的保持架插孔内，其中该模块的电触点接合与电子单元的保持架插孔和电路板相关联的对应的电触点以实现数据传输。
在使用中，具有40G、100G、200G或甚至更高的数据传输速率的光收发器模块可生成大量热量，必须从模块中耗散掉这些热量以确保期望的操作性能。通常，接纳光收发器模块的保持架插孔包括金属散热片，该金属散热片接触光收发器模块的壁以用于热耗散。然而，有问题的是，金属与金属接触或金属与金属配合的质量通常不精确，从而损害了收发器模块和散热片之间的热传递接触的完整性。
在另一种方法中，可将例如凝胶形式的热界面材料(TIM)施加到收发器模块的外壁，其中当收发器模块被接纳在保持架插孔内时，凝胶与散热片接触邻接。然而，已知的热界面凝胶往往最终变干并且***，从而损害了热传递连接。此外，反复将收发器模块移出和***保持架插孔中可能会导致热界面凝胶变形、损坏或移除，从而进一步损害热传递。
其他呈油脂形式的热界面材料通常无法施加到足够的厚度以减轻保持架插孔与***的收发器模块之间的界面间隙变化。其他呈间隙垫形式的热界面材料可能会产生残留物，这些残留物通常是在反复将收发器模块移出和***保持架插孔期间，间隙垫中的填料从间隙垫的表面腐蚀掉而产生的，并且残留物可能会对设备的电触点产生负面影响。另外，油脂和间隙垫通常均基于硅树脂基质，并且来自基质的硅油可能会从基质中蒸发出来并且也会对设备的电触点产生负面影响。
所需要的是一种用于光收发器模块的热界面结构，这是对前述内容的改进。
发明内容
本公开提供了一种用于电子设备诸如电信或数据联网硬件的热界面结构，该热界面结构利用***在该电子设备的保持架插孔内的光收发器模块。为了提供有效的热传递，该热界面结构设置在该光收发器模块和与该保持架插孔相关联的散热片之间并且与它们邻接。该热界面结构包括包含相变材料的热界面层和连接到该热界面层的聚合物层。
在其一种形式中，本公开提供一种光收发器模块，该光收发器模块包括具有外壁的壳体；以及热界面结构，该热界面结构连接到该外壁，该热界面结构包括热界面材料，该热界面材料包括相变材料，该热界面材料具有第一侧和第二侧，该第一侧连接到该壳体的该外壁；以及聚合物层，该聚合物层连接到该热界面材料的第二侧。
该壳体可包括一对相对的壁，每个壁具有与其连接的相应的热界面结构。
该热界面结构可另外包括粘合剂层，该粘合剂层连接该热界面材料和该聚合物层。
该热界面材料可另外包括聚合物基质和至少一种填料。该聚合物层可由选自由以下项组成的组的至少一种聚合物形成：聚酯、聚酰亚胺、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚环戊二烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚(乙烯-共-四氟乙烯)、聚(六氟丙烯-共-四氟乙烯)、聚氯三氟乙烯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚醚醚酮以及它们的组合。该聚合物层可具有至少0.2W/mK的热导率。该相变材料可具有20℃至100℃的熔点。
在其另一种形式中，本公开提供了一种电子部件，该电子部件包括：保持架插孔，该保持架插孔包括散热片；光收发器模块，该光收发器模块包括具有外壁的壳体；以及热界面结构，该热界面结构设置在该外壁与该散热片之间并且与该外壁和该散热片邻接，该热界面结构包括包含相变材料的热界面材料；以及聚合物层，该聚合物层连接到该热界面材料。
该热界面材料可包括第一侧和第二侧，该第一侧连接到该壳体的该外壁并且该第二侧连接到该聚合物层，并且该聚合物层与该保持架接收器的该散热片邻接。
该热界面材料可包括第一侧和第二侧，该第一侧连接到该保持架插孔的该散热片，并且该第二侧连接到该聚合物层，该聚合物层与该壳体的该外壁邻接。
该热界面结构可另外包括粘合剂层，该粘合剂层连接该聚合物层和该保持架接收器的该散热片。
该热界面结构可另外包括粘合剂层，该粘合剂层连接该聚合物层和该光收发器模块的该外壁。
该热界面材料可另外包括粘合剂层，该粘合剂层连接该热界面材料和该聚合物层。
