(57)【要約】  マトリックス及びその中に分散されたカプセル化相変化材料粒子から製造される組成物、並びにそれを用いて組み立てられた電子デバイスが提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費者向け電子製品であって：
内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジングと；
少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置されている、マトリックス及びその中に分散されたカプセル化相変化材料粒子を含む組成物と；
以下：
Ｉ．
半導体チップ；
ヒートスプレッダ；及び
それらの間の熱伝導材料、又は
ＩＩ．
ヒートスプレッダ；
ヒートシンク；及び
それらの間の熱伝導材料
のうちの少なくとも一方を備えたアッセンブリを備えた少なくとも１つの半導体パッケージと、を備えた製品。
【請求項２】
半導体アセンブリから発生した熱を製品から消散させるための通気要素をさらに備えた、請求項１に記載の製品。
【請求項３】
ハウジングが、少なくとも２つの基板を備えた、請求項１に記載の製品。
【請求項４】
ハウジングが、複数の基板を備えた、請求項１に記載の製品。
【請求項５】
基板が、互いに係合するように寸法付けられ、かつ配置されている、請求項１に記載の製品。
【請求項６】
組成物が、少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置され、それに相補的な外面が、使用時にエンドユーザと接触することとなる、請求項１に記載の製品。
【請求項７】
断熱要素をさらに備えた、請求項１に記載の製品。
【請求項８】
組成物中の断熱要素が気体を含む、請求項７に記載の製品。
【請求項９】
組成物中の断熱要素が空気を含む、請求項７に記載の製品。
【請求項１０】
組成物中の断熱要素が、中空球状ベッセル内の気体を含む、請求項７に記載の製品。
【請求項１１】
断熱要素が、組成物中２５体積％から９９体積％の範囲内の濃度で使用される、請求項７に記載の製品。
【請求項１２】
熱伝導性粒子をさらに含む、請求項１に記載の製品。
【請求項１３】
熱伝導性粒子が、アルミニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムケイ素、又は窒化アルミニウムのうちの１又は複数である、請求項１２に記載の製品。
【請求項１４】
組成物が、電子部品からヒートシンクへの熱の伝達を容易にする、請求項１に記載の製品。
【請求項１５】
カプセル化相変化材料が、約３０℃から約１００℃の範囲の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項１６】
熱伝導材料が、およそ３７℃の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項１７】
熱伝導材料が、およそ４３℃の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項１８】
カプセル化相変化材料が、およそ３７℃の融点を有する請求項１に記載の製品。
【請求項１９】
カプセル化相変化材料が、およそ４３℃の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項２０】
熱伝導材料が、およそ５２℃の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項２１】
カプセル化相変化材料が、およそ５２℃の融点を有する、請求項１に記載の製品。
【請求項２２】
製品が、ノートブック型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、又は携帯用デバイスである、請求項１に記載の製品。
【請求項２３】
マトリックスが、感圧接着剤、アクリルエマルジョン、又はラジカル硬化性組成物を含む、請求項１に記載の製品。
【請求項２４】
マトリックス；及び
カプセル化相変化材料粒子
を含む、組成物。
【請求項２５】
断熱要素をさらに含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２６】
熱伝導性粒子をさらに含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２７】
マトリックスが、感圧接着剤、アクリルエマルジョン、又はラジカル硬化性組成物を含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２８】
金属基板、金属被覆ポリマー基板、グラファイト基板、又は金属被覆グラファイト基板上に配置されている、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２９】
チキソトロピー付与剤をさらに含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３０】
チキソトロピー付与剤が、チキソトロピーを、組成物のチキソトロピー指数値に関して、チキソトロピー付与剤を含まない組成物の少なくとも１０倍高い値に増大させる、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３１】
カプセル化相変化材料粒子の表面の少なくとも一部が伝導性材料で被覆されている、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３２】
伝導性材料が、銀又はニッケルである、請求項３１に記載の組成物。
【請求項３３】
内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジング、並びに
基板の内面の少なくとも一部上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物
を備えた、物品。
【請求項３４】
少なくとも２つの表面を有する電源モジュール、及び
表面のうちの一方の少なくとも一部上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物
を備えた、電源モジュールアセンブリ。
【請求項３５】
マトリックスが、（メタ）アクリレート、マレイミド−、イタコンイミド−、又はナジイミド−含有化合物のうちの１又は複数を含む、請求項１に記載の製品。
【請求項３６】
マトリックスが、（メタ）アクリレート、マレイミド−、イタコンイミド−、又はナジイミド−含有化合物のうちの１又は複数を含む、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３７】
マトリックスが、（メタ）アクリレート、マレイミド−、イタコンイミド−、又はナジイミド−含有化合物のうちの１又は複数を含む、請求項３４に記載の電源モジュールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、マトリックス及びその中に分散されたカプセル化相変化材料粒子から製造される組成物、並びにそれを用いて組み立てられた電子デバイスが提供される。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の簡単な説明
熱管理材料は、回路により発生する熱を放散させることでよく知られており、また電子デバイス内の戦略的な位置に設置されたファンも、回路又はサーマルモジュールから熱を奪う。余分な熱は、半導体パッケージとヒートシンク又はサーマルモジュールとの間にしばしば配置される熱伝導材料（「ＴＩＭ」）を用いて、半導体パッケージからヒートシンク又はサーマルモジュールにそらされる。
【０００３】
しかしながら、発生した熱を管理するこれらの方策は、熱風を半導体パッケージのすぐ周囲の環境からデバイスのハウジングの内部へ向けるものであるため、新たな問題を引き起こしている。
