液态导热材料、用于制作导热片的部件的组合、导热片、散热装置以及导热片的制造方法与流程

专利2025-04-28  21


本公开涉及液态导热材料、用于制作导热片的部件的组合、导热片、散热装置以及导热片的制造方法。


背景技术:

1、近年来,使用多层配线板的半导体封装中的配线及电子部件的搭载密度的高密度化导致的发热量增大,并且半导体元件的高度集成化导致的每单位面积的发热量增大,期望提高自半导体封装的散热性。

2、通常简便地使用通过在半导体封装等发热体与铝、铜等散热体之间夹持导热润滑脂或导热片并使其密合而散热的散热装置。通常,与导热润滑脂相比,导热片在组装散热装置时的作业性方面更优异。

3、近年来,cpu(中央处理装置,central processing unit)的芯片存在由于多核化以及多芯片化而大面积化的倾向。此外,还存在发热体cpu与散热体的压接压力降低的倾向。因此,要求导热片在压接时具有柔软性。此外,要求导热片具有即使由于芯片高低差而使导热片变厚也为低热阻的优异导热性。

4、作为导热片,还已知有填充有导热填料的树脂片。作为填充有导热填料的导热性优异的树脂片,提出了选择高导热性的无机粒子作为导热填料、进而使无机粒子相对于片材面垂直地取向的树脂片。

5、例如提出有导热填料(氮化硼)在与片材面基本垂直的方向上取向的导热片(例如参照专利文献1)、以及分散在凝胶状物质中的碳纤维相对于片材面垂直地取向的结构的导热片(例如参照专利文献2)。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1:日本特开2002-26202号公报

9、专利文献2:日本特开2001-250894号公报


技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、专利文献1以及2中研究了使导热填料、碳纤维等沿相对于片材面垂直的方向取向从而抑制热阻的方法。为了应对伴随半导体的高性能化以及大型化的发热量增大,期望导热片更进一步的低热阻化。因此,优选在考虑除导热片中所含有的导热填料、碳纤维等的取向以外的手段的基础上实现低热阻化。

3、本公开的目的在于提供一种可以通过应用到导热片等的导热层来减小热阻的液态导热材料,具备前述的液态导热材料或者包含金属成分的液态导热材料、并且能够制作热阻小的导热片的用于制作导热片的部件的组合,以及热阻小的导热片、具备该导热片的散热装置及可以制造热阻小的导热片的导热片的制造方法。

4、用于解决技术问题的手段

5、用于解决上述技术问题的具体的手段包含以下方式。

6、<1>一种液态导热材料,其热传导率为5w/(m·k)以上,用于涂布到包含导热性粒子的导热层上的至少一部分上来形成液态层。

7、<2>根据<1>所述的液态导热材料,其包含导热性填料以及树脂成分。

8、<3>根据<2>所述的液态导热材料,其中,上述导热性填料的粒径为0.1μm~50μm。

9、<4>根据<2>或<3>所述的液态导热材料,其中,上述树脂成分包含热固化性的树脂成分。

10、<5>根据<1>~<4>中的任一项所述的液态导热材料,其在25℃下的粘度为4000pa·s以下。

11、<6>一种用于制作导热片的部件的组合,其具备<1>~<5>中任一项所述的液态导热材料、以及包含导热性粒子的导热材料。

12、<7>一种用于制作导热片的部件的组合,其具备包含金属成分的液态导热材料、以及包含导热性粒子的导热材料。

13、<8>根据<7>所述的用于制作导热片的部件的组合,其中,上述金属成分的熔点为50℃以下。

14、<9>一种导热片,其具备:

15、导热层,所述导热层含有包含导热性粒子的导热材料;和

16、液态层,所述液态层位于上述导热层的主表面的至少一部分上且包含第一液态导热材料或者第二液态导热材料,所述第一液态导热材料为<1>~<5>中任一项所述的液态导热材料,所述第二液态导热材料为包含金属成分的液态导热材料。

17、<10>根据<9>所述的导热片,其中,上述导热性粒子包含选自鳞片状粒子、椭圆体状粒子以及棒状粒子中的至少1种石墨粒子(a),

18、对于上述导热层,在为上述鳞片状粒子的情况下面方向沿上述导热层的厚度方向取向,在为上述椭圆体状粒子的情况下长轴方向沿上述导热层的厚度方向取向,在为上述棒状粒子的情况下长轴方向沿上述导热层的厚度方向取向。