该热界面材料可另外包括聚合物基质和至少一种填料。该聚合物层可由选自由以下项组成的组的至少一种聚合物形成：聚酯、聚酰亚胺、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚环戊二烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚(乙烯-共-四氟乙烯)、聚(六氟丙烯-共-四氟乙烯)、聚氯三氟乙烯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚醚醚酮以及它们的组合。该聚合物层可具有至少0.2W/mK的热导率。该相变材料可具有20℃至100℃的熔点。
在其又一种形式中，本公开提供了一种电子部件，该电子部件包括：保持架插孔，该保持架插孔包括散热片；光收发器模块，该光收发器模块包括具有外壁的壳体；以及热界面结构，该热界面结构设置在该外壁与该散热片之间并且与该外壁和该散热片邻接，该热界面结构包括包含相变材料的热界面材料；粘合剂，该粘合剂围绕该热界面材料的周边；以及聚合物层，该聚合物层连接到该热界面材料和该粘合剂；其中该热界面材料和该粘合剂各自包括第一侧和第二侧，每个第一侧连接到该聚合物层并且每个第二侧连接到该保持架插孔的该散热片；并且其中该聚合物层包括第一侧和第二侧，该第一侧连接到该热界面材料和该粘合剂，并且该第二侧与该光收发器模块壳体的该外壁邻接。
该热界面材料可另外包括聚合物基质和至少一种填料。该相变材料可具有20℃至100℃的熔点。该聚合物层可具有至少0.2W/mK的热导率。
附图说明
通过参考结合附图对本公开的实施方案的以下描述，本公开的上述和其他特征和目的以及实现它们的方式将变得更加明显并且将更好地理解本公开本身，其中：
图1是示出了电子设备的光收发器模块和相关联的保持架插孔的透视图；
图2是穿过保持架插孔的截面图，示出了接纳在保持架插孔内的光收发器模块；
图3A是第一示例性热界面结构的截面图；
图3B是第二示例性热界面结构的截面图；
图3C是第三示例性热界面结构的截面图；
图3D是第四示例性热界面结构的截面图；
图3E是第五示例性热界面结构的截面图；
图4是第一光收发器模块和保持架插孔构型的截面图；
图5是第二光收发器模块和保持架插孔构型的截面图；
图6是第三光收发器模块和保持架插孔构型的截面图，包括图3C的热界面结构；
图7是第四光收发器模块和保持架插孔构型的截面图，包括图3C的热界面结构；
图8是示出用于制备热界面结构的示例性方法的第一步骤的截面图；
图9是示出用于制备热界面结构的示例性方法的第二步骤的截面图；
图10是示出用于制备热界面结构的示例性方法的第三步骤的截面图；以及
图11是示出用于制备热界面结构的示例性方法的第四步骤的截面图。
在几个视图中，对应的标引字符表示对应的部分。尽管本文提出的范例示出了本公开的实施方案，但下文所公开的实施方案并非旨在穷举或被理解为将本公开的范围限制为所公开的精确形式。
具体实施方式
本公开提供了一种用于电子设备诸如电信或数据联网硬件的热界面结构，该热界面结构利用***在该电子设备的保持架插孔内的光收发器模块。为了提供有效的热传递，该热界面结构设置在该光收发器模块和与该保持架插孔相关联的散热片之间并且与它们邻接。该热界面结构包括包含相变材料的热界面层和连接到该热界面层的聚合物层。
I.背景技术。
参见图1，示出了电子部件10，该电子部件可为例如电信和/或数据联网硬件的设备。光收发器模块12如下所述可移除地连接到部件10，并且包括具有顶壁14、一对侧壁16和底壁18的壳体，以及光纤接口20和一个或多个电连接器22。光纤电缆24可包括以可剥离的方式接纳在光收发器模块12的接口20内的终端26。
在使用中，可通过穿过部件10的前挡板32***收发器模块12来将光收发器模块12***在部件10的保持架插孔30内。另外参见图2，在完全***收发器模块12时，收发器模块12的电连接器22接合部件10的电连接器34，该部件的电连接器与电路板和/或部件10的其他硬件相关联以允许数据传输。一个或多个散热片40可在部件10内被设置成与保持架插孔30的开放的上部分对准。另选地，一个或多个散热片40可被设置成与保持架插孔30的侧部分或下部分对准。
通常，光收发器模块12在介于约45℃和约65℃之间的操作温度下操作，并且因此需要将热量传送远离光收发器模块12。