【０００４】
より具体的には、従来のラップトップ型又はノートブック型コンピュータ（図２に示す）において、キーボードの下方に部品があるハウジングが存在する（図３に示す）。それらの部品には、ヒートシンク、ヒートパイプ（ＣＰＵチップの上側に配置される）、ファン、ＰＣＭＩＡカード用スロット、ハードドライブ、バッテリー、及びＤＶＤドライブ用ベイが含まれる。ハードドライブは左パームレストの下に、そしてバッテリーは右パームレストの下に配置される。しばしば、ハードドライブが高温で動作し、その結果、この熱を放散させるための冷却部品が使用されているにもかかわらず、心地良くないパームレストの接触温度がもたらされる。このため、デバイスの使用時にデバイスの外側の特定の部分で高温に達するために、エンドユーザの消費者の不快感につながる場合がある。
【０００５】
パームレストの位置でエンドユーザが感じる使用温度の高さを和らげるための１つの解決策は、例えば、天然グラファイトヒートスプレッダを戦略的な位置に配置して使用することである。これらのヒートスプレッダは、材料の厚みによって断熱性をもたらしながら、熱を均一に分散することが報告されている。そのような１つのグラファイト材料は、ｅＧｒａｆ（登録商標）ＳｐｒｅａｄｅｒＳｈｉｅｌｄ（商標）として、オハイオ州クリーブランドのＧｒａｆＴｅｃｈ  Ｉｎｃ．から市販されている［Ｍ．Ｓｍａｌｃら、「Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｏｆ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｈｅａｔ  Ｓｐｒｅａｄｅｒｓ」、Ｐｒｏｃ．ＩＰＡＣＫ２００５、Ｉｎｔｅｒｐａｃｋ  ２００５−７３０７３（２００５年７月）を参照されたい。米国特許第６，４８２，５２０号も参照されたい。］。
【０００６】
電子デバイスに使用される半導体パッケージによって発生する熱を管理して、電子デバイスの使用時に発生する熱のためにエンドユーザの消費者が不快に感じないようにする方法の必要性が市場で高まっていることから、代替の熱管理策が望ましく、また有利であろう。この必要性は、半導体チップの設計者は、半導体チップ及び半導体パッケージのサイズ及び形状を縮小させ、その一方でその処理能力を増加させ続けるであろうという認識と拮抗している。小型化と演算能力の向上という競合する利益は、電子デバイスを消費者にとって魅力的なものとするが、そうすることは、半導体チップ及び半導体パッケージが高温条件で動作し続ける原因となり、そして実際、温度条件はますます上昇している。したがって、この高まる必要性を、「表面温度」がより低く、そのため動作中に触れても熱くない、さらに一層強力な消費者向け電子デバイスの設計及び開発を促進する代替技術によって満たすことが有利であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書では、複数のカプセル化相変化材料粒子と任意選択で断熱要素又は伝導性粒子とがその中に分散されたマトリックスを含む組成物が提供される。該組成物は、熱を吸収することができる。このため、組成物は、使用時に、金属基板若しくは金属被覆ポリマー基板、又はグラファイト若しくは金属被覆されたグラファイト（その例としては、Ｃｕ、Ａｌ、及びグラファイト、及びＣｕ−又はＡｌ−被覆グラファイトが挙げられる）などの伝導性材料から構成される熱拡散デバイスの表面の少なくとも一部上に配置され得る。
【０００８】
組成物のマトリックスは、感圧接着剤（「ＰＳＡ」）（一般にそのように呼ばれる接着剤など）、又はアクリルエマルジョンなど、樹脂ベースのものであってよい。加えて、マトリックスは、ＲｅｄＯｘ硬化性組成物、（メタ）アクリレート及び／又はマレイミド−、イタコンイミド−、若しくはナジイミド−含有化合物を含むものなどの、硬化生成物であってもよい。
【０００９】
マトリックスがＰＳＡである場合、組成物を、熱拡散デバイスの表面の少なくとも一部上に配置して、ＥＭＩシールドを提供し、かつ、かかるデバイスの熱特性を強化してもよい。
【００１０】
組成物はまた、ＥＭＩシールドの内部など、冷却を必要とするデバイスの任意の位置に組成物を適用できるように、転写テープの形態で使用するための熱吸収フィルムとしても機能し得る。望ましくは、そのような使用において、カプセル化相変化材料は、その表面の少なくとも一部が金属被膜で被覆されている。
【００１１】
マトリックスがアクリルエマルジョンである場合、組成物を同様に分散させてもよいが、組成物を作動条件に置く前にエマルジョンのキャリア液を蒸発させる。
【００１２】
組成物は、基板上に配置されても、又は２つの基板の間に配置されてもよい。基板は、支持体として機能してもよく、又はヒートスプレッダとして機能してもよく、その場合、支持体は、金属基板若しくは金属被覆ポリマー基板、又はグラファイト若しくは金属被覆グラファイトである伝導性材料から構成され得る。
【００１３】
組成物をバッテリーモジュールのような電源などの物品とともに使用して、動作中に電源によって発生する熱を放散させてもよい。その動作温度は約４０℃に達し得る。この実施形態では、内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジングが、物品を覆って、及び／又は物品の周囲に、かつハウジングの内側に向いた面上に来るように設けられ、そして基板（これは、上述のとおり、支持体として機能するか、又は発生した熱を拡散するのに役立つ熱伝導性を与え得る）上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物が、少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置される。一態様では、カプセル化相変化材料粒子は、該粒子の表面の少なくとも一部上に配置された伝導性材料の層を有していてもよい。伝導性の被膜は、ＥＭＩシールド効果を提供するために、Ａｇ、Ｃｕ、又はＮｉなどの金属性であるべきである。
【００１４】
消費者向け電子製品における使用のための実施形態では、内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジングが設けられ；基板（これは、上述のとおり支持体として機能するか、又は発生した熱を拡散するのに役立つ熱伝導性を与え得る）上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物が設けられ、その層が少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置され；そして、以下のうちの少なくとも一方を備えたアセンブリを備えた少なくとも１つの半導体パッケージが設けられる：
Ｉ．
半導体チップ；
ヒートスプレッダ；及び
それらの間の熱伝導材料（ＴＩＭ１用途としても知られている）
ＩＩ．
ヒートスプレッダ；
ヒートシンク；及び
それらの間の熱伝導材料（ＴＩＭ２用途としても知られている）。
【００１５】
また、本明細書では、そのような消費者向け電子デバイスを製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】複数の半導体パッケージ及び回路が配置されている回路基板を、パッケージ自体のアセンブリ及びパッケージの基板上へのアセンブリに通常使用される電子材料と共に示す破断図である。参照符号１〜１８は、半導体及びプリント回路基板のパッケージング及びアセンブリに使用されるいくつかの電子材料を示す。
【図２】開位置のラップトップ型パーソナルコンピュータを示す図である。
【図３】キーボード及びそのパームレストの下の、ラップトップ型パーソナルコンピュータの内容物の上面図である。
【図４】電子デバイスの全体概略図である。