19、<11>根据<9>或<10>所述的导热片,其中,上述液态层的最大厚度为0.5μm~20μm。

20、<12>根据<9>~<11>中任一项所述的导热片,其中,上述液态层包含所述第一液态导热材料,上述液态层能够通过加热而固化。

21、<13>一种散热装置,其具备发热体、散热体、以及配置于所述发热体及所述散热体之间的<9>~<11>中任一项所述的导热片,

22、其中,上述液态层位于上述导热层的位于上述发热体侧的主表面以及位于上述散热体侧的主表面中的至少一个主表面的至少一部分上。

23、<14>一种散热装置,其具备发热体、散热体、以及导热片,所述导热片配置于所述发热体及所述散热体之间并且是<12>所述的导热片,所述导热片具备上述液态层固化而成的黏合层,

24、其中,上述黏合层位于上述导热层的位于上述发热体侧的主表面以及位于上述散热体侧的主表面中的至少一个主表面的至少一部分上。

25、<15>一种导热片的制造方法,其为制造<9>~<12>中任一项所述的导热片的导热片的制造方法,

26、所述导热片的制造方法具有:

27、准备含有上述导热性粒子的组合物的工序;

28、使用上述组合物形成上述导热层的工序;以及

29、在上述导热层的主表面的至少一部分上形成液态层的工序。

30、<16>一种导热片的制造方法,其为制造<10>所述的导热片的导热片的制造方法,

31、所述导热片的制造方法具有:

32、准备含有上述石墨粒子(a)的组合物的工序;

33、将上述组合物片材化而得到片材的工序;

34、制作上述片材的层叠体的工序;

35、将上述层叠体的侧端面切片的工序;以及

36、在切片得到的相当于导热层的切片片材的主表面的至少一部分上形成液态层的工序。

37、发明效果

38、根据本公开,可以提供一种可以通过应用到导热片等的导热层中来减小热阻的液态导热材料,具备前述的液态导热材料或者包含金属成分的液态导热材料、并且能够制作热阻小的导热片的用于制作导热片的部件的组合,以及热阻小的导热片、具备该导热片的散热装置及可以制造热阻小的导热片的导热片的制造方法。



技术特征:

1.一种液态导热材料,其热传导率为5w/(m·k)以上,用于涂布到包含导热性粒子的导热层上的至少一部分上来形成液态层。

2.根据权利要求1所述的液态导热材料,其包含导热性填料以及树脂成分。

3.根据权利要求2所述的液态导热材料,其中,所述导热性填料的粒径为0.1μm~50μm。

4.根据权利要求2或者权利要求3所述的液态导热材料,其中,所述树脂成分包含热固化性的树脂成分。

5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的液态导热材料,其在25℃下的粘度为4000pa·s以下。

6.一种用于制作导热片的部件的组合,其具备权利要求1~权利要求5中任一项所述的液态导热材料、以及包含导热性粒子的导热材料。

7.一种用于制作导热片的部件的组合,其具备包含金属成分的液态导热材料、以及包含导热性粒子的导热材料。

8.根据权利要求7所述的用于制作导热片的部件的组合,其中,所述金属成分的熔点为50℃以下。

9.一种导热片,其具备:

10.根据权利要求9所述的导热片,其中,

11.根据权利要求9或权利要求10所述的导热片,其中,所述液态层的最大厚度为0.5μm~20μm。

12.根据权利要求9~权利要求11中任一项所述的导热片,其中,所述液态层包含所述第一液态导热材料,所述液态层能够通过加热而固化。

13.一种散热装置,其具备发热体、散热体、以及配置于所述发热体及所述散热体之间的权利要求9~权利要求11中任一项所述的导热片,

14.一种散热装置,其具备发热体、散热体、以及导热片,所述导热片配置于所述发热体及所述散热体之间并且是权利要求12所述的导热片,所述导热片具备所述液态层固化而成的黏合层,

15.一种导热片的制造方法,其为制造权利要求9~权利要求12中任一项所述的导热片的导热片的制造方法,

16.一种导热片的制造方法,其为制造权利要求10所述的导热片的导热片的制造方法,


技术总结
一种液态导热材料,其热传导率为5W/(m·K)以上,用于通过涂布到包含导热性粒子的导热层上的至少一部分上来形成液态层。

技术研发人员:小舩美香,里卡多·米佐古奇·戈歌尔
受保护的技术使用者:株式会社力森诺科
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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