本披露总体上涉及用于各种目的的导热对齐材料，包括作为用于半导体装置或其他应用的热界面材料。
背景技术：
1、热界面材料是用于在第一位置(例如，热源)与第二位置(例如，散热器)之间传导热量的具有相对低的热阻抗的材料。因此，热界面材料可以用于帮助将第一位置热连通至第二位置。
2、热界面材料通常用于电子设备的散热。例如，计算机中的半导体装置通常产生大量的热量，这可能损坏芯片或其他部件。因此，热界面材料可以用于帮助将半导体装置连接至合适的散热器，例如散热片。
3、然而，许多热界面材料是低效的并且不具有适当高的热导率。因此，需要改进。
技术实现思路
1、本披露总体上涉及用于各种目的的导热对齐材料，包括作为用于半导体装置或其他应用的热界面材料。在一些情况下，本披露的主题涉及相关产品、特定问题的可替代解决方案、和/或一种或多种系统和/或制品的多种不同用途。
2、在一个方面，本披露涉及一种组合物。在一组实施例中，组合物包含限定基底的多个不连续纤维，以及与不连续纤维中的至少一些接触的相变材料。在一些情况下，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。在某些实施例中，相变材料在0℃与80℃之间表现出相变。
3、在另一组实施例中，组合物包含限定基底的多个不连续纤维，以及与不连续纤维中的至少一些接触的聚合物。在一些实施例中，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。在某些实施例中，聚合物在60℃的温度下具有小于500cp的粘度。
4、在又另一组实施例中，组合物包含包含不超过30vol％的金属的基底，其中基底具有小于2.7g/cm3的密度和至少5w/m k的热导率，以及与不连续纤维中的至少一些接触的相变材料，其中相变材料在0℃与300℃之间表现出相变。
5、在还另一组实施例中，组合物包含基底，其具有小于2.7g/cm3的密度并在全厚度方向上表现出至少5w/m k的各向异性热导率。
6、在另一个方面，本披露涉及一种装置。在一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在一些实施例中，组合物包含(a)限定基底的多个不连续纤维，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的，以及(b)与不连续纤维中的至少一些接触的相变材料，相变材料在0℃与80℃之间表现出相变。
7、在另一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在一些实施例中，组合物包含(a)限定基底的多个不连续纤维，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的，以及(b)与不连续纤维中的至少一些接触的聚合物，聚合物在60℃的温度下具有小于500cp的粘度。
8、在又另一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在某些实施例中，组合物包含限定基底的多个不连续纤维，并且组合物具有至少30w/m k的全厚度热导率。在一些情况下，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。
9、在还另一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在某些实施例中，组合物表现出各向异性热导率，并且在全厚度方向上具有至少30w/m k的热导率。
10、在另一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在一些实施例中，组合物包含(a)包含不超过30vol％的金属的基底，其中基底具有小于2.7g/cm3的密度和至少5w/m k的热导率，和/或(b)与不连续纤维中的至少一些接触的相变材料，其中相变材料在0℃与300℃之间表现出相变。
11、在又另一组实施例中，装置包括热源、冷却设备、以及与热源和冷却设备物理接触的组合物。在一些实施例中，组合物包含(a)包含不超过30vol％颗粒的基底，其中基底具有小于2.7g/cm3的密度和至少5w/m k的热导率，和/或(b)与不连续纤维中的至少一些接触的相变材料，其中相变材料在0℃与300℃之间表现出相变。
12、又另一个方面总体上涉及一种方法。在一组实施例中，方法包括提供限定基底的多个不连续纤维，并且将不连续纤维中的至少一些暴露于相变材料。在一些实施例中，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。在某些实施例中，相变材料在0℃与80℃之间表现出相变并且在基底的至少一侧的顶部上形成离散层。
13、在另一组实施例中，方法包括提供限定基底的多个不连续纤维，并且将不连续纤维中的至少一些暴露于聚合物。在一些实施例中，聚合物在60℃的温度下具有小于500cp的粘度。在某些情况下，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。
14、在又另一组实施例中，组合物包含限定基底的多个不连续纤维，以及被定位成与基底的第一侧物理接触但不与基底的第二侧物理接触的基质。在一些实施例中，基底内的纤维的至少30vol％是基本上对齐的。在一些情况下，基质固定不连续纤维的第一端而不是第二端。