【図５】タブレットにおける表面温度測定のための位置を示す平面図である。
【図６】熱吸収フィルムの複合層の説明図であり、（Ａ）複数のカプセル化相変化材料粒子がその中に分散されたマトリックスを含む組成物（６１）が伝導性支持体（６２）と接触して配置され、また（Ｂ）複数の金属被覆されたカプセル化相変化材料粒子がその中に分散されたマトリックスを含む組成物（６３）が伝導性支持体（６４）と接触して配置されて、ＥＭＩシールド熱吸収フィルムを形成する。
【図７】本発明の組成物（不図示）がその下に配置されている電源モジュールのタブレットのハウジング内部の上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
詳細な説明
上述のように、本明細書では、複数のカプセル化相変化材料粒子と任意選択で断熱要素又は伝導性粒子とがその中に分散されたマトリックスを含む組成物が提供される。該組成物は、基板上に配置されても、又は２つの基板間に配置されてもよい。基板は、支持体として機能してもよく、又はヒートスプレッダとして機能してもよく、その場合、支持体は、金属基板若しくは金属被覆ポリマー基板、又はグラファイト若しくは金属被覆グラファイトである伝導性材料から構成され得る。
【００１８】
組成物は、カプセル化ＰＣＭが分散されたマトリックス［例えば、ＰＳＡ、アクリルエマルジョン、又はラジカル重合性成分、例えば、（メタ）アクリレート、及び／又はマレイミド−、イタコンイミド−、若しくはナジイミド−含有化合物］を含む。任意選択で、組成物はまた断熱要素をさらに含んでもよい。一実施形態では、金属基板又はグラファイト基板を、組成物を配置する支持体として使用してもよい。この方法では、金属基板又はグラファイト基板は、さらに熱を放散させるヒートスプレッダの役割を果たし得る。
【００１９】
組成物−例えば、カプセル化ＰＣＭが分散されているＰＳＡ−を、銅若しくはアルミニウムのような金属、グラファイト、又は金属被覆グラファイトなどの熱拡散デバイス上に被覆して、かかるデバイスの熱特性を向上させてもよい。
【００２０】
組成物を、熱拡散デバイス上に被覆して、かかるデバイスの熱特性を向上させるだけでなく、ＥＭＩシールドをさらに提供してもよい。
【００２１】
転写テープの形態では、熱吸収フィルムとしての組成物を、ＥＭＩシールドの内側など冷却を必要とする任意の位置に貼付してもよい。例えば図５を参照されたい。
【００２２】
組成物をバッテリーモジュールのような電源などの物品とともに使用して、動作中に電源によって発生する熱を放散させてもよい。その動作温度は約４０℃に達し得る。この実施形態では、内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジングが、物品を覆って、及び／又は物品の周囲に、かつハウジングの内側に向いた面上に来るように設けられ、基板（これは、上述のとおり、支持体として機能するか、又は発生した熱を拡散させるのに役立つ熱伝導性を与え得る）上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物が、少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置される。一態様では、カプセル化相変化材料粒子は、該粒子の表面の少なくとも一部上に配置された伝導性材料の層を有していてもよい。伝導性の被覆は、ＥＭＩシールド効果を提供するために、Ａｇ、Ｃｕ、又はＮｉなどの金属性であるべきである。
【００２３】
消費者向け電子製品における使用のための実施形態では、内面及び外面を有する少なくとも１つの基板を備えたハウジングが設けられ；基板（これは、上述のとおり支持体として機能するか、又は発生した熱を拡散するのに役立つ熱伝導性を与え得る）上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物が設けられ、その層が少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置され；そして、以下のうちの少なくとも一方を備えたアセンブリを備えた少なくとも１つの半導体パッケージが設けられる：
Ｉ．
半導体チップ；
ヒートスプレッダ；及び
それらの間の熱伝導材料（ＴＩＭ１用途としても知られている）
ＩＩ．
ヒートスプレッダ；
ヒートシンク；及び
それらの間の熱伝導材料（ＴＩＭ２用途としても知られている）。
【００２４】
組成物は、消費者向け電子製品のアセンブリに使用してよい。この製品（又は「デバイス」）は、ノートブック型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、又は携帯デバイス、例えば、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、静止画像プレーヤ、ゲームプレーヤ、他のメディアプレーヤ、音楽レコーダ、ビデオレコーダ、カメラ、他のメディアレコーダ、ラジオ、医療機器、屋内電気器具、輸送車両用計器、楽器、計算器、携帯電話、他のワイヤレス通信デバイス、携帯情報端末、遠隔制御装置、ポケットベル、モニタ、テレビ、ステレオ機器、セットアップボックス、セットトップボックス、携帯用ステレオ、モデム、ルータ、キーボード、マウス、スピーカ、プリンタ、及びそれらの組合せから選択され得る。
【００２５】
またデバイスは、半導体アセンブリから発生した熱をデバイスから消散させるための通気要素を含んでもよい。
【００２６】
もちろん、消費者向け電子デバイスには、半導体パッケージに電圧を印加する電源が設けられる。
【００２７】
半導体パッケージは、半導体チップを基板に確実に接着させるために、半導体チップと回路基板との間に配置されるダイ接着材料を用いて形成してもよい。ワイヤボンディングは、チップと基板との間に電気相互接続を形成する。このダイ接着材料は、多くの場合、熱硬化性樹脂マトリックスを用いた高充填材料である。マトリックスは、エポキシ、マレイミド、イタコンイミド、ナジイミド、及び／又は（メタ）アクリレートで構成され得る。充填剤は、伝導性であっても非伝導性であってもよい。いくつかの例では、ダイ接着材料は熱伝導性であり、その場合、半導体パッケージから熱を放散させるのにも役立つ。そのようなダイ接着材料の代表的な市販の例としては、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＱＭＩ５１９ＨＴが挙げられる。
【００２８】
あるいは、半導体パッケージは、その間のスペース内のはんだ相互接続部により回路基板と電気的に接続される半導体チップを用いて形成してもよい。そのスペース内にアンダーフィルシーラントが配置されてもよい。アンダーフィルシーラントも熱硬化性マトリックス樹脂を有し、これは、ダイ接着材料と同様に、エポキシ、マレイミド、イタコンイミド、ナジイミド、及び／又は（メタ）アクリレートから構成され得る。アンダーフィルシーラントはまた、通常、充填されている。しかしながら、充填剤は、一般に非伝導性であり、半導体ダイと回路基板との熱膨張係数の差を吸収する目的で使用される。そのようなアンダーフィルシーラントの代表的な市販の例としては、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＨＹＳＯＬ  ＦＰ４５４９ＨＴが挙げられる。
【００２９】
半導体パッケージを、回路基板上に配置し、そして多くの場合、表面実装接着剤、チップボンダ、又はチップスケールパッケージアンダーフィルシーラントによって取り付けたら、特に環境汚染物からパッケージを保護するために、パッケージをモールドコンパウンドでオーバーモールドしてもよい。モールドコンパウンドは、多くの場合エポキシ系であるが、ベンゾオキサジン及び／又は他の熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。ＧＲ７５０は、半導体デバイスにおける熱管理を改善するために設計された、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているエポキシモールドコンパウンドの例である。
