DE112013006784B4 - Thermally conductive seal and application therefor - Google Patents

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Abstract

Wärmeleitende Dichtung, die aus künstlichen Graphitfilmen besteht, wobei der Querschnitt der wärmeleitenden Dichtung schaumartig ist, und die wärmeleitende Dichtung aus schaumartigen künstlichen Graphitfilmen hergestellt ist, die durch eine Wärmebehandlung von Polymerfilmen erhalten wurden ohne Walzbeaufschlagung, wobei die Wärmebehandlung mittels der folgenden Schritte ausgeführt wird:- Aufheizen der Filme für eine Stunde bei einer Temperatur von 400 bis 1200 °C in einem trägen Gas,- Aufheizen der Filme für eine weitere Stunde bei einer Temperatur von 2800 bis 3200 °C in einem trägen Gas, und- Abkühlen der Filme auf Raumtemperatur, wobei die wärmeleitende Dichtung unter Zusammendrücken deformierbar ist und ein Kompressionsverhältnis von 30 bis 80 % aufweist.Heat-conducting gasket consisting of artificial graphite films, the cross-section of the heat-conducting gasket being foam-like, and the heat-conducting gasket being made of foam-like artificial graphite films obtained by heat treatment of polymer films without rolling, the heat treatment being carried out by means of the following steps: - heating the films for one hour at a temperature of 400 to 1200 ° C in an inert gas, - heating the films for another hour at a temperature of 2800 to 3200 ° C in an inert gas, and - cooling the films to room temperature , wherein the heat-conducting seal is deformable under compression and has a compression ratio of 30 to 80%.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Diese vorliegende Erfindung betrifft ein thermisch leitendes Material und genauer eine wärmeleitende Dichtung und eine Anwendung dafür.This present invention relates to a thermally conductive material, and more particularly to a thermally conductive gasket and an application therefor.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATE OF THE ART

Künstliche Graphitfilme sind ein Filmmaterial aus hochreinem Graphit im kristallinen Zustand, die bei einer hohen Temperatur von etwa 3000 ° hergestellt werden. Sie verfügen über ein ausgezeichnetes Wärmeleitvermögen, sowohl in der Ebenenrichtung (> 1000 bis 1500 W/mK) als auch in der Dickenrichtung (etwa 10 W/mK). Diese Richtungsabhängigkeit der thermischen Leitfähigkeit war für die Anwendung für z.B. Mobiltelefone und Tablet-PCs umfassend geeignet.Artificial graphite films are a film material made of high-purity graphite in the crystalline state, which are produced at a high temperature of about 3000°. They have excellent thermal conductivity, both in the plane direction (> 1000 to 1500 W/mK) and in the thickness direction (about 10 W/mK). This directional dependence of the thermal conductivity was comprehensively suitable for use in, for example, mobile phones and tablet PCs.

Verglichen mit dem herkömmlichen thermisch leitenden Grenzflächenmaterial (z.B. pastenartiges thermisch leitendes Silikon und thermisch leitendes Phasenübergangsmaterial) wiesen künstliche Graphitfilme einige herausragende Merkmale auf, wie etwa eine hohe thermische Leitfähigkeit, eine lange Lebensdauer, einen einfachen Herstellungsprozess, und so weiter. Doch herkömmliche wärmeleitende Dichtungen, die aus künstlichen Graphitfilmen bestehen, befinden sich in einem festen Zustand mit schlechter Kompressibilität (nur 5 bis 10 %). Als wärmeleitende Dichtungen an Grenzflächen können sie den Spalt von unterschiedlicher Größe zwischen dem Heizelement und dem Kühlelement nicht vollständig ausfüllen. Daher ist die Anwendung fester künstlicher Graphitfilme im Fall einer hohen Leistung oder einer großen Kontaktfläche stark eingeschränkt.Compared with the traditional thermally conductive interface material (e.g., paste-like thermally conductive silicone and thermally conductive phase change material), artificial graphite films had some outstanding features such as high thermal conductivity, long service life, simple manufacturing process, and so on. But traditional heat-conducting gaskets made of artificial graphite films are in a solid state with poor compressibility (only 5 to 10%). As thermally conductive seals at interfaces, they cannot completely fill the gap of different sizes between the heating element and the cooling element. Therefore, the application of solid artificial graphite films is greatly limited in the case of high power or large contact area.