如下面进一步详细讨论的，当收发器模块12被接纳在保持架插孔30内时，热界面结构46可被设置成在收发器模块12的壳体和与保持架插孔30相关联的相邻的散热片40之间邻接接触，以便于将热量从收发器模块12耗散到散热片40。如下面进一步详细讨论的，热界面结构46一般包括热界面材料(TIM)48、聚合物层50和粘合剂52。
II.热界面材料。
热界面材料(TIM)48可被设置为固体热界面层，并且一般包括包含一种或多种组分的配方，该一种或多种组分诸如基质、至少一种填料、至少一种相变材料、至少一种偶联剂和任选的添加剂。
热界面材料48可具有低至0.01mm、0.05mm或0.1mm，或高达1mm、2.0mm或10.0mm，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内的厚度，诸如0.01mm至10.0mm、0.05mm至2.0mm或0.1mm至1mm。一般来讲，较高的厚度可能潜在地影响总热阻抗，而较小的厚度可能不足以减轻收发器模块12或保持架插孔30的不同表面粗糙度的变化。
热界面材料48可具有低至0.2W/mK、0.5W/mK、1W/mK或2W/mK，或高至4W/mK、6W/mK、10W/mK或500W/mK，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内的热导率，诸如0.2W/mK至500W/mK、1W/mK至6W/mK或2W/mK至10W/mK。热导率可根据ASTMD5470确定。
A.基质。
热界面材料48的基质可以是聚合物材料，其提供用于结合有导热填料的基质或支架，并且当在热和压力下被压制时提供流动性。
在一个示例性实施方案中，聚合物基质材料包括烃橡胶化合物或橡胶化合物的共混物。示例性材料包括饱和橡胶化合物和不饱和橡胶化合物。在一些实施方案中，饱和橡胶可能比不饱和橡胶化合物对热氧化降解较不敏感。示例性饱和橡胶化合物包括乙烯-丙烯橡胶(EPR、EPDM)、聚乙烯/丁烯、聚乙烯-丁烯-苯乙烯、聚乙烯-丙烯-苯乙烯、氢化聚二烯烃“单醇”类(诸如氢化聚丁二烯单醇、氢化聚丙二烯单醇、氢化聚戊二烯单醇)、氢化聚二烯烃“二醇”类(诸如氢化聚丁二烯二醇、氢化聚丙二烯二醇、氢化聚戊二烯二醇)和氢化聚异戊二烯、聚烯烃弹性体或任何其他合适的饱和橡胶或它们的共混物。在一个实施方案中，聚合物基质材料为氢化聚丁二烯单醇，其也可称为羟基封端的乙烯丁烯共聚物，即特种单醇。
在其他实施方案中，可使用不饱和橡胶。不饱和橡胶和橡胶化合物的示例为聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯-丁二烯和其他合适的不饱和橡胶、它们的共混物或者饱和橡胶化合物和不饱和橡胶化合物的共混物。如果橡胶是不饱和的，则在一些实施方案中，化合物可经历加氢工艺以破裂或去除双键中的至少一些。如本文所用，短语“加氢工艺”是指通过将氢直接加成到一些或全部双键中而使不饱和有机化合物与氢反应，从而产生饱和产物(加成加氢)，或者通过使双键完全破裂，由此使碎片进一步与氢反应(氢解)。
橡胶化合物可以是“可自交联的”，因为它们可与其他橡胶分子分子进行分子间交联或与其自身进行分子内交联，这取决于组合物的其他组分。与橡胶化合物的分子内和分子间交联可通过任选的交联剂来促进，如下面进一步讨论的。
在一些示例性实施方案中，热界面材料48可包含聚合物基质材料，诸如上面列出的任意聚合物基质材料中的一种或多种聚合物基质材料，其量基于热界面材料48的总重量计低至1重量％、3重量％、5重量％、10重量％，高至15重量％、25重量％、50重量％、75重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内。
在一个更优选的实施方案中，热界面材料48可包含聚合物基质材料，诸如上面列出的任意聚合物基质材料中的一种或多种聚合物基质材料，其量基于热界面材料48的总重量计低至1重量％、2重量％或3重量％，高至7重量％、8重量％或10重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如1重量％至10重量％、2重量％至8重量％或3重量％至7重量％。