【００３０】
はんだペーストは、回路基板上の様々な部分で、半導体パッケージとアセンブリを電気的に相互接続させる方法で取り付けるために使用される。１つのそのようなはんだペーストは、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＭＵＬＴＩＣＯＲＥ  Ｂｉ５８ＬＭ１００という商品名で市販されている。この無鉛はんだペーストは、熱管理が望ましい用途のために設計されている。
【００３１】
半導体チップ及び半導体パッケージによって発生する熱を効果的に管理するために、熱伝導材料を、放熱が要求される任意の発熱部品、特に半導体デバイス内の発熱部品とともに使用してもよい。そのようなデバイスにおいて、熱伝導材料は、発熱部品とヒートシンクとの間に層を形成し、そして放散すべき熱をヒートシンクに伝達する。熱伝導材料はまた、ヒートスプレッダを含むデバイス内で使用してもよい。そのようなデバイスでは、熱伝導材料の層が発熱部品とヒートスプレッダとの間に配置され、そして熱伝導材料の第２の層がヒートスプレッダとヒートシンクとの間に配置される。
【００３２】
熱伝導材料は、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＰＯＷＥＲＳＴＲＡＴＥ  ＥＸＴＲＥＭＥ、ＰｏｗｅｒｓｔｒａｔｅＸｔｒｅｍｅ、又はＰＳＸという商品名で市販されているものなどの相変化材料であってよい。２つの剥離ライナーの間の自立フィルムとしてパッケージされ、そしてダイカットとして供給されて、様々な用途に適合するように機能するこの熱伝導材料は、例えばヒートシンクと様々な放熱部品との間で使用するのに好適な再加工可能な相変化材料である。この材料は、相変化温度で流動して部品の表面形状に適合する。熱伝導材料は、相変化材料の形態にある場合、およそ５１℃から約６０℃の融点を有する。
【００３３】
流動すると、界面から空気が放出され、熱インピーダンスが低下し、高効率の熱伝達材料として機能する。
【００３４】
熱伝導材料は、（ａ）６０重量％から９０重量％のパラフィン；（ｂ）０重量％から５重量％の樹脂；及び（ｃ）１０重量％から４０重量％の金属粒子、例えば電気伝導性充填剤などから構成され得る。電気伝導性充填剤は通常、グラファイト、ダイヤモンド、銀、及び銅から選択されたものである。あるいは、電気伝導性充填剤は、球状アルミナなどのアルミニウムであってもよい。
【００３５】
熱伝導材料に使用するのに好適な金属粒子は、可融性金属粒子、典型的には、はんだとして使用される低融点金属又は金属合金であり得る。そのような金属の例には、ビスマス、スズ、及びインジウムが含まれ、また、銀、亜鉛、銅、アンチモン、及び銀被覆窒化ホウ素も含まれ得る。一実施形態では、金属粒子は、スズ、ビスマス、又は両方から選択される。別の実施形態では、インジウムも存在することとなる。上記金属の合金も使用することができる。
【００３６】
スズ対ビスマスの重量比がＳｎ４８Ｂｉ５２であるスズ及びビスマス粉末の共晶合金（融点１３８℃）を、特にインジウム粉末（融点１５８℃）との組合せで使用してもよく、その場合、インジウムは、Ｓｎ：Ｂｉ合金と１：１の重量比で存在する。
【００３７】
金属粒子及び／又は合金は、熱伝導材料の５０から９５重量％の範囲の組成で存在すべきである。
【００３８】
熱伝導材料はまた、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＴＧ１００、ＣＯＴ２０２３２−３６Ｉ１、又はＣＯＴ２０２３２−３６Ｅ１という販売名で市販されているものなどの、熱グリースであってもよい。ＴＧ１００は、高温熱伝達用に設計された熱グリースである。使用時、ＴＧ１００は、発熱デバイスと、それが実装される表面又は他の放熱面との間に配置される。この製品は、優れた耐熱性をもたらし、高い熱伝導性を提供するとともに、広い動作温度範囲にわたって実質的に蒸発しない。加えて、ＣＯＴ２０２３２−３６Ｅ１及びＣＯＴ２０２３２−３６Ｉ１は、この場合高出力フリップチップ用途のために設計された、ＴＩＭ１タイプの材料である。これらの製品は、軟質ゲルポリマー又は硬化性マトリックスを含み、これは、硬化後、その内部に低融点合金を含む相互貫入網目構造を形成する。低融点合金は、可融金属はんだ粒子、特に、基本元素（ｅｌｅｍｅｎｔａｌ）はんだ粉末及び任意選択ではんだ合金を含む、実質的に鉛が添加されていないものであり得る。
【００３９】
使用時の熱伝導材料は、熱インピーダンスが０．２（℃ｃｍ２／ワット）未満であるべきである。
【００４０】
ハウジングは、少なくとも２つの基板、多くの場合複数の基板を備えている。基板は、互いに係合するように寸法付けられ、かつ配置される。消費者向け電子デバイスの内部から発散される熱を管理するため、また、いわゆる「表面温度（ｓｋｉｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」を制御するために、ハウジングと発熱する半導体デバイスとの間に温度管理ソリューションを設けることが多くの場合望ましい。
【００４１】
ここで、そのソリューションは、熱吸収組成物及び／又は断熱組成物であり、より具体的には、シェル内にカプセル化され、マトリックス中に分散されている相変化材料（ＰＣＭ）、例えば感圧接着剤である。カプセル化ＰＣＭの概観については、例えば、Ｐａｒａｍｏｄ  Ｂ  Ｓａｌｕｎｋｈｅら、「Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  ｓｙｓｔｅｍ」、Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ、１６、５６０３−１６（２０１２年）を参照されたい。
【００４２】
ＰＣＭは、有機材料又は無機材料で構成され得る。例えば、ＰＣＭにおいて有用な有機材料としては、パラフィン、脂肪酸、エステル、アルコール、グリコール、又は有機共晶が挙げられる。またペトロラタム、蜜蝋、バーム蝋、鉱蝋、グリセリン、及び／又は特定の植物油を使用してもよい。ＰＣＭにおいて有用な無機材料としては、塩水和物及び低融点金属共晶が挙げられる。パラフィンは、標準的商用グレードであってよく、融点が約４０℃未満のパラフィン蝋を含むべきである。そのようなパラフィン蝋の使用により、マトリックスが約３７℃未満の温度でその固体状態から液体状態に転移できるようになる。パラフィンに加えて、上述のように、ペトロラタム、蜜蝋、バーム蝋、鉱蝋、グリセリン、及び／又は特定の植物油を使用してＰＣＭを形成してもよい。例えば、パラフィン成分とペトロラタム成分を、それら成分の比率（すなわち、パラフィン対ペトロラタム）が約１．０：０から３．０：１重量％の間になるようにブレンドしてもよい。これに関連して、ペトロラタム成分が例えばパラフィン成分に対して増加するに従って、ＰＣＭの柔らかさが増大する。
【００４３】
市販の代表的なＰＣＭの例としては、ＭＰＣＭ−３２、ＭＰＣＭ−３７、ＭＰＣＭ−４３、ＭＰＣＭ−５２、及び銀被覆ＭＰＣＭ−３７が挙げられ、ここで、数字は、ＰＣＭが固体から液体へ相変化する温度を表す。供給元としては、ＰＣＭがＰｕｒｅｔｅｍｐという商品名で販売されているミシガン州プリマスのＥｎｔｒｏｐｙ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  Ｉｎｃ．及びオハイオ州デイトンのＭｉｃｒｏｔｅｋ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．が挙げられる。Ｍｉｃｒｏｔｅｋは、カプセル化ＰＣＭを高い融解熱を有するカプセル化物質からなるものと説明している。相変化材料は、繊維製品、建築材料、包装体、及び電子機器などの製品内で制御された温度を維持するために、熱エネルギーを吸収及び放出する。カプセル壁又はシェルは、ＰＣＭのための超小型の容器を提供する。たとえコアが液状であっても、カプセルは依然として固体としての役割を果たし、ＰＣＭが「溶けてなくなる」ことがないようにする。
