传热结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种传热结构，其包括：第一对象；第二对象；以及传热粘结材料，其被布置在第一对象与第二对象之间，以与第一对象或第二对象的至少一个接触。该传热粘结材料包括：树脂；以及至少一个导热材料，并且该至少一个导热材料通过被分散在树脂中而被分布，并与第一对象或第二对象的至少一个形成表面接触。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请本申请基于并要求2014年I月7日提交的韩国专利申请号10-2014-0001586的优先权以及2014年I月7日提交的韩国专利申请号10-2014-0001587的优先权，通过参考将其公开内容全部合并于此。
本专利技术涉及一种，尤其涉及一种能够通过将尺寸均匀的多个导热材料布置在半导体芯片与散热组件之间的一个层中并使多个导热材料与半导体芯片和散热组件处于表面接触而更有效地散发由诸如半导体芯片之类的内部组件产生的热的。
技术介绍
通常，诸如散热片、散热板、冷却设备、金属外壳等散热组件被附接至高放热半导体芯片的发热部，且发热部中的热经散热组件被散发。在这点上，用于将散热组件附接至芯片的材料称为TIM (热界面材料)。传统的TIM材料可以通过在具有强粘结强度的材料(诸如树脂)中分散和分布多个导热材料而形成，该导热材料是非金属材料，且具有高导热率。这种导热材料可以是具有非典型的不规则形状的颗粒(诸如氧化铝、氮化铝或氮化硼)，其非常硬，使得其不会因压力而被压缩。然而，这种传统的??Μ材料可能遭受到了热瓶颈，这是因为??Μ材料具有比散热片的导热率相对较低的导热率。传统的TM材料的导热率低的原因之一可能在于导热材料的界面热阻。在这点上，参见图1，其示出传统的??Μ材料50的剖视图，在半导体芯片20中产生的热可以穿过彼此串联连接的多个导热材料51，并且可以被传递到散热组件30。此时，由于热所穿过的多个导热材料51的每一个之间的界面热阻，传统的TM材料50的导热率可能会低。进一步地，如图1所示，导热材料52和53可以被分布为不与半导体芯片20或散热组件30接触，这也会导致传统的??Μ材料50的导热率低。传统的??Μ材料的导热率低的另一个原因可能在于导热材料51至53被形成为与半导体芯片20和/或散热组件30处于点接触，如图1所示。在半导体芯片20中产生的热经由点接触传递到散热组件30的情况下，由于点接触(例如，半导体芯片20与导热材料51之间的点接触以及两个相邻的导热材料之间的点接触等)使得面积小，因而导热率变低。因此，为了解决热瓶颈，需要将热所穿过的导热材料之间的界面热阻最小化，并且同时，需要增加导热材料与半导体芯片和/或散热组件之间的接触面积。
技术实现思路
鉴于上述内容，本专利技术的实施例提供一种，该传热结构具有减少产生的热穿过的导热材料的界面热阻的配置。进一步地，本专利技术的实施例提供一种，该传热结构具有使导热材料与半导体芯片和/或散热组件在大于点接触的面积的面积上接触的配置。根据本专利技术的实施例，提供一种传热结构，包括:第一对象；第二对象；以及传热粘结材料，其被布置在所述第一对象与所述第二对象之间，以与所述第一对象或所述第二对象接触，并且所述传热粘结材料包括:树脂；以及至少一个导热材料，其通过被分散在所述树脂中而被分布，并具有与所述第一对象或所述第二对象的至少一个形成表面接触的表面。进一步地，所述至少一个导热材料在尺寸上是均匀的。进一步地，所述导热材料的导热率在lW/mK至5000W/mK的范围内。进一步地，所述表面通过熔化所述导热材料而形成。进一步地，所述导热材料的熔化温度低于所述树脂的热分解温度。进一步地，所述导热材料的所述熔化温度在20°C至450°C的范围内。进一步地，所述导热材料是Sn、Ag、B1、Pb、Cd、Zn、SnAg> SnB1、InSn、SnCu、SnPb 和SnCuAg的至少任何一个或其组合。进一步地，所述表面通过施加到所述第一对象和所述第二对象的压力来按压所述导热材料而形成。进一步地，所述导热材料由金属或含碳材料构成。进一步地，所述导热材料包括布置在其内部的具有弹性的芯元件。