B.填料。
导热填料可包括初级导热填料并且还可包括一种或多种次级导热填料。在一个示例性实施方案中，初级导热填料的粒度大于次级导热填料的粒度。
初级导热填料和次级导热填料可为相同材料的不同尺寸的颗粒，或不同材料的不同尺寸的颗粒。导热填料可以是金属，诸如铝、铜、银、锌、镍、锡、铟或铅。在更具体的实施方案中，初级导热填料为铝。
在一个示例性实施方案中，导热填料包括粒度低至1微米、2微米、3微米、5微米、8微米，高至10微米、12微米、15微米、20微米、25微米、50微米、100微米，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内的颗粒。
在一个更具体的实施方案中，初级导电填料和次级导电填料中的每一者具有约1微米至约25微米的粒度。在一个更具体的实施方案中，初级导热填料具有约3微米至约5微米的粒度。在一个更具体的实施方案中，次级导热填料具有约3微米至约15微米的粒度。在一个更具体的实施方案中，次级导热填料具有约8微米至约12微米的粒度。在一个更具体的实施方案中，初级导热填料具有约3微米的粒度。在一个更具体的实施方案中，次级导热填料具有约10微米的粒度。
热界面材料48可包含总填料含量，其量基于热界面材料48的总重量计低至10重量％、25重量％、50重量％、75重量％、80重量％、85重量％，高至90重量％、92重量％、95重量％、97重量％、98重量％、99重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内。
在更优选的实施方案中，热界面材料48可包含总填料含量，其量基于热界面材料48的总重量计低至80重量％、85重量％或90重量％，高至95重量％、97重量％或98重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如80重量％至98重量％、85重量％至97重量％或90重量％至95重量％。
C.相变材料。
在一些示例性实施方案中，热界面材料48包含一种或多种相变材料。相变材料是熔点或熔点范围等于或低于其中将使用热界面材料48的电子设备的一部分的操作温度的材料。示例性相变材料为蜡，诸如石蜡。石蜡是由通式CnH2n+2表示并且熔点在约20℃至100℃范围内的固体烃的混合物。聚合物蜡包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡，并且通常具有约40℃至160℃的熔点范围。其他示例性相变材料包括低熔点合金，诸如伍德金属、菲尔德金属或熔点介于约20℃和90℃之间的金属或合金。
在一些实施方案中，相变材料的量可用于调节热界面材料48的硬度。例如，在其中相变材料的负载低的一些实施方案中，组合物可以是软凝胶的形式，并且在其中相变材料的负载高的一些实施方案中，组合物可以是硬固体。
ASTM D1321针入度值小于70的示例性蜡包括购自国际集团有限公司(TheInternational Group，Inc.)的TAC蜡和购自杭州鲁尔科技公司(Hangzhou Ruhr Tech.)的RT44HC。蜡的硬度可通过针入度值来表征，诸如根据ASTM D1321在25℃下确定的针入度值，其公开内容据此全文以引用方式并入。
热界面材料48可包含一种或多种相变材料，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、1重量％、5重量％、10重量％，高至15重量％、25重量％、50重量％、75重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内。
在更优选的实施方案中，热界面材料48可包含一种或多种相变材料，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、0.2重量％或0.5重量％，高至1重量％、2重量％或3重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至3重量％、0.2重量％至2重量％或0.5重量％至1重量％。
D.偶联剂。