【００４４】
ＰＣＭ自体は、所定の温度範囲で、固体又は非流動性から、液体又は流動性への相変化がそれぞれ起こるようなものであるべきである。
【００４５】
特定用途のためのＰＣＭを選択するには、デバイスの動作温度がＰＣＭの転移温度と合致しているべきである。本明細書において使用されるＰＣＭは、約３０℃から約１００℃の範囲内、並びに、その範囲内で２℃及び５℃ずつ増加する全ての範囲内の溶融範囲を有する。ＰＣＭを電源モジュールとともに使用しようとする場合、溶融温度は、電源モジュールが常動作する温度に近いため、約４０℃未満が望ましい。ＰＣＭをコンピュータ処理装置（ＣＰＵ）とともに使用しようとする場合、溶融温度は、ＣＰＵが通常動作する温度範囲であるため、約５０℃から約９０℃の範囲が望ましい。
【００４６】
ＰＣＭに使用される構成成分の融点は、デバイスが動作する温度より低く選択されることが有利である。これに関して、パラフィン成分が使用されるＰＣＭは、消費者向け電子デバイスの動作中、かつデバイスがそのような高い温度で動作するような時間中のみ、液体状態であることが想定される。結果として、吸熱及び放熱はそれぞれ、本発明が配置される消費者向け電子デバイスの動作温度範囲にわたって、液体状態と固体状態との間で調節される。これは、消費者向け電子デバイスの使用時にエンドユーザが体感する温度が最低限になるように消費者向け電子デバイスの「表面」温度を調整するのに役立つ。
【００４７】
ＰＣＭマトリックスが固体から液体状態へ相転移するに従い、マトリックスは、マトリックスが液体状態に変換されるまで熱を吸収し、この場合、消費者向け電子デバイスの動作温度において通常はゲル状状態である。
【００４８】
ＰＣＭマトリックスが液体から固体状態へ変化するに従い、液体状態は、マトリックスが固体状態に変換されるまで、吸収された熱を放出する。
【００４９】
ＰＣＭマトリックスの融点は、消費者向け電子デバイスの所望の動作温度範囲内にあるべきである。
【００５０】
ＰＣＭマトリックスはまた、高い潜熱拡散を有するべきである。
【００５１】
ＰＣＭマトリックスは、複数回の凝固（ｆｒｅｅｚｅ）−溶融サイクル後に劣化すべきでない。
【００５２】
ＰＣＭは、ＰＳＡ；アクリルエマルジョン；又は（メタ）アクリレート、マレイミド−、イタコンイミド−、若しくはナジイミド−含有化合物のうちの１若しくは複数であってよいマトリックス中に分散される。ＰＳＡは、通常、アクリルポリマー、例えば以下の組成を有するもの、又は以下を重合することによって調製することができるものから製造される：（ｉ）式ＣＨ２＝ＣＨ（Ｒ１）（ＣＯＯＲ２）（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ２は、Ｃ１−２０、好ましくはＣ１−８アルキル鎖である）のアクリル又はメタクリル酸誘導体（例えば、メタクリル酸エステル）であるアクリルモノマー、及び（ｉｉ）下記に詳述するペンダント反応性官能基を有するモノマーであって、モノマー（ｉｉ）の量は、アクリルポリマー１００ｇ当たり約０．００１から約０．０１５当量である。例えば、Ｃ．Ｈｏｕｔｍａｎら、「Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ−ｂａｓｅｄ  Ａｃｒｉｌｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｓｉｖｅ  Ｆｉｌｍｓ  ｉｎ  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ」、２０００ＴＡＰＰＩ  Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ワシントンＤ．Ｃ．（２０００年３月５−８日）を参照されたい。
【００５３】
重合プロセスについて、成分（ｉ）及び（ｉｉ）のモノマーは、適宜、ラジカル重合によってアクリルポリマーに変換される。モノマーは、結果として生じるポリマーが、Ｄ．Ｓａｔａｓ、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ、ニューヨーク州（１９８９年）に従ってＰＳＡを調製するのに使用できるように選択される。
【００５４】
モノマー混合物（ｉ）の成分として有用なアクリレート及び／又はメタクリレートの例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸ｎ−ヘプチル、及びアクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ノニル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸シクロヘキシル、並びに、アクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、及びアクリル酸イソオクチルなどの分岐（メタ）アクリル異性体が挙げられる。
【００５５】
例示的なアクリルモノマー混合物（ｉ）は、Ｔｇ値が０℃未満であり、かつ、重量平均分子量が、約１０，０００から約２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば５０，０００から１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの間、望ましくは１００，０００から７００，０００ｇ／ｍｏｌの間である。混合物（ｉ）は、０℃未満のホモポリマーＴｇを有するのであれば、単一モノマーであってもよい。
【００５６】
好適なモノマー（ｉｉ）の例は、接着フィルムに生強度を与えることができるモノマーであり、脂環式エポキシドモノマーＭ１００及びＡ４００（ダイセル）、オキセタンモノマーＯＸＥ−１０（Ｋｏｗａ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）、メタクリル酸ジシクロペンタジニエルエポキシド（ＣＤ５３５、ペンシルベニア州エクストンのＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．から市販されている）、及び４−ビニル−１−シクロヘキセン−１，２−エポキシド（Ｄｏｗから市販されている）が挙げられる。
【００５７】
アクリルポリマーは、ポストＵＶカチオン活性化反応を受け、それにより、接着フィルムに高温保持強度を与えることが可能である。アクリルポリマーは、以下の組成を有するもの、又は以下を重合することによって調製できるものである：（ｉ）式ＣＨ２＝ＣＨ（Ｒ１）（ＣＯＯＲ２）（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｒ２は、Ｃ１−２０アルキル鎖である）のアクリル又はメタクリル酸誘導体であるアクリルモノマー、並びに（ｉｉ）（１）脂環式エポキシド、オキセタン、ベンゾフェノン、又はその混合物と、（２）モノ置換オキシランとの両方から選択されるペンダント反応性官能基の組み合わせを有するモノマー。モノマー（ｉｉ）の量は、アクリルポリマー１００ｇ当たり約０．００１から約０．０１５当量である。アクリルポリマーは、本質的にマルチ−（メタ）アクリレート、ポリオール又はＯＨ−官能基を含んでおらず、かつ、ポリマーは重合後も実質的に線状のままである。より好ましい実施形態では、モノマー（ｉｉ）の量は、アクリルポリマー１００ｇ当たり約０．００２から約０．０１当量である。
【００５８】