Zum Beispiel ist wie in 1 veranschaulicht zwischen einem Heizelement 101 und einem Kühlelement 102 ein Spalt 103 vorhanden. Aufgrund der schlechten thermischen Leitfähigkeit der Luft in dem Spalt weist die Grenzfläche einen großen thermischen Widerstand auf, der die Wärmeleitung von dem Heizelement 101 zu dem Kühlelement 102 erheblich behindern wird. Wie in 2 veranschaulicht wird die Leistungsfähigkeit der Wärmeleitung erhöht werden, wenn die feste wärmeleitende Dichtung 104, die aus künstlichen Graphitfilmen mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit besteht, den Spalt 103 ausfüllt, da das Heizelement über einen besseren Kontakt mit dem Kühlelement verfügt. Doch der herkömmliche feste künstliche Graphitfilm kann den Spalt 103 aufgrund seiner schlechten Kompressibilität nicht vollständig ausfüllen, so dass die Leistungsfähigkeit nach wie vor beeinträchtigt ist.For example, as in 1 illustrates a gap 103 present between a heating element 101 and a cooling element 102. Due to the poor thermal conductivity of the air in the gap, the interface has a large thermal resistance, which will significantly hinder heat conduction from the heating element 101 to the cooling element 102. As in 2 As illustrated, the heat conduction performance will be increased when the solid heat conductive gasket 104 made of artificial graphite films with high thermal conductivity fills the gap 103 because the heating element has better contact with the cooling element. However, the conventional solid artificial graphite film cannot completely fill the gap 103 due to its poor compressibility, so the performance is still impaired.

Aus der DE69011729T2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Graphitfilmes bekannt, der eine gute Flexibilität und Elastizität hat und der als Heizelement, strukturelles Material, Dichtung und hitzeresistentes Abdichtungsmaterial verwendet werden kann.From the DE69011729T2 is known a method for producing a graphite film which has good flexibility and elasticity and which can be used as a heating element, structural material, gasket and heat-resistant sealing material.

Aus der US2010196716A1 ist eine Graphitfolie zur Verwendung als Wärmespreizmaterial und als Kühlerfolie von elektronischen Instrumenten, Präzisionsinstrumenten und dergleichen bekannt, und bezieht sich insbesondere auf eine Graphitfolie, die eine ausgezeichnete Biegefestigkeit und Wärmediffusionsfähigkeit aufweist.From the US2010196716A1 is known a graphite foil for use as a heat spreading material and a radiator foil of electronic instruments, precision instruments and the like, and particularly refers to a graphite foil which has excellent flexural strength and heat diffusivity.

CN 102 838 107 A beschreibt die Herstellung von Graphit-Filmen mit hoher thermischer Leitfähigkeit. CN 102 838 107 A describes the production of graphite films with high thermal conductivity.

US 2003/ 0 017 101 A1 beschreibt Wärmesenken aus geschäumten Kohlenstoff und Verfahren zu deren Herstellung. US 2003/ 0 017 101 A1 describes heat sinks made of foamed carbon and processes for their production.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wärmeleitende Dichtung und ihre Anwendung bereitzustellen, um die Nachteile (d.h., die geringe Kompressibilität und die Druckverformbarkeit) der herkömmlichen Ausführungen zu überwinden.In view of this, it is an object of the present invention to provide a thermally conductive gasket and its application to overcome the disadvantages (i.e., low compressibility and pressure formability) of the conventional designs.

Zur Erfüllung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine wärmeleitende Dichtung, die aus künstlichen Graphitfilmen besteht, bereit, wobei der Querschnitt der wärmeleitenden Dichtung schaumartig ist.In order to achieve the above object, the present invention provides a thermally conductive gasket composed of artificial graphite films, wherein the cross section of the thermally conductive gasket is foam-like.

Die wärmeleitende Dichtung wird aus schaumartigen künstlichen Graphitfilmen hergestellt sein, die durch eine Wärmebehandlung von Polymerfilmen ohne Walzbeaufschlagung erhalten wurden.The heat-conducting gasket will be made of foam-like artificial graphite films obtained by heat treating polymer films without rolling.