在一些示例性实施方案中，热界面材料48包含一种或多种偶联剂。在一些示例性实施方案中，包含偶联剂可改善热特性，诸如在相对高温下的特性。示例性偶联剂包括钛酸酯偶联剂，诸如在美国专利申请公布2011/0308782中公开的那些偶联剂，该专利申请的公开内容据此全文以引用方式并入。示例性偶联剂包括2，2(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合，三(二辛基)焦磷酸根合-O钛IV；2，2(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合，三(二异辛基)焦磷酸根合-0锆IV；2-丙醇根合，三(二辛基)-焦磷酸根合-O)钛IV与1摩尔亚磷酸二异辛酯的加合物；双(二辛基)焦磷酸根合-O，氧代乙二醇根合钛IV(加合)双(二辛基)(氢)亚磷酸酯-0；双(二辛基)焦磷酸根合-0，乙二醇根合钛IV(加合)双(二辛基)氢亚磷酸酯；以及2，2-双(2-丙烯醇根合甲基)丁醇根，环二[2，2-(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合]，焦磷酸根合-O，O锆IV。在一个示例性实施方案中，偶联剂为2，2(双2-丙烯醇根合甲基)丁醇根合，三(二辛基)焦磷酸根合-O钛IV。
在一些示例性实施方案中，热界面材料48可包含一种或多种偶联剂，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、0.3重量％、0.5重量％，高至1重量％、2重量％、3重量％、5重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如0.1重量％至5重量％、0.3重量％至3重量％或0.5重量％至1重量％。
E.添加剂。
在一些示例性实施方案中，热界面材料48包含一种或多种添加剂。示例性添加剂包括抗氧化剂、离子清除剂和交联剂。
示例性抗氧化剂包括酚型抗氧化剂、胺型抗氧化剂或任何其他合适类型的抗氧化剂或它们的组合。在一些示例性实施方案中，热界面材料48可包含一种或多种抗氧化剂，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、0.5重量％、1重量％，或高至1.5重量％、2重量％、5重量％、10重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如介于0.1重量％与10重量％之间、0.5重量％至5重量％或1重量％至1.5重量％。
示例性离子清除剂公开于PCT申请号PCT/CN2014/081724中，该申请的公开内容据此全文以引用方式并入。在一些示例性实施方案中，热界面材料48可包含一种或多种离子清除剂，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、0.5重量％、1重量％，高至1.5重量％、2重量％、5重量％、10重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如介于0.1重量％至10重量％、0.5重量％至5重量％或1重量％至2重量％之间。
示例***联剂公开于美国专利No.7，244，491中，该专利的公开内容据此全文以引用方式并入。示例***联剂包括烷基化三聚氰胺树脂。在一些示例性实施方案中，热界面材料48可包含一种或多种交联剂，其量基于热界面材料48的总重量计低至0.1重量％、0.5重量％、1重量％，高至1.5重量％、2重量％、5重量％、10重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如介于0.1重量％至10重量％、0.5重量％至5重量％或1重量％至2重量％之间。
III.聚合物层。
热界面结构46还可包括与热界面材料48相关联的聚合物层50。该聚合物层基于例如以下一项或多项而为导热聚合物或塑料的形式：聚酯、聚酰亚胺、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯乙烯、聚乳酸、聚氯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚环戊二烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚(乙烯-共-四氟乙烯)、聚(六氟丙烯-共-四氟乙烯)、聚氯三氟乙烯、聚苯乙烯、聚醚砜或聚醚醚酮或它们的组合。