調製されるアクリルポリマーは、一般に、重量平均分子量（ＭＷ）が、１０，０００から２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば５０，０００から１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの間、例えば１００，０００から７００，０００ｇ／ｍｏｌの間である。ＭＷは、ゲル浸透クロマトグラフィー又はマトリックス支援レーザー脱離／イオン化質量分析によって測定される。
【００５９】
モノマー（ｉｉ）として有用なモノ置換オキシランの例としては、グリシジルメタクリレート、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、脂環式エポキシドモノマーＭ１００及びＡ４００、ＯＸＥ−１０、ＣＤ５３５エポキシド、及び４−ビニル−１−シクロヘキセン−１，２−エポキシドが挙げられる。
【００６０】
ＰＳＡはまた、界面活性剤、可塑剤、粘着付与剤、及び充填剤などの様々な他の添加物を含んでいてもよく、それらは全て、ＰＳＡの調製に従来使用されている。添加される可塑剤としては、低分子量アクリルポリマー、フタレート、ベンゾエート、アジペート、又は可塑剤樹脂が、数少ない候補である。添加される粘着付与剤又は粘着付与樹脂としては、文献に記載されている任意の既知の粘着付与樹脂を使用することが可能である。限定されない例としては、ピネン樹脂、インデン樹脂、及びそれらの不均化、水素化、重合、及びエステル化誘導体及び塩、脂肪族及び芳香族の炭化水素樹脂、テルペン樹脂、テルペン−フェノール樹脂、Ｃ５樹脂、Ｃ９樹脂、及び他の炭化水素樹脂が挙げられる。結果として得られる接着剤の特性を望まれる最終特性に従って調整するために、これらの又は他の樹脂の任意の所望の組み合わせを使用してよい。
【００６１】
ＰＳＡは、老化抑制剤、酸化防止剤、光安定剤、配合剤、及び／又は促進剤など、１つ又は複数の添加剤とさらにブレンドしてもよい。
【００６２】
好適なＰＳＡの市販の代表的な例としては、米国、カリフォルニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＤＵＲＯＴＡＫという商品名で、又はＦｒａｎｋｌｉｎ  ＡｄｈｅｓｉｖｅｓからＣＯＶＩＮＡＸという商品名で入手可能なものが挙げられる。
【００６３】
また、（メタ）アクリレート、及び／又はマレイミド−、イタコンイミド−、若しくはナジイミド−含有化合物などのラジカル硬化性成分をマトリックスとして使用してもよい。
【００６４】
（メタ）アクリレートは、様々な材料から選択され得る。そのような材料の例としては、（メタ）アクリレート官能化ポリマー（ここでは、ポリマーという用語は、オリゴマー及びエラストマーも包含する）、例えば、ウレタン又はポリブタジエンが挙げられる。１つの特に望ましい例は、ポリブタジエン−ジメタクリレートであり、その市販の例は、ペンシルベニア州エクストンのＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｉｎｃ．からのＣＮ  ３０３として知られている。
【００６５】
マレイミド−、ナジイミド−、又はイタコンイミド−含有化合物として、下記の各一般構造式を有する化合物を使用してもよい：
【００６６】
【化１】
2018534791.tif 000002
（式中、ここで、ｍは１〜１５であり、ｐは０〜１５であり、各Ｒ２は、水素又は低級アルキル（Ｃ１−５など）から独立して選択され、そしてＪは、有機基又はオルガノシロキサン基、及びそれらの２種以上の組み合わせを含む一価又は多価の基である）。
【００６７】
一価又は多価の基としては、典型的には約６から約５００個までの範囲の炭素原子を有するヒドロカルビル又は置換ヒドロカルビル種が挙げられる。ヒドロカルビル種は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アリールアルケニル、アルケニルアリール、アリールアルキニル、及びアルキニルアリールであり得る。
【００６８】
さらに、Ｘは、典型的には約６から約５００個までの範囲の炭素原子を有するヒドロカルビレン又は置換ヒドロカルビレン種であってもよい。ヒドロカルビレン種の例としては、これらに限定されるものではないが、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、シクロアルキレン、シクロアルケニレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリールアルキレン、アリールアルケニレン、アルケニルアリーレン、アリールアルキニレン、及びアルキニルアリーレンが挙げられる。
【００６９】
マレイミド、イタコンアミド、又はナジイミドは、液体の形態であっても固体の形態であってもよい。
【００７０】
望ましい実施形態では、マレイミド、イタコンアミド、又はナジイミド官能基は、マレイミド含有化合物を液体の状態にするのに十分な長さ及び分岐を有する多価の基によって隔てられている。マレイミド、イタコンアミド、又はナジイミド化合物は、マレイミド、イタコンアミド、又はナジイミド官能基の間に分岐鎖アルキレンを含む、マレイミド官能基の間のスペーサーを含んでもよい。
【００７１】
マレイミド含有化合物の場合、マレイミド化合物は、望ましくは、ステアリルマレイミド、オレイルマレイミド、ビフェニルマレイミド、若しくは１，２０−ビスマレイミド−１０，１１−ジオクチル−エイコサン、又は上記の組み合わせである。
【００７２】
マレイミド含有化合物の場合にはまた、マレイミド化合物は、無水マレイン酸と二量体アミドとの反応によって調製されるか、又は、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、ポリオキシプロピレンアミン、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、又はそれらの組み合わせから調製されてもよい。
【００７３】
特に望ましいマレイミド及びナジイミドとしては、以下のものが挙げられる：
【００７４】
【化２】
2018534791.tif 000003
（式中、ここで、Ｒ５及びＲ６は、シラン、ケイ素、酸素、ハロゲン、カルボニル、ヒドロキシル、エステル、カルボン酸、尿素、ウレタン、カルバメート、硫黄、スルホネート、及びスルホンから選択されるメンバーによる置換又は割り込みを有するか又は有しない、約６から約１００個の炭素原子を有するアルキル、アリール、アラルキル、又はアルカリール基からそれぞれ選択される）
【００７５】
他の望ましいマレイミド、ナジイミド、及びイタコンイミドとしては、以下のものが挙げられる：
【００７６】
【化３】
2018534791.tif 000004
【００７７】
【化４】
2018534791.tif 000005
【００７８】
【化５】
2018534791.tif 000006
【００７９】
【化６】
2018534791.tif 000007
【００８０】
【化７】
2018534791.tif 000008
【００８１】
本発明の組成物は：
例えば１０体積％から８０体積％の、マトリックス；及び
例えば２０体積％から９０体積％の、カプセル化ＰＣＭ；及び
任意選択で、断熱要素又は伝導性粒子
を含む。
【００８２】
カプセル化ＰＣＭ含有マトリックスに断熱要素が含まれることが望ましい場合がある。そのような断熱剤の代表的な市販の例としては、中空球状ベッセル、例えば、Ｈｅｎｋｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによりＤＵＡＬＩＴＥという商品名で、又はＡｋｚｏ  ＮｏｂｅｌによりＥＸＰＡＮＣＥＬという商品名で販売されているもの、例えばＤＵＡＬＩＴＥ  Ｅが挙げられる。ＤＵＡＬＩＴＥ  Ｅは、それがコスト削減又は軽量化成分として使用される最終製品の熱伝導性を低下させるのに推奨される。ＤＵＡＬＩＴＥ  Ｅの使用は、最終製品に安定した中空の独立気泡の空隙を導入すると報告されている。
