一种热压制件及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种热压制件及其制备方法和用途，所述热压制件为软焊料成型件，所述热压制件呈二维薄层结构，所述热压制件的表面均匀设有凸起；本发明专利技术阐述了将软焊料成型制备热压制件的方法，在外力的作用下，软焊料凸起部分表面的氧化膜开裂，暴露的软焊料与接触面形成无缝键合，来降低界面热阻，提高热压制件应用时的散热效率，从而提高电子设备的连续使用性能；所述热压制件结构简单，制备方法简便，效果明显，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种热压制件及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于电子元件散热
，涉及一种热压制件及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着电子技术的快速发展，芯片的使用愈发广泛，在电子设备使用过程中散热问题是影响其性能的重要因素，往往会因局部热量过高而造成设备失效。由于芯片使用时通常会构成电子封装组件，因而电子封装组件的散热问题是目前的研究重点之一。
[0003]由于电子封装的特殊性，现有技术中常用的气体对流、液体冷却等方式往往难以达到较好的效果，或损失电子封装组件的可靠性；基于电子芯片的材料特性，为了能够与之相匹配，目前的重点研究热电制冷，即半导体制冷也存在界面导热差，及耗电过多的问题。在封装组件中，通常已存在散热器结构，但其与芯片链接的界面材料通常是高分子基的，使其总体散热效率往往较低，因而目前采用的改进方法，使用焊锡热界面材料具有较好的传导性，应用前景广泛。但常用的热界面材料通常直接将其置于芯片与散热器之间，往往会因热界面材料表面的氧化物或热界面材料与散热器之间不能产生化学键而降低散热效率，因而需要对热界面材料成型制件，通过其结构设计，使其在外力下，和散热器产生界面化学键，来提高散热效率。
[0004]CN 210722995U公开了一种半导体封装件及电子元件，所述半导体封装件包括：芯片，包括第一表面以及与第一表面相对的第二表面；基板，与芯片的第二表面接置并电性相连；散热系统，包括层叠设置的导热层和散热盖，所述导热层在远离所述散热盖的一侧的表面与芯片的第一表面相连；密封层，环设在所述芯片和导热层的外周缘；该封装结构的改进主要在于密封层的设置，而对导热层并未明确其材料选择，也未涉及其结构改进来提高散热效率。
[0005]CN 109065504A公开了一种芯片防尘结构，所述芯片防尘结构设置在芯片与散热器之间，且包括焊盘和金属屏蔽层；其中，所述焊盘焊接在所述芯片周围，所述金属屏蔽层通过所述焊盘焊接并罩在芯片上方，所述金属屏蔽层上方连接所述散热器；所述金属屏蔽层和芯片之间填充有具有高导热系数的热界面材料；该结构的设计主要是针对芯片的保护，虽然有使用热界面材料，但并未涉及其材料组成以及成型制件的结构。
[0006]综上所述，对于电子封装组件中芯片散热效率的提高，还需从热界面材料成型制件的结构上进行改进，以克服其表面氧化物造成的界面屏障。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种热压制件及其制备方法和用途，所述热压制件将软焊料成型制备，并通过设置凸起，在外力作用下使软焊料表面的氧化膜开裂，并与接触面金属形成化学键合，来降低界面热阻，提高热压制件应用时的散热效率，提高电子设备的连续使用性能。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种热压制件，所述热压制件为软焊料成型件，所述热压制件呈二维薄层结构，所述热压制件的表面均匀设有凸起。
[0010]本专利技术中，所述热压制件由软焊料成型后制备得到，作为热界面材料用于电子设备中的芯片散热，传统的软焊料成型材料因表面氧化膜与接触面之间存在较大的接触热阻，影响热量传递与散发，通过在热压制件的表面均匀设置大量凸起，在外力作用下，表面的氧化物薄膜开裂，使焊料金属本身裸露直接接触散热器金属表面和芯片，和接触面金属形成金属键合，或芯片表面无金属镀层，焊料则与其表面形成无缝链接，提高了散热能力，从而能够提高电子设备的连续使用性能及使用寿命。
[0011]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，所述软焊料包括金属单质焊料、合金焊料或复合焊料中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：金属单质焊料和合金焊料的组合，合金焊料和复合焊料的组合，金属单质焊料、合金焊料和复合焊料的组合等。
[0013]优选地，所述金属单质焊料包括铟、锡或铅中任意一种。
[0014]优选地，所述合金焊料包括锡铅合金、锡铟合金、锡铋合金、锡铟铋合金、铟铋合金或镓基合金中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：锡铅合金和锡铟合金的组合，锡铟合金和锡铋合金的组合，锡铋合金和锡铟铋合金的组合，锡铅合金、锡铟合金和锡铋合金的组合等。