聚合物层可为多层层合物的形式，该多层层合物包括选自上面列出的那些塑料的单一塑料的多个层或不同塑料的多个层。聚合物层还可包含一种或多种导电填料，诸如上面所述的那些导电填料，以增强膜的热导率。聚合物层还可包含一种或多种其他试剂，诸如润滑剂和/或颜料。
示例性塑料膜包括HM、HPD、PPY、PAC、PET、PP、PTD和PTS，均购自国风公司(Guofeng)；OA-1、OA-2、BOA、TOA、LX、N-CO、RS、RCO、CO2、PGLS、VILBO和EASYTEX，均购自佛塑科技公司(FSPG)；LumirrorTM、TorelinaTM、mictronTM、TORAYFANTM、RAYFANTM、TOYOFLONTM和TORETECTM，均购自东丽公司(Toray)；
优选地，导热塑料薄膜具有高于0.2W/mK的热导率，如根据ASTM D5470所确定。导热塑料薄膜还可具有高于100MPa的拉伸强度，如根据ASTM D882所确定。
聚合物层50的厚度将影响热界面结构46的总热阻，因为聚合物膜的热导率不像热界面材料48的热导率那样高，因此一般期望最小化聚合物膜的厚度，同时还保持适当的厚度，以提供膜的结构可靠性并且防止在相对于保持架插孔30***和移除光收发器模块12期间对膜造成损坏。在这方面，聚合物膜的厚度可低至5微米、10微米或15微米，或者高至50微米、100微米或2000微米，或者可在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如5微米至2000微米、10微米至100微米或15微米至50微米。
在使用中，聚合物层50以可剥离的方式接合或邻接相邻的表面诸如散热片40的表面或光收发器模块12的壁，并且为热界面结构46的热界面材料48提供摩擦保护。
IV.粘合剂。
热界面结构46还可包含粘合剂52，以在聚合物层50与热界面材料48之间和/或在热界面结构46与光收发器模块12的壁或保持架插孔30的散热片40之间提供粘附性。粘合剂可基于例如丙烯酸类树脂、聚氯酯、硅树脂、聚烯烃、酚醛树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂体系。粘合剂可基于单组分体系或双组分体系。粘合剂可以是基于溶剂的粘合剂(例如，基于有机溶剂或基于水的粘合剂)、辐射固化粘合剂(例如，紫外线固化)、热熔性粘合剂、水分固化粘合剂、厌氧粘合剂或包含上述两种或更多种特性的组合体系。粘合剂可为压敏粘合剂(PSA)，并且粘合剂可经由例如刷涂、分配、喷涂、丝网印刷、孔版印刷或层合来施加。示例性PSA可从3M公司、汉高公司(Henkel)、道康宁公司(Dow Coming)和杜邦公司商购获得。
V.示例性构型。
在图3A至图3E中示出热界面结构46的示例性构型。参见图3A，示出了热界面结构46的第一构型，其一般包括附接到聚合物层50的热界面材料48。参见图3B，热界面材料48设置在一对相对的下部聚合物层和上部聚合物层50之间并且附接到该对聚合物层。
如图3C所示，热界面材料48的一侧被聚合物层50围绕，并且粘合剂层52围绕热材料48的周边设置，以将聚合物层50固定到热界面材料48并且(如以下图6和图7所示)还将热界面结构46固定到光收发器模块12(图6)或保持架插孔30的散热片40(图7)。
在图3D中，热界面材料48经由粘合剂层52固定到下面的聚合物层50，其中粘合剂层52在热界面材料48和聚合物层50之间延伸并且连接热界面材料和聚合物层。
参见图3E，热界面材料48与图3B类似设置在下部聚合物层与上部聚合物层50之间，并且粘合剂层52被提供到下部聚合物层或上部聚合物层50中的一者(例如，上部聚合物，如图3E所示)。
参见图4至图7，示出了用于将本公开的热界面材料与电子设备的光收发器模块和保持架插孔相关联的示例性构型。