Vorzugsweise werden die Polymerfilme aus wenigstens einem aus Polybenzoxadiazol, Polyimid, Poly(p-phenylenvinylen), Polybenzimidazol, Polybenzoxazol, Polybenzbisoxazol, Polythiazol, Polybenzthiazol, Polybenzbisthiazol, und Polyamid gewählt.Preferably, the polymer films are selected from at least one of polybenzoxadiazole, polyimide, poly(p-phenylene vinylene), polybenzimidazole, polybenzoxazole, polybenzbisoxazole, polythiazole, polybenzothiazole, polybenzbisthiazole, and polyamide.

Das Kompressionsverhältnis der wärmeleitenden Dichtung beträgt 30 bis 80 %.The compression ratio of the thermally conductive seal is 30 to 80%.

Vorzugsweise beträgt das Kompressionsverhältnis der wärmeleitenden Dichtung 50 bis 70 %.Preferably, the compression ratio of the heat-conducting seal is 50 to 70%.

Optional weist die wärmeleitende Dichtung nach ihrem Zusammendrücken in der Dickenrichtung eine glatte Oberfläche und einen schaumartigen Querschnitt auf.Optionally, the heat-conducting seal faces in the thickness direction after being compressed a smooth surface and a foam-like cross section.

Vorzugsweise beträgt das Kompressionsverhältnis der zusammengedrückten wärmeleitenden Dichtung 20 bis 40 %.Preferably, the compression ratio of the compressed thermally conductive seal is 20 to 40%.

Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Anwendung der wärmeleitenden Dichtung bereit, wobei die wärmeleitende Dichtung in einem Spalt an einer Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen angeordnet wird und die wärmeleitende Dichtung, die den Spalt ausfüllt, dann zusammengepresst wird.The present invention further provides an application of the thermally conductive gasket, wherein the thermally conductive gasket is placed in a gap at a heat conductive interface between various elements and the thermally conductive gasket filling the gap is then compressed.

Optional kann die wärmeleitende Dichtung den Spalt an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen einer Fläche eines Heizelement und einer Fläche eines Kühlelements ausfüllen. Wenn die wärmeleitende Dichtung durch Zusammendrücken in der Dickenrichtung verformt ist, werden die beiden Seiten der wärmeleitenden Dichtung in einem engen Kontakt mit der Fläche des Heizelements bzw. der Fläche des Kühlelements stehen.Optionally, the thermally conductive seal may fill the gap at the thermal conduction interface between a surface of a heating element and a surface of a cooling element. When the heat-conductive gasket is deformed by compression in the thickness direction, the two sides of the heat-conductive gasket will be in close contact with the surface of the heating element and the surface of the cooling element, respectively.

Optional ist die Höhe des Spalts an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen geringer als 0,2 mm.Optionally, the height of the gap at the heat conduction interface between different elements is less than 0.2 mm.

Die wärmeleitende Dichtung, die durch die vorliegende Erfindung offenbart wird, weist die Merkmale von künstlichem Graphit (d.h., einen hochkristallinen Zustand, eine hohe thermische Leitfähigkeit und eine lange Lebensdauer), aber auch eine hohe Kompressibilität auf. Zudem weist sie wie thermisch leitendes Silikon und ein thermisch leitendes Phasenübergangsmaterial einen geringen thermischen Widerstand auf, ohne dass mögliche Gefahren im Hinblick auf die Alterung, die Silizium-Migration, die Lebensdauer und die Haltbarkeit bestehen. Als thermisch leitendes Grenzflächenmaterial bietet sie breite Perspektiven im Hinblick auf die gewerbliche Anwendung.The thermally conductive gasket disclosed by the present invention has the characteristics of artificial graphite (i.e., highly crystalline state, high thermal conductivity and long life) but also high compressibility. In addition, like thermally conductive silicone and a thermally conductive phase change material, it has a low thermal resistance without potential dangers in terms of aging, silicon migration, service life and durability. As a thermally conductive interface material, it offers broad prospects in terms of commercial application.

