[發明專利]片狀結構、片狀結構的制造方法及電子器件

有效

• 申請號: 201310181339.1
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103426842A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 山口佳孝;作山誠樹;水野義博;巖井大介;崎田幸惠;乘松正明;淺野高治;廣瀨真一;八木下洋平
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L23/433
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 金鵬;陳昌柏

技術領域

本發明涉及一種片狀結構、片狀結構的制造方法及電子器件。

背景技術

在用于服務器、個人計算機的中央處理單元等的電子器件中，為了改善性能，已經改進了半導體元件的微制造，而且已經增大了每單位面積的發熱量。結果是，電子器件的散熱成為了重要問題。因此，正在使用這樣一種結構，其中，由諸如銅之類的具有高導熱率的材料制成的散熱器經由設置在半導體器件上的熱界面材料而布置。

該熱界面材料必須具有高導熱率，而且還必須具有與發熱源表面的精細不規則部和散熱器接觸的特性。

正在尋求一種導熱片，其使用以碳納米管為代表的由碳制成的線性結構作為熱界面材料。碳納米管是不僅具有非常高的導熱率（1500W/m·K）而且具有極佳柔韌性和熱阻的材料，而且作為散熱材料的潛力高。

正在提出如下的導熱片作為使用了碳納米管的導熱片：其中，由熱塑性樹脂制成的填充層設置在以碳納米管為代表的由碳制成的多個線性結構之間。

日本特開專利公開文件2010-118609

發明內容

圖1是描繪使用導熱片作為熱界面材料的電子器件的圖。

電子器件130具有經由焊料135布置在電路板131上的半導體器件132、散熱器133、以及布置在半導體器件132和散熱器133之間的導熱片110。

導熱片110具有束結構（bundle?structure）112，該束結構112包括取向為膜厚度方向的由碳制成的多個碳納米管111。多個碳納米管111的取向是在導熱片110的厚度方向上，并將半導體器件132的熱量傳導到散熱器133。

在電子器件130的制造中，首先，將半導體器件132經由焊料135布置在電路板131上。接著，將導熱片110布置在半導體器件132上。布置在半導體器件132上的導熱片110被散熱器133覆蓋。

在電子器件130的制造中，為了將半導體器件132焊接到電路板131上，例如使用回流工藝。通過在回流工藝中被加熱，焊料135被熔化，從而電路板131和半導體器件132被焊接起來。通過回流工藝，將導熱片110中的填充層熔化成液態，并且將導熱片110粘附到半導體器件132和散熱器133。散熱器133經由接合部134接合到電路板131。

通過回流工藝的加熱，電路板131和半導體器件132熱膨脹。由合成樹脂形成的電路板131的熱膨脹系數大于半導體器件132的熱膨脹系數。

因此，在冷卻后的電子器件130中，半導體器件132形變為朝上突出的彎曲形狀。電路板131中經由焊料135接合至半導體器件132的部分類似地形變為朝上突出的彎曲形狀。

當半導體器件132由于電路板131的熱膨脹系數和半導體器件132的熱膨脹系數之間的差異而變形時，布置在半導體器件132和散熱器133之間的導熱片110在厚度方向上被壓縮。由于半導體器件132形變為朝上突出，因而導熱片110的中心部分嚴重形變為在膜厚度方向上被壓縮得比周邊部分更多。

碳納米管111和半導體器件132或散熱器133之間的熱阻隨著接觸壓力增大而減小。在導熱片110的中心部分，碳納米管111和半導體器件132或散熱器133之間的接觸壓力高于周邊部分的接觸壓力。因此，在導熱片110的中心部分，碳納米管111和半導體器件132或散熱器133之間的熱阻低于周邊部分的熱阻。

因此，半導體器件132的形變造成的問題是，導熱片110平面上的熱傳導變得不均勻。

因此，在說明書中，一個目的是提供一種具有熱傳導均勻的平面的片狀結構。

在說明書中，另一目的是提供一種具有熱傳導均勻的平面的片狀結構的制造方法。

在說明書中，再一目的是提供一種散熱極佳的電子器件。

根據說明書中所公開的片狀結構實施例的一個方案，該片狀結構包括：束結構，包括取向為預定方向的由碳制成的多個線性結構；覆蓋層，覆蓋所述由碳制成的多個線性結構；填充層，設置在被所述覆蓋層覆蓋的所述由碳制成的多個線性結構之間。所述覆蓋層的厚度在與所述預定方向交叉的方向上是不均勻的。

根據在說明書中所公開的電子器件實施例的一個方案，該電子器件包括：發熱構件；散熱構件；以及片狀結構；該片狀結構包括：束結構，包括取向為預定方向的由碳制成的多個線性結構；覆蓋層，覆蓋所述由碳制成的多個線性結構；及填充層，設置在被所述覆蓋層覆蓋的所述由碳制成的多個線性結構之間，所述覆蓋層的厚度在與所述預定方向交叉的方向上是不均勻的，并且所述片狀結構設置在所述發熱構件和所述散熱構件之間。