15、在另一个方面，本披露涵盖制造一个或多个本文所述的实施例，例如导热对齐材料的方法。在还另一个方面，本披露涵盖使用一个或多个本文所述的实施例，例如导热对齐材料的方法。
16、当结合附图考虑时，本披露的其他优点和新颖特征从以下对本披露的各个非限制性实施例的详细描述中将变得清楚。
1.一种组合物，其包含：
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述相变材料覆盖所述基底的至少第一侧。
3.如权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中所述相变材料环绕覆盖所述基底的第一侧。
4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述相变材料在40℃与80℃之间表现出相变。
5.如权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中所述相变材料在50℃与70℃之间表现出相变。
6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括蜡。
7.如权利要求6所述的组合物，其中所述蜡包括石蜡。
8.如权利要求6或7中任一项所述的组合物，其中所述蜡包括聚乙烯蜡。
9.如权利要求6-8中任一项所述的组合物，其中所述蜡包括烃蜡。
10.如权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括硅酮。
11.如权利要求1-10中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括丙烯酸。
12.如权利要求1-11中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括热塑性塑料。
13.如权利要求1-12中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括盐水合物。
14.如权利要求13所述的组合物，其中所述盐水合物包括氟化钾四水合物、硝酸锰六水合物、氯化钙六水合物、溴化钙六水合物、硝酸锂六水合物、硫酸钠十水合物、碳酸钠十水合物、正磷酸钠十二水合物、和/或硝酸锌六水合物中的一种或多种。
15.如权利要求1-14中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括硫酸钠十水合物。
16.如权利要求1-15中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括nacl·na2so4·10h2o。
17.如权利要求1-16中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括月桂酸。
18.如权利要求1-17中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括三羟甲基乙烷。
19.如权利要求1-18中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括硝酸锂。
20.如权利要求1-19中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括硝酸锰。
21.如权利要求1-20中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括氯化锰。
22.如权利要求1-21中任一项所述的组合物，其中所述相变材料包括低共熔物。
23.如权利要求22所述的组合物，其中所述低共熔物包括肉豆蔻酸和硬脂酸。
24.如权利要求22或23中任一项所述的组合物，其中所述低共熔物包括mg(no3)2·6h2o和戊二酸。
25.如权利要求22-24中任一项所述的组合物，其中所述低共熔物包括二硬脂酸乙二醇酯。
26.如权利要求22-25中任一项所述的组合物，其中所述低共熔物包括有机-有机低共熔物。
27.如权利要求22-26中任一项所述的组合物，其中所述低共熔物包括有机-无机低共熔物。
28.如权利要求1-27中任一项所述的组合物，其中所述相变材料在60℃的温度下具有小于500cp的粘度。
29.如权利要求1-28中任一项所述的组合物，其中所述相变材料在60℃的温度下具有小于100cp的粘度。
30.如权利要求1-29中任一项所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少50vol％是基本上对齐的。
31.如权利要求1-30中任一项所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少80vol％是基本上对齐的。
32.如权利要求1-31中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维的至少50％具有在所述多个不连续纤维的平均对齐的20°内的对齐。
33.如权利要求1-32中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维的至少50％具有在所述多个不连续纤维的平均对齐的10°内的对齐。