Die wärmeleitende Dichtung ist auf jede Art von Zwischenräume bildenden Stellen an unregelmäßigen und komplizierten Grenzflächen anwendbar und kann raue Flächen im Mikrobereich abdecken, wodurch ermöglicht wird, dass die Elemente in einen vollständigen Kontakt gebracht werden. Folglich wird die Leistungsfähigkeit der Wärmeleitung erhöht. Die wärmeleitende Dichtung ist insbesondere zur Anwendung bei einer räumlich beschränkten Wärmeleitung geeignet. Darüber hinaus verfügt sie über einen einfachen Montageprozess und eine steuerbare Dicke und überwindet sie auch den Nachteil (d.h., die schlechte Kompressibilität) von festen künstlichen Graphitfilmen, was alles den künstlichen Graphitfilm zu einer idealen wärmeleitenden Dichtung macht.The thermally conductive seal is applicable to any type of gapping locations on irregular and complicated interfaces, and can cover micro-scale rough surfaces, thereby allowing the elements to be brought into complete contact. Consequently, the performance of heat conduction is increased. The heat-conducting seal is particularly suitable for use with spatially limited heat conduction. In addition, it has a simple assembly process and controllable thickness, and also overcomes the disadvantage (i.e., poor compressibility) of solid artificial graphite films, all of which make the artificial graphite film an ideal heat-conducting seal.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

  • 1 ist eine schematische Aufbauansicht des Spalts an einer Wärmeleitungs-Grenzflächen zwischen einem Heizelement und einem Kühlelement. 1 is a schematic structural view of the gap at a heat conduction interface between a heating element and a cooling element.
  • 2 ist eine schematische Aufbauansicht des Spalts an einer Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen einem Heizelement und einem Kühlelement, der mit einer wärmeleitenden Dichtung ausgefüllt ist, die aus dem festen künstlichen Graphitfilm besteht. 2 is a schematic structural view of the gap at a heat conduction interface between a heating element and a cooling element filled with a heat conductive gasket made of the solid artificial graphite film.
  • 3 ist eine schematische Aufbauansicht des Spalts an einer Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen einem Heizelement und einem Kühlelement, der mit einer wärmeleitenden Dichtung ausgefüllt ist, die aus dem schaumartigen künstlichen Graphitfilm nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht. 3 is a schematic structural view of the gap at a heat conduction interface between a heating element and a cooling element filled with a heat conductive gasket made of the foam-like artificial graphite film according to an embodiment of the invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG ANSCHAULICHER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF illustrative embodiments

Um die Aufgaben, technischen Lösungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, wird nachstehend eine ausführliche Beschreibung gegeben werden, wobei eine bestimmte Ausführungsform mit den beiliegenden Zeichnungen kombiniert wird.In order to clarify the objects, technical solutions and advantages of the present invention, a detailed description will be given below, combining a specific embodiment with the accompanying drawings.

Die vorliegende Erfindung verwendet als Rohmaterial Polymerfilme, woran eine Hochtemperatur-Wärmebehandlung vorgenommen wird, um schaumartige künstliche Graphitfilme zu erhalten. Da die schaumartigen künstlichen Graphitfilme nicht durch Walzen bearbeitet werden, sind sie locker und erfüllen sie daher die Anwendungsanforderungen der wärmeleitenden Dichtung.The present invention uses polymer films as a raw material, which is subjected to high-temperature heat treatment to obtain foam-like artificial graphite films. Since the foam-like artificial graphite films are not processed by rolling, they are loose and therefore meet the application requirements of the heat conductive seal.