【００８３】
加えて、その中に気体が配置されている孔又は間隙を有する固体材料を、中空球状ベッセルの代替として又はそれと組み合わせて使用してもよい。この点に関して、断熱要素は、実質的に中実の球状粒子の間隙内に配置される気体を含んでもよい。そのような断熱要素の代表的な市販の例としては、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによってＡＥＲＯＧＥＬ  ＮＡＮＯＧＥＬという商品名で販売されているものが挙げられる。製造業者によれば、それらは、最大５％の固体及び９５％の空気から構成された、非常に小さい細孔を有するガラスストランドの格子状ネットワークで構成された、軽量の絶縁シリカ材料と説明されている。この構造は、優れた絶縁性、光透過性、及び撥水性をもたらすと報告されている。このシリカ材料は、平均孔径が２０ナノメートルのナノ多孔質シリカである。この小さな細孔径及び構造は、空気流を捕捉して、熱損失及び太陽熱の取得を妨げる。
【００８４】
使用される場合、断熱要素は、熱吸収及び／又は断熱性組成物を形成するために、マトリックス中２５体積％から９９体積％の濃度でマトリックス中に配置される。
【００８５】
述べたように、本発明の組成物はまた、熱伝導性のものなどの伝導性粒子を含んでもよい。例えば、そのような粒子は、アルミニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムケイ素酸化物、及び窒化アルミニウムから選択され得る。
【００８６】
使用される場合、熱伝導性粒子は、マトリクス中２５体積％から９９体積％の濃度でマトリックス中に配置される。
【００８７】
組成物はまた、チキソトロピー付与剤を含んでもよい。チキソトロピー付与剤は、チキソトロピーを、組成物のチキソトロピー指数値に関して、チキソトロピー付与剤を含まない組成物の少なくとも１０倍高い値に増大させる。この薬剤の例としては、尿素−ウレタン、ヒドロキシ又はアミン変性脂肪族炭化水素（例えば、ＴＨＩＸＡＴＲＯＬ  ＳＴのようなヒマシ油系レオロジー添加剤）、液体ポリエステル−アミド系レオロジー添加剤、ポリアクリルアミド、ポリイミド、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、及びこれらの組み合わせから選択されるポリマーマトリックスが挙げられる。またＡＥＲＯＳＩＬ８２００などのヒュームドシリカを、単独で、又はポリマーマトリックスと組み合わせて、チキソトロピー付与剤として使用してもよい。チキソトロピー付与剤の添加によって、わずか５％から１５％、望ましくは７から１０％のポリマーマトリックスを使用しながら、かなり高い温度、例えば、最大約１８０°Ｆ（８２℃）又はそれ以上において非流動性であることができるようになるはずである。
【００８８】
本発明の組成物は、基板の表面の少なくとも一部に層又は被膜として配置されてよい。そのように形成された被膜は、使用時に半導体パッケージから発生する熱の基板を介した伝熱に対する障壁の形成に役立つのに十分な厚さであるが、消費者向け電子デバイスのアセンブリ及び／又は動作を妨害するほど厚くはない。
【００８９】
本発明の組成物は、ハウジングを構成する少なくとも１つの基板の内面の少なくとも一部上に配置されるべきであり、その相補的な外面は、使用時にエンドユーザと接触することになる。よって、図２を参照すると、パームレストが、ラップトップ型又はノートブック型のパーソナルコンピュータにおけるこの位置の良い例となるであろう。
【００９０】
図１を参照すると、回路基板の破断図が示されている。回路基板上には、複数の半導体パッケージ及び回路が、パッケージ自体のアセンブリ及びパッケージの基板上へのアセンブリに通常使用される電子材料、並びに該回路基板がその中で使用される電子デバイスのハウジングの一部と共に配置される。図１において、１は、表面実装接着剤（ＬＯＣＴＩＴＥ  ３６０９及び３６１９など）を指し；２は、本明細書においてより詳細に記載されるような熱伝導材料を指し；３は、低圧モールディング材料（ＭＭ６２０８など）を指し；４は、フリップチップオンボードアンダーフィル（ＨＹＳＯＬ  ＦＰ４５３１など）を指し；５は、液体封止剤グロブトップ（ＨＹＳＯＬ  Ｅ０１０１６及びＥ０１０７２など）を指し；６は、シリコーン封止剤（ＬＯＣＴＩＴＥ  ５２１０など）を指し；７は、ガスケットコンパウンド（ＬＯＣＴＩＴＥ  ５０８９など）を示し；８は、チップスケールパッケージ／ボールグリッドアレイアンダーフィル（ＨＹＳＯＬ  ＵＦ３８０８及びＥ１２１６など）を指し；９は、フリップチップエアーパッケージアンダーフィル（ＨＹＳＯＬ  ＦＰ４５４９  ＨＴなど）を指し；１０は、コーティングパウダー（ＨＹＳＯＬ  ＤＫ７−０９５３Ｍなど）を指し；１１は、機械的モールディングコンパウンド（ＨＹＳＯＬ  ＬＬ−１０００−３ＮＰ及びＧＲ２３１０など）を指し；１２は、ポッティングコンパウンド（Ｅ＆Ｃ  ２８５０ＦＴなど）を指し；１３は、オプトエレクトロニック（Ａｂｌｅｓｔｉｋ  ＡＡ５０Ｔなど）を指し；１４は、ダイ接着剤（Ａｂｌｅｓｔｉｃｋ  ００８４−１ＬＭ１ＳＲ４、８２９０及びＨＹＳＯＬ  ＯＭＩ５２９ＨＴなど）を指し；１５は、コンフォーマルコーティング（ＬＯＣＴＩＴＥ  ５２９３及びＰＣ４０−ＵＭＦなど）を指し；１６は、フォトニック部品及びアセンブリ材料（ＳＴＹＬＡＳＴ  ２０１７Ｍ４及びＨＹＳＯＬ  ＯＴＯ１４９−３など）を指し；１７は、半導体モールドコンパウンドを指し；１８は、はんだ（Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ  ＢＩ５８ＬＭ１００ＡＡＳ９０Ｖ及び９７ＳＣＬＦ３１８ＡＧＳ８８．５など）を指す。これらの製品の各々は、カリフォリニア州アーバインのＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。
【００９１】
図１の回路基板Ａは、電子デバイスのハウジング（図示せず）の内部に配置される。電子デバイスのハウジングを構成する基板の内側を向く表面の少なくとも一部が断熱要素の層で被覆される（図示せず）。
【００９２】
図４に示すように、電子デバイス１００は、ハウジング１０１、プロセッサ１０２、メモリ１０４、電源１０６、通信回路１０８−１、バス１０９、入力部品１１０、出力部品１１２、及び冷却部品１１８を含み得る。バス１０９は、例えばプロセッサ１０２、メモリ１０４、電源１０６、通信回路１０８−１、入力部品１１０、出力部品１１２、及び冷却部品１１８を含めた電子デバイス１００の様々な部品へ、それらの部品から、又はそれらの部品間で、データ及び／又は電力を伝送する経路を提供する１つ又は複数の有線又は無線接続を含み得る。
【００９３】
メモリ１０４は、限定されるものではないが、ハードドライブ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などの永久メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの半永久メモリ、他の任意の適切な種類の記憶部品、及びそれらの任意の組合せを含めた、１つ又は複数の記憶媒体を含み得る。メモリ１０４は、電子デバイス用途に一時的にデータを記憶するのに使用される１つ又は複数の異なる種類のメモリであってよいキャッシュメモリを含み得る。
【００９４】
電源１０６は、１つ又は複数のバッテリーによって、又は太陽電池を使用する太陽光発電などの自然源から、電子デバイス１００の電子部品に電力を供給することができる。
【００９５】
