[發明專利]抑制電磁波的散熱片和電子裝置

無效

• 申請號: 200910002392.4
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN101483157A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 加藤義寬;鈴木和彥;折橋正樹
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/552;H05K9/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及抑制電磁波的散熱片(radiator?sheet)，該散熱片有效地將熱從例如LSI封裝體的發熱元件(heating?element)傳導到例如散熱板、熱管或熱沉的散熱部件，并抑制電磁波彼此耦合。本發明還涉及采用該抑制電磁波的散熱片的電子裝置。

背景技術

近年來，電子裝置在不斷小型化。因為電能(產生的熱量)不因應用上的多樣化而有太大的變化，所以重要的是考慮裝置中的熱輻射。

由例如銅和鋁的高導熱率金屬材料制成的散熱板、熱管和熱沉等已經被廣泛地用作電子裝置中的熱輻射手段(或抗熱手段)。

為電子裝置中的產熱部件(高溫部位)布置這樣的具有優良導熱率的散熱部件，或者為從發熱部件(高溫部位)延伸到低溫部位的區域布置這樣的具有優良導熱率的散熱部件可以引起裝置中輻射效率或者溫度弛豫的改善。

然而，導熱率優良的散熱部件由金屬材料制成，從而其將成為高諧波噪音成分(high-harmonic?noise?component)的天線或者成為高諧波噪音成分的通信電路(communication?channel)。

因此，散熱部件也可以聚集電信號的高諧波成分，成為不利的影響。因此，它通常會引起不必要的電磁波的輻射。

此外，電子裝置中的產熱部件(高溫部位)主要包括具有大電流密度的芯片(半導體封裝體)等。換句話，電流密度越大，可能成為不必要電磁波的輻射成分的電場強度和磁場強度就會增加得越大。

另一方面，散熱部件與芯片因它們各自的尺寸以及表面條件而難于大面積接觸。在此情形下，由于接觸面積減小或者輻射部件和芯片之間產生間隔，熱輻射的效率可能降低。

因此，芯片(半導體封裝體)與例如熱沉的金屬散熱部件之間的間隔可以填充有高溫導熱填料(導熱片)。

例如，通過使聚合物材料包含諸如氧化鋁或者氮化鋁的具有高導熱率的材料作為填料，可以制備出具有優良導熱和填充特性的高溫導熱填料。

然而，即使使用這樣的高溫傳導填料，也不可能抑制散熱部件聚集電信號的高諧波成分。

正如圖1中所示意性示出的，如果高溫傳導填料(熱輻射填料片)53設置在芯片51和散熱部件(散熱板)52之間，則大量的熱傳導62將經由熱輻射填料片53從芯片51到達散熱板52。

此外，芯片51引起的電磁場61與散熱板52耦合，使得在散熱板52中傳導具有頻率成分的信號63，導致輻射不必要的電磁波64。

為了防止磁場的耦合，可以使用通過混合間隔填料和磁性材料而制備出的間隔填料(抑制電磁波的散熱片)。抑制電磁波的散熱片可以包含作為填料的高導熱率的材料和高磁導率的材料，高導熱率的材料例如為氧化鋁或者氮化鋁，高磁導率的材料例如為硅基或丙烯酸基聚合物中的鐵氧體(ferrite)。因此，抑制電磁波的散熱片可以設置為將優良的高導熱率和抑制電磁波的效果(退耦合電磁場的效果)相結合。

正如圖2中所示意性示出的，當抑制電磁波的散熱片54設置在芯片51和散熱部件(散熱板)52之間時，抑制電磁波的散熱片54可以抑制由芯片51引起的電磁場61與散熱板52的耦合。這將導致散熱片52中產生的具有頻率成分的信號63的減小，從而減少不必要電磁波64的輻射。

然而，將散熱片和磁性材料相結合會使具有優良導熱率的材料粉末的含量降低，導致抑制電磁波的散熱片的導熱率降低。

因此，圖2所示的布置將導致經由抑制電磁波的散熱片54從芯片51到散熱板52的熱傳導62減少，并且還引起散熱板52中的熱傳導62減少。

對于熱輻射填料片和抑制電磁波的散熱片還會要求柔性，以使得這些片易于實現，并降低由這些片和發熱元件以及散熱部件之間的接觸所導致的熱阻。因此，片中的散熱粉末或者磁性粉末的含量受到限制。

為了抑制導熱率盡可能小的減少，具有優良磁性特性的磁性粒子可以用于將片中磁性材料的體積降低至絕對最小值。

鐵氧體粉末是金屬氧化物，主要用作抑制電磁波的散熱片中的磁性粉末，以獲得絕緣特性。

金屬磁性材料具有優良的磁性特性。然而，當在片中混合該磁性材料時，金屬粉末可能暴露于片的表面。在電子裝置中使用該材料可能引起電短路。

混合在抑制電磁波的散熱片中的鐵氧體粉末可以是微米尺寸。

微米尺寸的鐵氧體粉末主要是通過將固相反應方法獲得的燒結鐵氧體塊研磨成粉末來制備。因此，由于研磨過程中鐵氧體粒子的晶體畸變，得到的鐵氧體粉末與燒結的鐵氧體塊相比，磁性特性將退化。