Erfindungsgemäß sind die bestimmten Vorgänge der Hochtemperatur-Wärmebehandlung die Folgenden: die Rohmaterialfilme werden eine Stunde lang bei einer Temperatur von 400 bis 1200 °C in einem trägen Gas angeordnet; dann werden sie eine weitere Stunde lang bei einer Temperatur von 2800 bis 3200 °C in einem trägen Gas angeordnet. Durch Abkühlen auf Raumtemperatur werden schließlich die schaumartigen künstlichen Graphitfilme (d.h. die wärmeleitenden Dichtungen) erhalten. Es sollte angemerkt werden, dass es das Ziel der Hochtemperatur-Wärmebehandlung ist, die Polymerfilme zu einer Schaumform zu verkohlen, weshalb die Temperatur der Wärmebehandlung nicht definiert ist und für die Verkohlung der Polymerfilme auch andere Hochtemperatur-Wärmebehandlungsvorgänge eingesetzt werden können.According to the invention, the specific operations of the high-temperature heat treatment are as follows: the raw material films are placed in an inert gas at a temperature of 400 to 1200 ° C for one hour; then they are placed in an inert gas at a temperature of 2800 to 3200 ° C for another hour. Finally, by cooling to room temperature, the foam-like artificial graphite films (i.e. the heat-conducting gaskets) are obtained. It should be noted that the aim of the high-temperature heat treatment is to char the polymer films into a foam shape, therefore the temperature of the heat treatment is not defined, and other high-temperature heat treatment processes can also be used to char the polymer films.

Die Polymerfilme, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen POD (Polybenxoxadiazol), PI (Polyimid), PPV (Poly(p-phenylenvinylen)), PBI (Polybenzimidazol), PBO (Polybenzoxazol), PBBO (Polybenzbisoxazol); PT (Polythiazol), PBT (Polybenzthiazol), PBBT (Polybenzbisthiazol); und PA (Polyamid). Vorzugsweise kann wenigstens einer der oben angeführten wärmebeständigen aromatischen Polymerfilme gewählt werden.The polymer films that can be used in the present invention include POD (polybenxoxadiazole), PI (polyimide), PPV (poly(p-phenylenevinylene)), PBI (polybenzimidazole), PBO (polybenzoxazole), PBBO (polybenzbisoxazole); PT (polythiazole), PBT (polybenzothiazole), PBBT (polybenzobisthiazole); and PA (polyamide). Preferably, at least one of the above-mentioned heat-resistant aromatic polymer films can be selected.

Das Kompressionsverhältnis der schaumartigen künstlichen Graphitfilme, die durch die Hochtemperatur-Wärmebehandlung erhalten werden, beträgt 30 bis 80 %. Das hohe Kompressionsverhältnis kann die Flächenanpassbarkeit der wärmeleitenden Dichtungen erhöhen, so dass sie daher auf die Flächen von verschiedenen Elementen und auf Spalte mit verschiedenen Formen und Höhen anwendbar sein werden.The compression ratio of the foam-like artificial graphite films obtained by the high-temperature heat treatment is 30 to 80%. The high compression ratio can increase the surface adaptability of the thermally conductive seals, so that they will therefore be applicable to the surfaces of different elements and to gaps with different shapes and heights.

Vorzugsweise kann das Kompressionsverhältnis der schaumartigen künstlichen Graphitfilme, die durch die Hochtemperatur-Wärmebehandlung erhalten werden, auch 50 bis 70 % betragen.Preferably, the compression ratio of the foam-like artificial graphite films obtained by the high-temperature heat treatment may also be 50 to 70%.

Die wärmeleitende Dichtung wird zuerst in dem Spalt an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen angeordnet, und dann wird die wärmeleitende Dichtung, die den Spalt ausfüllt, verdichtet. Das Kompressionsverhältnis der verdichteten wärmeleitenden Dichtung beträgt 20 bis 40 %. Die wärmeleitende Dichtung bedeckt die im Mikrobereich raue Fläche, wodurch ermöglicht wird, dass die Elemente vollständig in Kontakt gebracht werden und folglich die Leistungsfähigkeit der Wärmeleitung erhöht wird.The thermally conductive gasket is first placed in the gap at the heat conductive interface between various elements, and then the thermally conductive gasket filling the gap is compacted. The compression ratio of the compressed heat conductive gasket is 20 to 40%. The thermally conductive gasket covers the micro-rough surface, allowing the elements to be fully contacted and consequently increasing the thermal conduction performance.