ユーザが、例えば電子デバイスパッド、ダイヤル、クリックホイール、スクロールホイール、タッチスクリーン、１つ又は複数のボタン（例えばキーボード）、マウス、ジョイスティック、トラックボール、マイクロフォン、カメラ、ビデオレコーダ、及びそれらの任意の組合せによって、デバイス１００と相互作用又はインターフェース接続できるように、１つ又は複数の入力部品１１０が設けられ得る。
【００９６】
例えば音響スピーカ、ヘッドフォン、信号ラインアウト、視覚表示装置、アンテナ、赤外線ポート、ランブラ、バイブレータ、及びそれらの任意の組合せによって、情報（例えば、テキスト、グラフィック、可聴、及び／又は触覚情報）をデバイス１００のユーザに提示するように、１つ又は複数の出力部品１１２を設けることができる。
【００９７】
電子デバイス１００の様々な電子部品によって発生する熱を放散させるのを助けるために、１つ又は複数の冷却部品１１８を設けることができる。これらの冷却部品１１８は、電子デバイス１００のハウジング１０１内のファン、ヒートシンク、ヒートスプレッダ、ヒートパイプ、通気孔又は開口、及びそれらの任意の組合せなど、様々な形態をとり得る。
【００９８】
デバイス１００のプロセッサ１０２は、デバイス１００によって提供される多くの機能及び他の回路の動作を制御し得る。例えば、プロセッサ１０２は、入力部品１１０から入力信号を受け取り、かつ／又は出力部品１１２を介して出力信号を駆動することができる。
【００９９】
ハウジング１０１は、電子デバイス１００を動作させる様々な電子部品の１つ又は複数に対する少なくとも部分的な筐体を提供するはずである。ハウジング１００は、異物及びデバイス１００の外部の他の劣化源から電子部品を保護する。ハウジング１０１は、その中にデバイス１００の様々な電子部品を配置することができるキャビティ１０３を画定する１つ又は複数の壁１２０を含み得る。またハウジングの開口１５１は、デバイス１００の内部温度を管理するのを助けるために、特定の流体（例えば空気）を電子デバイス１００のキャビティ１０３中に引き込ませ、及びそれから排出させ得る。ハウジング１０１は、金属（例えば、スチール、銅、チタン、アルミニウム、及び様々な金属合金）、セラミック、プラスチック、及びそれらの任意の組合せなど、様々な材料から構成することができる。
【０１００】
ハウジング１０１はまた、単一の筐体として設けられるのではなく、２つ以上のハウジング部品として設けられてもよい。プロセッサ１０２、メモリ１０４、電源１０６、通信回路１０８−１、入力部品１１０、及び冷却部品１１８を、例えば第１のハウジング部品１０１ａ内に少なくとも部分的に含めてもよく、一方、出力部品１１２を第２のハウジング部品１０１ｂ内に少なくとも部分的に含めてもよい。
【０１０１】
電源モジュールアセンブリに関し、組成物を電源モジュールの表面に配置してもよい。例えば、少なくとも２つの表面を有する電源モジュールと、該表面のうちの一方の少なくとも一部上に配置されたマトリックス中に分散された複数のカプセル化相変化材料粒子を含む組成物と、を備えた電源モジュールアセンブリが提供される。
【実施例】
【０１０２】
下記の表１ａ、１ｂ、１ｃ（対照Ａ及びＢを除く）、及び１ｄに列挙した構成成分を、撹拌しながら容器内に入れ、混合物を形成した。各混合物を６０分間撹拌した。
【０１０３】
ＭＰＣＭ材料は、Ｍｉｃｒｏｔｅｋ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから購入した。この材料は、所定の温度（℃）で溶融する１つ又は複数の材料のコアを有する。例えば、ＭＰＣＭ−３２は特殊なブレンドであり、一方、ＭＰＣＭ−３７はｎ−エイコサンであり、そしてＭＰＣＭ−４３はパラフィンブレンドである。銀被覆ＭＰＣＭ−３７は、約１μｍ厚の銀被膜を有する。そしてニッケル被覆ＭＰＣＭ−３７は、これも約１μｍ厚のニッケル被膜を有する。
【０１０４】
【表１ａ】
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【０１０５】
【表１ｂ】
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【０１０６】
【表１ｃ】
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【０１０７】
【表１ｄ】
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【０１０８】
図６に示すように、各試料の０．０３ｍｍの被膜を２５μｍ厚のグラファイトフィルム上に置いた。複合試料をテストダイ上に置き、そして５０℃の温度にばく露すると、６〜８℃の温度降下をもたらした。同様の方法で、ただしカプセル化相変化材料を用いずに調製し、そして同様にテストダイ上に置いた組成物は、２〜３℃の温度降下をもたらした。
【０１０９】
下記表２では、試料番号１〜８を、図７のタブレットに示すＣＰＵの位置の上面に置き、最も左の列に列挙されている以下の測定される特性を記録した。図７を参照すると、タブレット７内部の電源モジュール７１、及びそれに近接したＣＰＵ７２が示される。表２に示した値は、ＣＰＵ温度及び最高表面温度である。試料１〜８の値を示す。
【０１１０】
１組の対照ではグラファイトヒートスプレッダを使用し、もう１組の対照ではタブレットのコンピュータ処理装置の上に直接配置した。
【０１１１】
【表２】
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【０１１２】
２つの対照（グラファイト及び直接適用）の各々のＣＰＵ温度はそれぞれ、７４℃及び７８℃と測定された。測定値は、タブレット自体から直接取得した。よって、劇的な減少−約１１％に達する−が実現され得る。
【０１１３】
２つの対照（グラファイト及び無し）の各々について測定された表面温度は４２℃及び４５℃であった。試料番号１〜８の各々は、対照のグラファイトヒートスプレッダよりも良好に機能し、ヒートスプレッダを全く用いない場合よりもおよそ１０％良好であった。
【０１１４】
下記表３及び４において、試料番号９〜２０並びに対照Ａ及びＢについて、以下の物性値がとらえられた：
【０１１５】
【表３】
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【０１１６】
【表４】
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【０１１７】
対照Ａは競合する市販のシリコーン系熱グリースである。対照Ｂも、競合する市販の伝導性充填材で充填されたシリコーン系ソフトパッドである。これらの材料は、シリコーンをベースとするものであるため、エンドユーザは、シリコーン材料で発生することが知られている汚染が、確実に用途中に混入しないように注意して作業すべきである。例えば、アウトガスは既知の問題である。Ｊ．Ｒｏｔｈｋａら、Ｅ−ｂｏｏｋ：Ｏｕｔｇａｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ、ＩＳＣ、１−９（２００２）を参照されたい。試料番号９〜２０はシリコーン系の材料ではない。そのため、同じ汚染問題は起こらない。その結果、これらは、電子デバイスの熱的用途について性能優位性を有している。
【０１１８】
下記表５において、試料番号２３〜２６について以下の物理的特性がとらえられた：
【０１１９】
【表５】
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【０１２０】
ここでは、試料番号２３〜２６は、材料が自重で同じ位置にとどまり、かつ、重力で流動しないようにさせるチキソトロピー指数を示す。このチキソトロピー指数は、他の試料の一部の３倍近くである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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