[發明專利]一種散熱結構

有效

• 申請號: 202010885572.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111961386B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 劉奧星;謝芳梅;李鑫;楊紫薇;李文杰;楊春雷
• 申請（專利權）人: 深圳先進電子材料國際創新研究院
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D123/06;C09D133/12;C09D183/04;C09D179/08;C09D7/61;H05K7/20
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明屬于微電子器件的散熱技術，公開了一種可以降低界面熱阻，提高界面熱導率的散熱結構。包括被散熱層，所述被散熱層頂表面為第一聚合物材料散熱層，第一聚合物材料散熱層頂表面為第二聚合物材料散熱層；第一聚合物材料包括聚合物膠體、固化劑、導熱填料，聚合物膠體與固化劑質量比為5：4，第一聚合物材料中導熱填料的質量分數為60％至70％；第二聚合物材料包括聚合物膠體、固化劑、導熱填料，聚合物膠體與固化劑質量比為5：4，第二聚合物材料中導熱填料的質量分數為40％至50％。本發明提供的散熱結構制作簡單，降低了被散熱層和聚合物層之間的界面接觸熱阻，提高了界面熱導率，提高了整體的散熱效率，具有良好應用前景。

技術領域

本發明屬于微電子器件的散熱技術，具體的，涉及一種散熱結構。

背景技術

隨著電子技術以及集成化的迅速發展，電子器件的散熱問題成為必須解決的難點。由于電子器件對其獨特的柔性/延展性要求，針對電子器件的封裝材料的熱設計也將成為電子器件設計的關鍵環節，在保證柔韌性的同時擁有良好的導熱性能。高分子聚合材料具有質量輕、耐腐蝕、價格低廉、易加工成型、電絕緣性優異的多項優點，但其導熱性能差和與電子器件界面接觸熱阻太大，限制了其在導熱領域方面的應用。因此開發具有高熱導、低界面接觸熱阻的材料至關重要。

通過外加填料改善高分子聚合物導熱能力，方法簡單，易于工業化生產，是目前獲得導熱高分子材料的主要方法。隨著納米技術不斷發展，多種低維納米材料如氧化物，納米線，納米帶，特別是納米碳管，石墨烯等材料的發現為高分子聚合物導熱填料提供能信的方法與途徑。其中納米填料是近幾年內興起的一種新型填料，利用低維納米材料特殊的納米效應具有極高的導熱系數，目前獲得了廣泛的關注與研究。0維納米顆粒如金屬、氧化物、氮化物納米顆粒具有優良的導熱率，在一定填料比例下可以在不改變高分子聚合物材料的柔性性基礎上大幅提高材料的導熱率，而一維納米材料如碳納米管，二維納米材料如石墨烯本身具有良好的柔韌性，同時具有很高的軸向強度，優異的導電、導熱、耐高溫等物理性能。

現有技術中，對芯片散熱通過將含有一定比例的納米導熱填料加入高分子聚合物中，攪拌均勻后，再對芯片進行膠體封裝，最后固化聚合物。這種方法對于熱導率有一定提高，但在芯片與聚合物界面層仍然有很大的界面熱阻。

發明內容

基于上述被散熱層與聚合物界面層仍然有很大的界面熱阻的問題，為了降低界面熱阻，本發明提出了一種降低界面接觸熱阻的散熱結構。

本發明使用聚合物納米復合材料給被散熱層(芯片等高度集成電子線路)做封裝材料，并提出了一種新的結構，有效的降低了界面熱阻，提高了被散熱層的散熱效率。

本發明提供了一種散熱結構，包括被散熱層，所述被散熱層頂表面為第一聚合物材料散熱層，所述第一聚合物材料散熱層頂表面為第二聚合物材料散熱層；

所述第一聚合物材料包括聚合物膠體、固化劑、導熱填料，所述聚合物膠體與固化劑質量比為5：4，導熱填料的質量比例為60％至70％；

所述第二聚合物材料包括聚合物膠體、固化劑、導熱填料，所述聚合物膠體與固化劑質量比為5：4，導熱填料的質量比例為40％至50％。

進一步的，將第一聚合物材料涂覆于被散熱層上形成第一聚合物材料散熱層，再將第二聚合物材料涂覆第一聚合物材料散熱層之上，形成第二聚合物材料散熱層，然后一并在真空條件下、溫度為100～150℃保存2小時以上，固化得到散熱結構。

進一步的，所述涂覆方式包括旋涂、浸漬、噴涂。

進一步的，第一聚合物材料散熱層的厚度為3～5微米，第二聚合物材料散熱層的厚度為50微米。

進一步的，所述聚合物膠體選自環氧樹脂、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺中任意一種；

所述導熱填料選自氮化硼納米片、碳化硅納米顆粒、氮化鋁納米顆粒、氧化鎂納米顆粒、氧化鋅納米顆粒、碳納米管中任意一種；