[發明專利]六方氮化硼散熱結構

在審

• 申請號: 201610012589.6
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN106960832A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 賴中平;張國興;陳家慶
• 申請（專利權）人: BGT材料有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及一種六方氮化硼(h-BN)散熱結構，其可完全克服電子裝置的短路問題。

背景技術

現今的導熱界面材料具低熱導率，故對電子所產生的熱量散熱非常沒有效率。

一般而言，散熱片被作為散熱材料，但它會增加裝置的成本。

電子裝置在近幾年來發展非常快速，具有尺寸更小，處理速度更快，更輕巧，及高性能。但隨著此發展，電子裝置的散熱問題逐漸涌現，成為一嚴肅的議題，因生成熱量的密度高于裝置的更小尺寸。此外，它們容置散熱器的空間較少。眾所皆知，電子裝置通常在高溫下會損毀。因此，迫切需要一種適用于電子裝置的高效散熱性能。

用于電子裝置的散熱材料必須與電絕緣，以防止短路現象。六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)已被廣泛應用于此用途。

六方氮化硼(h-BN)具有類似于石墨的二維層結構。六方氮化硼(h-BN)具有沿著基面非常高的熱導率(400瓦/米.度)，且六方氮化硼(h-BN)的電子絕緣性使其與石墨烯不同。六方氮化硼(h-BN)具有優良熱，化學穩定性，及電子絕緣性，是一種用于電子裝置散熱及擴熱的材料。

美國專利號6054520公開六方氮化硼(h-BN)作為制造一散熱片的填料。其結果顯示硅橡膠復合物具有0.18℃/W的低熱阻。

美國專利公開號20070259211亦公開制造一六方氮化硼(h-BN)的散熱器。該萃取過程中被減少數量的粘合劑，導致該散熱器具有48瓦/米.度的導熱率。

除了散熱器，六方氮化硼(h-BN)也被用作散熱糊劑，中國專利號104220533公開制造六方氮化硼(h-BN)，氧化鋁，及樹脂糊劑。氧化鋁增加涂層的強度，且該樹脂糊劑具有在垂直方向上10瓦/米.度的熱導率。

另一專利發明的六方氮化硼(h-BN)糊劑及其應用，例如印刷電路板(PCB)。中國專利號103087471A公開八重量百分比(8wt％)的氮化硼填料，像是具3.43瓦/米.度熱導率的印刷電路板。

美國專利公開號2014/0020933A1公開印刷電路板的熱導率呈現急劇上升，當該復合物大于四十五重量百分比(45wt％)氮化硼，且在印刷電路基板內達到七十重量百分比(70wt％)氮化硼，15瓦/米.度的最大值。

雖然六方氮化硼(h-BN)可增加一基板或中間層的熱導率，但由于其它添加劑，例如，粘合劑及金屬氧化物，因此六方氮化硼(h-BN)的散熱能力仍不夠高。

在一般情況下，另一種散熱部件，例如，熱層附著至熱傳導層。比如，中國專利號203424617公開其內的一金屬片固著至散熱器，用以提高散熱結構。

然而，由金屬制成的熱層不僅沉重，且也會增加了成本，且值得懷疑這種結構是否有益散熱。

事實上，在許多電子裝置中的熱源由電子發熱組件或其電路組件等，例如，發光二極管(LED)燈絲或發光二極管燈板，半導體芯片或裝置，射頻高功率印刷電路板等產生。

讓散熱材料直接接觸熱源也是散熱最有效的方法。

但是，金屬或導熱散熱涂層無法直接與這樣的熱源接觸，因為電子導體電路組件或組件的短路問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種六方氮化硼散熱結構，其可完全克服電子裝置的短路問題。

為克服上述問題，本發明的一種六方氮化硼(h-BN)散熱結構包括：多個電子構件，多個導熱緩沖層，及一電子導熱散熱組件。

所述各電子構件固定在各導熱緩沖層上。

所述各導熱緩沖層由六方氮化硼(h-BN)制成，所述六方氮化硼(h-BN)具有10至40瓦/米.度的熱導率范圍，且所述每一層總厚度至少大于0.01毫米，具有強大的力量，以便固定電子裝置。

所述電子導熱散熱組件為金屬層或以一散熱涂布方式制成。

最佳的是，所述每一電子構件通過導熱膠或直接成形方式被固定至所述導熱緩沖層上。

最佳的是，當電子導熱散熱組件以散熱涂布方式由涂布材料制成時，所述涂布材料包括碳材料，金屬粒子，遠紅外線氧化物，及氮化硅粉末中的任何一種。

最佳的是，當電子導熱散熱組件以散熱涂布方式由碳材料制成時，所述碳材料包括石墨烯，炭黑，石墨，碳納米管，活性炭，及天然石墨的任何一種。

最佳的是，當電子導熱散熱組件以散熱涂布方式由金屬顆粒制成時，所述金屬顆粒包括銅，鎳，鋅，鐵，鈷，銀，金，鉑，及它們的合金任何一種。