参见图4，保持架插孔30包括与其相关联的上部散热片和下部散热片40两者，如上面参考图1和图2所述。光收发器模块20包括附接到其相对的顶壁14和底壁18中的每一者的热界面结构46，使得当光收发器模块20被***在保持架插孔30内时，热界面结构46与上部散热片和下部散热片40邻接、导热接合，以用于在使用中将热量传递远离光收发器模块20，其中热量继而通过散热片40传递以用于例如经由合适的风扇或其他冷却系统耗散到电子设备的内部或电子设备的外部。
在图5中，示出了类似的布置，其中热界面结构46连接到散热片40并且设置在保持架插孔30内，其中热界面材料与光收发器模块20的顶壁14和底壁18邻接、导热接合，以用于在使用中将热量传递远离光收发器模块20。
在图6和图7中，示出了包括图3C所示的热界面结构46的示例性构型。在图6中，保持架插孔30仅包括单个散热片40并且光收发器模块20仅在其一个壁(诸如顶壁14)上包括单个热界面结构46，该热界面结构在使用中邻接散热片40。在图7中，示出了类似的布置，其中保持架插孔30仅包括单个散热片40，其中单个热界面结构46在使用中附接到散热片并且邻接光收发器模块20的顶壁14。
参见图8至图11，示出了一种用于形成热界面结构的示例性方法。参见图8，可使用例如硅橡胶辊54经由轧制工艺将一个或多个热界面材料48层压制到聚合物层50上，其中首先从热界面材料48层中移除底部剥离衬件56，以允许经由辊将这些热界面材料层压制到聚合物层50上。此后，可从热界面材料48层中移除相对的剥离衬件58，以暴露出热界面材料48的上表面。
参见图9，可将粘合剂层52围绕热界面材料48层印刷到聚合物层50上，以便将热界面材料48层更充分地固定到下面的聚合物层50。
此后，如图10所示，可将剥离衬件60施加到热界面材料48层和暴露的粘合剂层52的上表面，以例如在运输和储存期间对其进行保护。参见图11，可将热界面材料48的各个层切割成最终尺寸，其中，为了例如将热界面材料48安装到保持架插孔30内的相关联的光接收器模块20或散热片40上，移除剥离衬件60，然后将热界面材料48固定到保持架插孔30的光收发器模块20或散热片40，如上面相对于图4至图7所述。
如本文所用，短语“在任意两个前述值之间限定的任意范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的任意两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。
实施例
实施例1
热界面材料的制备
将剥离衬件从PTIM 3180垫(0.25mm，38mm宽，由霍尼韦尔国际公司(HoneywellInternational Inc.)提供)的一侧剥离，并且在室温下使用硅胶辊将该垫层合到导热聚酰亚胺膜(热导率为0.36W/mK，厚度为25微米)。然后，将剥离层从垫的另一侧剥离，并且将垫修剪成其间具有4mm间隙的区段。将压敏粘合剂(基于乙酸乙烯酯和丙烯酸酯的共聚物)印刷在聚酰亚胺膜的未被垫覆盖的暴露部分上。将剥离衬件(PET衬件，由尼帕公司(NIPPA)提供)层合到暴露的垫和粘合剂上，以保护热界面材料和粘合剂。然后将该材料切割成各个部分，每个部分的尺寸为42×66mm，沿着每个边缘的暴露粘合剂宽度为2mm。
实施例2
热和可靠性测试
将上述实施例1的热界面材料的剥离衬件剥离，并且将热界面材料粘贴到热界面测试机上(由分析科技公司(Analysis Tech Company)提供)，其中暴露的热界面侧粘贴在热表面上并且聚酰亚胺膜侧与冷却板接触。初始热阻抗为3.42℃cm2/W。然后，在室温下，在45psi的压力下，将铝板在聚酰亚胺膜侧上来回摩擦100次。然后，再次使聚酰亚胺侧与冷却板接触，发现热阻比初始读数降低了5％。
虽然已将本公开描述为具有优选设计，但可在本公开的实质和范围内进一步修改本公开。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本公开的任何变化、使用或改编。此外，本申请旨在涵盖本公开所属领域的已知或惯常实践内的与本公开的此类偏离，并且其落入所附权利要求的范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：光纤带芯线的制造方法及制造装置