3 ist eine schematische Aufbauansicht des Spalts an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen dem Heizelement und dem Kühlelement, der mit der wärmeleitenden Dichtung aus dem schaumartigen künstlichen Graphitfilm nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgefüllt ist. Die wärmeleitende Dichtung 105, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, füllt den Spalt an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen der Fläche des Heizelements 101 und der Fläche des Kühlelements 102 aus. Wenn die wärmeleitende Dichtung durch Zusammendrücken in der Dickenrichtung verformt ist, werden die beiden Seiten der wärmeleitenden Dichtung 105 in einem engen Kontakt mit der Fläche des Heizelements 101 bzw. der Fläche des Kühlelements 102 stehen. Die verdichtete wärmeleitende Dichtung 105 weist eine glatte Oberfläche und einen schaumartigen Querschnitt auf. 3 Fig. 10 is a schematic structural view of the gap at the heat conduction interface between the heating element and the cooling element filled with the heat conductive gasket made of the foam-like artificial graphite film according to an embodiment of the present invention. The heat conductive gasket 105 provided by the present invention fills the gap at the heat conduction interface between the surface of the heating element 101 and the surface of the cooling element 102. When the heat conductive gasket is deformed by compression in the thickness direction, the two sides of the heat conductive gasket 105 will be in close contact with the surface of the heating element 101 and the surface of the cooling element 102, respectively. The compacted thermally conductive gasket 105 has a smooth surface and a foam-like cross section.

Vorzugsweise weisen die Spalte an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen unterschiedliche Größen auf, und ist die wärmeleitende Dichtung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, insbesondere auf jene mit einer Höhe von weniger als 0,2 mm anwendbar.Preferably, the gaps at the heat conduction interface between different elements have different sizes, and the heat conductive gasket provided by the present invention is particularly applicable to those with a height of less than 0.2 mm.

Es sollte angemerkt werden, dass die wärmeleitende Dichtung in dem Spalt durch Ausüben eines Drucks auf die Elemente verdichtet werden kann. Daher weist die wärmeleitende Dichtung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, nicht nur einen einfachen Herstellungsprozess auf, sondern wird sie auch bequem angewendet.It should be noted that the thermally conductive seal can be compacted in the gap by applying pressure to the elements. Therefore, the heat-conductive gasket provided by the present invention not only has a simple manufacturing process but is also conveniently applied.

Im Besonderen wird ein schaumartiger künstlicher Graphitfilm mit einer Dicke von etwa 0,1 mm und einem Kompressionsverhältnis von etwa 60 % gewählt und dann zu einer wärmeleitenden Dichtung mit einer Breite von 20 mm und einer Länge von 40 mm geschnitten und dann an die Kontaktfläche zwischen der gedruckten Schaltplatte bestromter Elemente und dem Kühlelement angelegt. Wenn keine wärmeleitende Dichtung vorhanden ist und die gedruckte Schaltplatte direkt mit dem Kühlelement in Kontakt steht, beträgt die höchste Temperatur des Heißpunkts der gedruckten Schaltplatte 90 °C. Wenn eine wärmeleitende Dichtung aus dem schaumartigen künstlichen Graphitfilm vorhanden ist, wird die Temperatur des Heißpunkts auf 54 °C fallen.Specifically, a foam-like artificial graphite film with a thickness of about 0.1 mm and a compression ratio of about 60% is selected, and then cut into a heat-conducting gasket with a width of 20 mm and a length of 40 mm, and then attached to the contact surface between the printed circuit board of energized elements and the cooling element. When there is no thermally conductive gasket and the printed circuit board is in direct contact with the cooling element, the highest temperature of the hot spot of the printed circuit board is 90°C. If there is a thermal conductive gasket made of the foam-like artificial graphite film, the temperature of the hot spot will drop to 54°C.

Das Kühlelement kann aus einem beliebigen aus rippenartigen Kühlelementen mit Gebläse oder ohne Gebläse für Computerchips, Metallguss-Kühlkammern oder -kästen, die in bestromten elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, und Metall- oder Nichtmetallaufbauteilen, die als Kühlelement in mobilen elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, gewählt werden.The cooling element may be selected from any of fin-type cooling elements with a fan or without a fan for computer chips, cast metal cooling chambers or boxes used in powered electronic devices, and metal or non-metal structural parts used as a cooling element in mobile electronic devices .