34.如权利要求1-33中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维的至少50％具有在所述多个不连续纤维的平均对齐的5°内的对齐。
35.如权利要求1-34中任一项所述的组合物，其中所述基底包括热塑性塑料。
36.如权利要求1-35中任一项所述的组合物，其中所述基底包括热固性塑料。
37.如权利要求1-36中任一项所述的组合物，其中所述基底包括聚酰亚胺pi、聚酰胺-酰亚胺pai、聚醚醚酮peek、聚醚酮pek、聚苯砜ppsu、聚醚砜pes、聚醚酰亚胺pei、聚砜psu、聚苯硫醚pps、聚偏二氟乙烯pvdf、聚四氟乙烯ptfe、全氟烷氧基烷烃pfa、聚酰胺46pa46、聚酰胺66pa66、聚酰胺12pa12、聚酰胺11pa11、聚酰胺6pa6、聚酰胺6.6pa6.6、聚酰胺6.6/6pa6.6/6、无定形聚酰胺pa6-3-t、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet、聚邻苯二甲酰胺ppa、液晶聚合物lcp、聚碳酸酯pc、聚对苯二甲酸丁二醇酯pbt、聚甲醛pom、聚苯醚ppe、聚甲基丙烯酸甲酯pmma、聚丙烯pp、聚乙烯pe、高密度聚乙烯hdpe、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯asa、苯乙烯丙烯腈san、丙烯腈丁二烯苯乙烯abs、聚苯并咪唑pbi、聚氯乙烯pvc、聚对亚苯基共聚物ppp、聚丙烯腈、聚乙烯亚胺、聚醚酮醚酮酮pekekk、乙烯四氟乙烯etfe、聚氯三氟乙烯pctfe和/或聚甲基戊烯pmp中的一种或多种。
38.如权利要求1-37中任一项所述的组合物，其中所述基底包括多个连续纤维。
39.如权利要求1-38中任一项所述的组合物，其中所述基底进一步包括融合颗粒。
40.如权利要求1-39中任一项所述的组合物，其中所述基底包括陶瓷。
41.如权利要求1-40中任一项所述的组合物，其中所述基底包括氮化硼。
42.如权利要求1-41中任一项所述的组合物，其中所述基底包括氧化铝。
43.如权利要求1-42中任一项所述的组合物，其中所述基底包括二氧化钛。
44.如权利要求1-43中任一项所述的组合物，其中所述基底包括金属。
45.如权利要求44所述的组合物，其中所述金属包括铝。
46.如权利要求44或45中任一项所述的组合物，其中所述金属包括铜。
47.如权利要求44-46中任一项所述的组合物，其中所述金属包括银。
48.如权利要求44-47中任一项所述的组合物，其中所述金属包括锡。
49.如权利要求44-48中任一项所述的组合物，其中所述金属包括金。
50.如权利要求1-49中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维包括碳纤维。
51.如权利要求50所述的组合物，其中所述碳纤维具有大于94％的碳含量和至少200gpa的模量。
52.如权利要求1-51中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维包括聚合物。
53.如权利要求1-52中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维包括玄武岩、碳化硅、芳族聚酰胺、氧化锆、尼龙、硼、氧化铝、二氧化硅、硼硅酸盐和/或莫来石中的一种或多种。
54.如权利要求1-53中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维包括天然纤维。
55.如权利要求1-54中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维具有至少20微米的平均长度。
56.如权利要求1-55中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维具有至少5的长度与直径的平均长径比。
57.如权利要求1-56中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维中的至少一些涂覆有涂层。
58.如权利要求57所述的组合物，其中所述涂层包含表面活性剂、硅烷偶联剂、环氧树脂、甘油、聚氨酯和/或有机金属偶联剂。
59.如权利要求1-58中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维中的至少一些涂覆有胶料。
60.如权利要求1-59中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维中的至少一些表现出对10t的磁场强度的物理响应。
61.如权利要求1-60中任一项所述的组合物，其中所述多个不连续纤维中的至少一些具有吸附到其上的多个磁性颗粒。
62.如权利要求1-61中任一项所述的组合物，其中所述多个不连续纤维不含磁性颗粒。
63.如权利要求1-62中任一项所述的组合物，其中所述组合物基本上不含顺磁性或铁磁性材料。
64.如权利要求1-63中任一项所述的组合物，其中所述多个不连续纤维中的至少一些嵌入在所述相变材料内。
65.如权利要求1-64中任一项所述的组合物，其中所述多个不连续纤维具有与所述相变材料接触的第一端和不与所述相变材料接触的第二端。
66.如权利要求65所述的组合物，其中所述不连续纤维的长度的至少30％不与所述相变材料接触。