本专利技术的另一个实施例提供一种传热结构的制造方法，包括:将传热粘结材料布置在第一对象与第二对象之间，其中所述传热粘结材料包括:树脂；以及至少一个导热材料，其通过被分散在所述树脂中而被分布；将压力施加到所述第一对象和所述第二对象，以使所述导热材料与所述第一对象和/或所述第二对象接触；通过熔化所述导热材料，在所述导热材料与所述第一对象或所述第二对象接触的部分形成表面，使得所述导热材料与所述第一对象或所述第二对象的至少一个处于表面接触；以及固化所述树脂。进一步地，所述导热材料的熔化温度低于所述树脂的热分解温度。进一步地，所述导热材料的所述恪化温度在20°C至450°C的范围内。进一步地，所述导热材料是Sn、Ag、B1、Pb、Cd、Zn、SnAg> SnB1、InSn、SnCu> SnPb 和SnCuAg的至少任何一个或其组合。本专利技术的另一个实施例提供一种传热结构的制造方法，包括:将传热粘结材料布置在第一对象与第二对象之间，其中所述传热粘结材料包括:树脂；以及至少一个导热材料，其通过被分散在所述树脂中而被分布；将压力施加到所述第一对象和所述第二对象，以使所述导热材料被挤压，从而使得所述导热材料与所述第一对象或所述第二对象的至少一个处于表面接触；以及固化所述树脂。进一步地，所述导热材料由金属或含碳材料构成。进一步地，所述导热材料包括布置在其内部的具有弹性的芯元件。进一步地，所述至少一个导热材料在尺寸上是均匀的。进一步地，所述导热材料的导热率在lW/mK至5000W/mK的范围内。根据本专利技术的实施例，每个尺寸均匀的多个导热材料被布置在半导体芯片与散热组件之间的一个层中，以经由接触半导体芯片和/或散热组件的导热材料形成从半导体芯片到散热组件的直接热路径(direct thermal path)，结果是消除或最小化导热材料之间的界面热阻，从而提高TIM材料的导热率。另外，通过施加热使导热材料被熔化或者施加压力使导热材料被按压，导热材料能够被形成为与半导体芯片和/或散热组件处于表面接触，从而提尚TIM材料的导热率并因此解决热瓶颈。【附图说明】通过结合附图给出的实施例的以下描述，本专利技术的上述和其它目的和特征将变得更为清晰，其中:图1是传统的??Μ材料的剖视图；图2是根据本专利技术的第一实施例的传热结构的剖视图；图3是示出根据本专利技术的第一实施例的传热结构的制造方法的流程图；图4是根据本专利技术的第二实施例的传热结构的剖视图；图5是示出根据本专利技术的第二实施例的传热结构的制造方法的流程图；图6是根据本专利技术的第三实施例的传热结构的剖视图；以及图7是示出根据本专利技术的第三实施例的传热结构的示例性导热率的示意图。【具体实施方式】在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例。应当理解的是，本专利技术不旨在限制这些实施例，而是旨在详细描述这些实施例，以使本领域普通技术人员容易实现本专利技术。图2是根据本专利技术的第一实施例的传热结构的剖视图。参见图2，根据本专利技术的第一实施例的传热结构100可以包括:第一对象120 ;第二对象130 ；以及传热粘结材料150，其被布置在第一对象120与第二对象130之间，以与第一对象120和/或第二对象130接触。然而，图2的传热结构100仅是本专利技术的实施例之一，因此，本专利技术不限于图2中所描述的实施例。第一对象120可以是组件，例如，产生热的半导体器件(诸如CPU或RAM)，但不限于此。第二对象130可以是接收第一对象120中产生的热并将热散发到外部的组件。这种组件可以是散热片、散热板、冷却设备、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传热结构，包括：第一对象；第二对象；以及传热粘结材料，其被布置在所述第一对象与所述第二对象之间，以与所述第一对象或所述第二对象的至少一个接触，其中所述传热粘结材料包括：树脂；以及至少一个导热材料，并且其中所述至少一个导热材料通过被分散在所述树脂中而被分布，并与所述第一对象或所述第二对象的至少一个形成表面接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑世泳，
申请(专利权)人：恩特日安，
类型：发明
国别省市：韩国;KR