[0015]优选地，所述复合焊料包括层叠焊料。
[0016]本专利技术中，所述软焊料一般是指熔点不超过450℃的焊料，一般选择低熔点的铟、锡、铅等金属或者其合金；另外，金属镓的熔点极低，属于液态金属，一般使用其与其他元素的合金，适当提高熔点，达到低熔点的范畴；层叠焊料属于不同焊料间的物理组合使用。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述热压制件分为主体部分和凸起。
[0018]优选地，所述热压制件的总体厚度为50～1000μm，例如50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、400μm、500μm、600μm、800μm或1000μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，所述热压制件的主体部分的厚度的为10～300μm，例如10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm或300μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，所述热压制件的表面上的凸起单侧设置或两侧设置。
[0021]优选地，所述凸起两侧设置时，两侧的凸起错开设置。
[0022]优选地，所述热压制件上的凸起均匀规则排列。
[0023]本专利技术中，所述热压制件的凸起根据需要单侧设置或两侧设置，多个凸起均匀布置可以使接触面均匀，避免热量局部集中，影响散热。
[0024]作为本专利技术优选的技术方案，所述凸起的截面形状包括正方形、矩形、圆形或椭圆形中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：正方形和矩形的组合，正方形和圆形的组合，圆形和椭圆形的组合，正方形、矩形和圆形的组合等。
[0025]优选地，所述热压制件上同一侧的凸起形状相同，高度相同。
[0026]优选地，所述凸起的顶部为圆顶或平顶。
[0027]本专利技术中，同一侧的凸起为了保证其与芯片等组件接触的均匀性，一般选择相同的形状与高度。
[0028]优选地，所述凸起对应的另一侧主体部分呈弧形向内凹陷。
[0029]本专利技术中，所述凸起对应的背侧处向内凹陷设置，可以使热压制件具备更好的弹性，且容易在热压组件与芯片背侧及散热器之间得到更好的界面接触。
[0030]第二方面，本专利技术提供了一种上述热压制件的制备方法，所述制备方法包括：
[0031]将软焊料与带有开口的模板接触，对模板均匀施加压力，软焊料上形成凸起，得到所述热压制件；
[0032]其中，所述模板上的开口形状与热压制件上凸起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热压制件，其特征在于，所述热压制件为软焊料成型件，所述热压制件呈二维薄层结构，所述热压制件的表面均匀设有凸起。2.根据权利要求1所述的热压制件，其特征在于，所述软焊料包括金属单质焊料、合金焊料或复合焊料中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述金属单质焊料包括铟、锡或铅中任意一种；优选地，所述合金焊料包括锡铅合金、锡铟合金、锡铋合金、锡铟铋合金、铟铋合金或镓基合金中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述复合焊料包括层叠焊料。3.根据权利要求1或2所述的热压制件，其特征在于，所述热压制件分为主体部分和凸起；优选地，所述热压制件的总体厚度为50～1000μm；优选地，所述热压制件的主体部分的厚度为10～300μm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的热压制件，其特征在于，所述热压制件的表面上的凸起单侧设置或两侧设置；优选地，所述凸起两侧设置时，两侧的凸起错开设置；优选地，所述热压制件上的凸起均匀规则排列。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的热压制件，其特征在于，所述凸起的截面形状包括正方形、矩形、圆形或椭圆形中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述热压制件上同一侧的凸起形状相同，高度相同；优选地，所述凸起的顶部为圆顶或平顶；优选地，所述凸起对应的另一侧主体部分呈弧形向内凹陷。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的热压制件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将软焊料与带有...

【专利技术属性】
技术研发人员：华菲，金英镇，邵春伟，
申请(专利权)人：宁波施捷电子有限公司，
类型：发明
国别省市：