67.如权利要求65或66中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维的长度的至少50％不与所述相变材料接触。
68.如权利要求65-67中任一项所述的组合物，其中所述不连续纤维的长度的至少70％不与所述相变材料接触。
69.如权利要求1-68中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有所述组合物的至少100g/m2的面积重量。
70.如权利要求1-69中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少5w/m k的总热导率。
71.如权利要求1-70中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少30w/m k的总热导率。
72.如权利要求1-71中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少50w/m k的总热导率。
73.如权利要求1-72中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少100w/m k的总热导率。
74.如权利要求1-73中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少500w/m k的总热导率。
75.如权利要求1-74中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有至少750w/m k的总热导率。
76.如权利要求1-75中任一项所述的组合物，其中所述组合物表现出各向异性热导率。
77.一种装置，其包含如权利要求1-76中任一项所述的组合物，其中所述组合物与热源和冷却设备处于热连通。
78.一种组合物，其包含：
79.如权利要求78所述的组合物，其中所述聚合物覆盖所述基底的至少第一侧。
80.如权利要求78或79中任一项所述的组合物，其中所述聚合物材料环绕覆盖所述基底的第一侧。
81.如权利要求78-80中任一项所述的组合物，其中所述聚合物在60℃的温度下具有大于1cp的粘度。
82.一种装置，其包括：
83.如权利要求82所述的装置，其中所述相变材料覆盖所述基底的至少第一侧。
84.如权利要求82或83中任一项所述的装置，其中所述相变材料环绕覆盖所述基底的第一侧。
85.如权利要求82-84中任一项所述的装置，其中所述热源是半导体微芯片。
86.如权利要求82-85中任一项所述的装置，其中所述冷却设备是散热片。
87.如权利要求82-86中任一项所述的装置，其中所述装置是计算机。
88.一种装置，其包括：
89.如权利要求88所述的装置，其中所述聚合物覆盖所述基底的至少第一侧。
90.如权利要求88或89中任一项所述的装置，其中所述聚合物环绕覆盖所述基底的第一侧。
91.一种装置，其包括：
92.如权利要求91所述的装置，其中所述全厚度热导率是至少30w/m k。
93.如权利要求91或92中任一项所述的装置，其中所述冷却设备包含多个散热片。
94.如权利要求91-93中任一项所述的装置，其中所述组合物被定位在所述热源与所述冷却设备之间。
95.一种装置，其包括：
96.如权利要求95所述的装置，其中所述全厚度热导率是至少30w/m k。
97.如权利要求95或96中任一项所述的装置，其中所述冷却设备包含多个散热片。
98.如权利要求95-97中任一项所述的装置，其中所述组合物被定位在所述热源与所述冷却设备之间。
99.一种方法，其包括：
100.如权利要求99所述的方法，其中，将所述不连续纤维中的至少一些暴露于相变材料包括用所述相变材料覆盖所述基底的至少第一侧。
101.如权利要求99或100中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于相变材料包括用所述相变材料包围所述基底。
102.如权利要求99-101中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于所述相变材料包括用所述相变材料涂覆所述基底的第一侧。
103.如权利要求99-102中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于所述相变材料包括用所述相变材料涂覆所述基底的第一侧但不用所述相变材料涂覆所述基底的第二侧。
104.如权利要求103所述的方法，其进一步包括在所述基底的所述第二侧上涂覆涂层材料。
105.如权利要求104所述的方法，其中所述涂层材料和所述相变材料具有不同的组成。
106.如权利要求99-105中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于所述相变材料包括将所述基底的至少一部分嵌入在所述相变材料内。
107.如权利要求99-106中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于所述相变材料包括将所述整个基底嵌入在所述相变材料内。
108.如权利要求99-107中任一项所述的方法，其进一步包括向所述相变材料施加压力以使所述相变材料围绕所述不连续纤维中的至少一些流动。
109.如权利要求99-108中任一项所述的方法，其进一步包括使用重力使所述相变材料围绕所述不连续纤维中的至少一些流动。
