[發明專利]電子元件組裝方法和結構、材料制作方法和元件

在審

• 申請號: 202010417316.6
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111599695A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 楊俊新
• 申請（專利權）人: 楊俊新
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L23/433
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

電子元件組裝方法和結構、材料制作方法和元件，本發明涉及材料制作方法和采用該方法的元件、元件組裝方法和結構、采用上述方法和元件的散熱裝置，尤其是用于電子領域。現有精密電子產品的高功率、小型化和高密度裝配，帶來了具有挑戰性的散熱難題。本發明創造性地將真空原理應用于電子元件的組裝和材料的制作；解決了散熱過程中界面材料熱阻大、導熱系數低的關鍵問題。

技術領域

本發明涉及材料制作方法和采用該方法的元件、元件組裝方法和結構、采用上述方法和元件的散熱裝置，尤其是用于電子領域。

背景技術

現代技術的發展推動了電子技術的飛躍進步，尤其是半導體技術進步推動的集成電路、芯片、功率器件和電子元件的不斷進步。電子技術進步的結果就是小型化、高功率和高密度化。GaN半橋電路在10MHz工作頻率和400V工作電壓時，其每平方厘米發熱功率可以達到6400W。單個圖形處理器每平方厘米發熱功率可以達到40W，單個中央處理器每平方厘米發熱功率可以達到30W。將來高功率器件及芯片的每平方厘米發熱功率或可以達到500W甚至是1000W。可半導體的耐受溫度通常是90度，特殊的是105度。電子產品的熱量管理成為一個具有挑戰性的問題。電子產品的散熱過程包括傳熱和散熱。傳熱不僅與材料的性質和結構有關，還與傳熱材料與發熱元件的接觸形式有關。現有電子產品傳熱材料與發熱元件的接觸形式有兩種：焊接和粘接；通常的接觸形式是粘接。現有粘接形式的熱界面材料的導熱系數大多不超過10W/m.k的水平。現有高導熱材料的導熱系數一般都在200W/m.k以上，因此，解決接觸面傳熱效率低下是解決熱量管理問題的一個有效途徑；若能同時在成本、技術難度和制作效率上解決材料制作方法和元件制作、元件組裝方法和組裝結構、新的散熱裝置現有存在的問題，更是可以達到事半功倍的效果。

發明內容

基于現有存在的問題，本發明提出一種材料制作的方法和采用該方法制作的元件；一種組裝元件的方法和采用該方法的結構；一種采用該元件或元件組裝結構的散熱裝置；一種電子系統，是采用上述任一所述權利要求中，任一有其電子元件組裝結構、任一有采用其電子元件組裝方法、任一有采用其電子元件制作方法、任一有采用其的電子元件、任一有該散熱裝置的系統。

采用氣密性接觸的方法裝配電子產品，尤其是散熱元件安裝在發熱元件表面；散熱元件安裝在發熱元件表面的結構為氣密性接觸結構；氣密性接觸也就是兩個表面間至少部分形成真空接觸，并產生一定的大氣壓力，大氣真空壓力的大小與接觸面的緊密程度或是氣密性接觸面積的多少決定；由于接觸面間的接觸程度無法直接通過測量表征，但能通過真空壓力大小、平面度或粗糙度的大小間接來表示；接觸面間產生的真空壓力大小可以表征接觸面間是否形成真空、程度及大小；氣密接觸表面包括側面，表面可以是平面，也可以是曲面；氣密性接觸可以通過研磨方式得到，或是通過置于真空環境中得到，還可以通過液體排氣的方式得到，至少選擇一種方式；氣密性接觸面的側面至少有部分密封結構，側面包括邊部，密封結構可以是聚合物，可以是涂層，可以是密封膠，還可以是彈性體，至少部分圍繞氣密性接觸面的側面至少有部分氣密性密封效果；氣密性接觸面內至少一個表面內有部分表面間有空隙；氣密性接觸面的側面至少有部分固定結構，固定結構形狀可以是各種形狀的點，可以是各種形狀的邊，也可以是各種形狀的面，可以是一維、二維或是三維。