Der Oberfläche der wärmeleitenden Dichtung kann nicht erfindungsgemäß ein thermisch leitender Klebstoff hinzugefügt werden, was zu einem engen Kontakt zwischen der wärmeleitenden Dichtung und der Fläche der Elemente führen wird, um einen Austausch der wärmeleitenden Dichtung zu verhindern.A thermally conductive adhesive cannot be added to the surface of the thermally conductive gasket according to the present invention, which will result in close contact between the thermally conductive gasket and the surface of the elements to prevent replacement of the thermally conductive gasket.

Optional kann der thermisch leitende Klebstoff aus einem beliebigen aus thermisch leitenden Epoxidharzklebstoffen, Acrylharz-thermisch leitenden Epoxidharzklebstoffen und thermisch leitenden Klebstoffen auf Silikonbasis gewählt werden.Optionally, the thermally conductive adhesive may be selected from any of thermally conductive epoxy resin adhesives, acrylic resin thermally conductive epoxy resin adhesives, and thermally conductive silicone-based adhesives.

Wie oben angegeben behält die wärmeleitende Dichtung, die durch die vorliegende Erfindung offenbart wird, nicht nur die Merkmale von künstlichem Graphit (d.h., einen hochkristallinen Zustand, eine hohe thermische Leitfähigkeit und eine lange Lebensdauer), sondern weist sie auch eine hohe Kompressibilität auf. Zudem weist sie wie thermisch leitendes Silikon und thermisch leitendes Phasenübergangsmaterial einen geringen thermischen Widerstand auf, ohne dass mögliche Gefahren im Hinblick auf die Alterung, die Silizium-Migration, die Lebensdauer und die Haltbarkeit bestehen. Als thermisch leitendes Grenzflächenmaterial wird sie breite Perspektiven im Hinblick auf die gewerbliche Anwendung bieten.As stated above, the thermally conductive gasket disclosed by the present invention not only retains the characteristics of artificial graphite (ie, a highly crystalline state, high thermal conductivity, and long life), but also has high compressibility. In addition, like thermally conductive silicone and thermally conductive phase change material, it has a low thermal resistance without any possible dangers in terms of aging, silicon migration, service life and durability. As a thermally conductive interface material, it will offer broad prospects in terms of commercial application.

Die wärmeleitende Dichtung ist auf jede Art von Zwischenräume bildenden Stellen an unregelmäßigen und komplizierten Grenzflächen anwendbar und kann Flächen, die im Mikrobereich rau sind, abdecken, wodurch ermöglicht wird, dass die Elemente in einen vollständigen Kontakt gebracht werden. Folglich wird die Leistungsfähigkeit der Wärmeleitung erhöht. Die wärmeleitende Dichtung ist insbesondere zur Anwendung bei einer räumlich beschränkten Wärmeleitung geeignet. Darüber hinaus verfügt sie über einen einfachen Montageprozess und eine steuerbare Dicke und überwindet sie auch den Nachteil (d.h., die schlechte Kompressibilität) von festen künstlichen Graphitfilmen, was alles den künstlichen Graphitfilm zu einer idealen wärmeleitenden Dichtung macht.The thermally conductive seal is applicable to any type of gap forming locations on irregular and complicated interfaces and can cover surfaces that are rough in the microscale, thereby allowing the elements to be brought into complete contact. Consequently, the performance of heat conduction is increased. The heat-conducting seal is particularly suitable for use with spatially limited heat conduction. In addition, it has a simple assembly process and controllable thickness, and also overcomes the disadvantage (i.e., poor compressibility) of solid artificial graphite films, all of which make the artificial graphite film an ideal heat-conducting seal.

Schließlich sollten Fachleute verstehen, dass die obigen Ausführungsformen lediglich zur Erläuterung der technischen Lösungen der Erfindung, aber nicht zur Beschränkung dienen, und dass alle beliebigen Abwandlungen, Ersetzungen und Änderungen innerhalb des Geists und der Grundsätze der vorliegenden Erfindung in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen sollten.Finally, those skilled in the art should understand that the above embodiments are intended merely to illustrate, rather than limit, the technical solutions of the invention, and that any modifications, substitutions and changes within the spirit and principles of the present invention should be within the scope of the present invention .