110.如权利要求99-109中任一项所述的方法，其进一步包括使用毛细管作用使所述相变材料围绕所述不连续纤维中的至少一些流动。
111.如权利要求99-110中任一项所述的方法，其进一步包括使所述基底和/或所述相变材料与热源接触。
112.如权利要求99-111中任一项所述的方法，其进一步包括使所述基底和/或所述相变材料与冷却设备接触。
113.一种方法，其包括：
114.如权利要求113所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于相变材料包括用所述相变材料覆盖所述基底的至少第一侧。
115.如权利要求113或114中任一项所述的方法，其中将所述不连续纤维中的至少一些暴露于相变材料包括用所述相变材料包围所述基底。
116.一种装置，其包括：
117.如权利要求116所述的装置，其中所述全厚度热导率是至少30w/m k。
118.一种装置，其包括：
119.如权利要求118所述的装置，其中所述全厚度热导率是至少30w/m k。
120.一种组合物，其包含：
121.一种装置，其包括：
122.一种方法，其包括：
123.一种组合物，其包含：
124.如权利要求123所述的组合物，其中所述基底不含金属。
125.如权利要求123或124中任一项所述的组合物，其中所述基底的至少50vol％包含碳纤维。
126.如权利要求125所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少30vol％是基本上对齐的。
127.如权利要求123-126中任一项所述的组合物，其中所述基底在全厚度方向上具有至少5w/m k的热导率。
128.如权利要求123-127中任一项所述的组合物，其中所述基底在全厚度方向上具有至少20w/m k的热导率。
129.如权利要求123-128中任一项所述的组合物，其中所述基底包括金属。
130.如权利要求123-129中任一项所述的组合物，其中所述基底包括陶瓷。
131.如权利要求123-130中任一项所述的组合物，其中所述基底包括聚合物。
132.如权利要求131所述的组合物，其中所述聚合物包括热塑性聚合物。
133.如权利要求131或132中任一项所述的组合物，其中所述聚合物包括热固性聚合物。
134.如权利要求123-133中任一项所述的组合物，其中所述基底包括颗粒。
135.如权利要求134所述的组合物，其中所述颗粒包括金属。
136.如权利要求134或135中任一项所述的组合物，其中所述颗粒包括陶瓷。
137.一种装置，其包括：
138.如权利要求137所述的装置，其中所述基底不含金属。
139.如权利要求137或138中任一项所述的装置，其中所述基底的至少50vol％包含碳纤维。
140.如权利要求139所述的装置，其中所述基底内的所述纤维的至少30vol％是基本上对齐的。
141.如权利要求137-140中任一项所述的装置，其中所述基底在全厚度方向上具有至少5w/m k的热导率。
142.如权利要求137-141中任一项所述的装置，其中所述基底在全厚度方向上具有至少20w/m k的热导率。
143.如权利要求137-142中任一项所述的装置，其中所述基底包括金属。
144.如权利要求137-143中任一项所述的装置，其中所述基底包括陶瓷。
145.如权利要求137-144中任一项所述的装置，其中所述基底包括聚合物。
146.如权利要求145所述的装置，其中所述聚合物包括热塑性聚合物。
147.如权利要求145或146中任一项所述的装置，其中所述聚合物包括热固性聚合物。
148.如权利要求137-147中任一项所述的装置，其中所述基底包括颗粒。
149.如权利要求148所述的装置，其中所述颗粒包括金属。
150.如权利要求148或149中任一项所述的装置，其中所述颗粒包括陶瓷。
151.一种组合物，其包含：
152.如权利要求151所述的组合物，其中所述基底的至少50vol％包含碳纤维。
153.如权利要求152所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少30vol％是基本上对齐的。
154.如权利要求152或153中任一项所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少50vol％是基本上对齐的。
155.如权利要求152-154中任一项所述的组合物，其中所述基底内的所述纤维的至少80vol％是基本上对齐的。
156.如权利要求152-155中任一项所述的组合物，其中所述纤维的至少50％具有在所述纤维的平均对齐的20°内的对齐。
157.如权利要求151-156中任一项所述的组合物，其中所述基底包括金属。
158.如权利要求151-157中任一项所述的组合物，其中所述基底包括陶瓷。
159.如权利要求151-158中任一项所述的组合物，其中所述基底包括聚合物。
160.如权利要求159所述的组合物，其中所述聚合物包括热塑性聚合物。
161.如权利要求159或160中任一项所述的组合物，其中所述聚合物包括热固性聚合物。
162.如权利要求151-161中任一项所述的组合物，其中所述基底包括颗粒。
163.如权利要求162所述的组合物，其中所述颗粒包括金属。
164.如权利要求162或163中任一项所述的组合物，其中所述颗粒包括陶瓷。
165.一种装置，其包括：