Claims (7)

Wärmeleitende Dichtung, die aus künstlichen Graphitfilmen besteht, wobei der Querschnitt der wärmeleitenden Dichtung schaumartig ist, und die wärmeleitende Dichtung aus schaumartigen künstlichen Graphitfilmen hergestellt ist, die durch eine Wärmebehandlung von Polymerfilmen erhalten wurden ohne Walzbeaufschlagung, wobei die Wärmebehandlung mittels der folgenden Schritte ausgeführt wird: - Aufheizen der Filme für eine Stunde bei einer Temperatur von 400 bis 1200 °C in einem trägen Gas, - Aufheizen der Filme für eine weitere Stunde bei einer Temperatur von 2800 bis 3200 °C in einem trägen Gas, und - Abkühlen der Filme auf Raumtemperatur, wobei die wärmeleitende Dichtung unter Zusammendrücken deformierbar ist und ein Kompressionsverhältnis von 30 bis 80 % aufweist.Heat-conducting gasket consisting of artificial graphite films, the cross-section of the heat-conducting gasket being foam-like, and the heat-conducting gasket being made of foam-like artificial graphite films obtained by heat treatment of polymer films without rolling, the heat treatment being carried out by means of the following steps: - heating the films for one hour at a temperature of 400 to 1200 ° C in an inert gas, - Heating the films for another hour at a temperature of 2800 to 3200 ° C in an inert gas, and - Cooling the films to room temperature, whereby the heat-conducting seal is deformable under compression and has a compression ratio of 30 to 80%. Wärmeleitende Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Polymerfilme aus wenigstens einem aus Polybenzoxadiazol, Polyimid, Poly(p-phenylenvinylen), Polybenzimidazol, Polybenzoxazol, Polybenzbisoxazol, Polythiazol, Polybenzthiazol, Polybenzbisthiazol, und Polyamid gewählt sind.Thermally conductive seal Claim 1 , wherein the polymer films are selected from at least one of polybenzoxadiazole, polyimide, poly(p-phenylene vinylene), polybenzimidazole, polybenzoxazole, polybenzbisoxazole, polythiazole, polybenzothiazole, polybenzbisthiazole, and polyamide. Wärmeleitende Dichtung nach Anspruch 2, wobei das Kompressionsverhältnis der wärmeleitenden Dichtung 50 bis 70 % beträgt.Thermally conductive seal Claim 2 , where the compression ratio of the thermally conductive seal is 50 to 70%. Wärmeleitende Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wärmeleitende Dichtung eine glatte Oberfläche und einen schaumartigen Querschnitt aufweist, nachdem sie in der Dickenrichtung zusammengedrückt wurde.Thermally conductive seal according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the thermally conductive gasket has a smooth surface and a foam-like cross section after being compressed in the thickness direction. Anwendung der wärmeleitenden Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wärmeleitende Dichtung in einem Spalt an einer Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen angeordnet wird und die wärmeleitende Dichtung, die den Spalt ausfüllt, dann zusammengepresst wird.Application of the heat-conducting seal according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the thermally conductive gasket is placed in a gap at a heat conductive interface between various elements and the thermally conductive gasket filling the gap is then compressed. Anwendung der wärmeleitenden Dichtung nach Anspruch 5, wobei die wärmeleitende Dichtung den Spalt an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen einer Fläche eines Heizelement und einer Fläche eines Kühlelements ausfüllt, und die beiden Seiten der wärmeleitenden Dichtung in einem engen Kontakt mit der Fläche des Heizelements bzw. der Fläche des Kühlelements stehen, wenn die wärmeleitenden Dichtung durch das Zusammendrücken in der Dickenrichtung verformt ist.Application of the heat-conducting seal Claim 5 , wherein the thermally conductive gasket fills the gap at the heat conduction interface between a surface of a heating element and a surface of a cooling element, and the two sides of the thermally conductive gasket are in close contact with the surface of the heating element and the surface of the cooling element, respectively, when the heat-conducting seal is deformed by compression in the thickness direction. Anwendung der wärmeleitenden Dichtung nach Anspruch 5, wobei die Höhe des Spalts an der Wärmeleitungs-Grenzfläche zwischen verschiedenen Elementen geringer als 0,2 mm ist.Application of the heat-conducting seal Claim 5 , where the height of the gap at the heat conduction interface between different elements is less than 0.2 mm.
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