[发明专利]含有苯酯的热界面材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于将来自产热电子装置的热量传递到受热器(heat sink)的热传导材料，所述受热器吸收和消散所述传递的热量。

背景技术

包含半导体的电子装置在运行过程中产生大量热量。产生的热量水平与所述半导体的性能有关，较低性能装置产生较低水平的热量。为了冷却必须被冷却以获得可观性能的半导体，将受热器固定在所述装置上。在运行过程中，将使用中产生的热量从所述半导体传递到所述受热器，在所述受热器中无害地消散所述热量。为了最大限度地将热量从所述半导体传递到所述受热器，使用被称为热界面材料(TIM)的热传导材料。所述TIM理想地提供了所述受热器和所述半导体之间最紧密接触，从而促进热传递。

目前半导体制造商使用的各种类型的TIM都有优缺点。对于与高性能半导体相比产生相对较低水平的热量的半导体，优选的导热解决方案是使用含铝的热凝胶作为所述传导材料。这些材料提供足够的导热率(3W/m-K至4W/m-K)，但是在应力下易分层。

由此，提供易于操作和施用、并提供高导热率和可靠性的热界面材料将是有利的。

发明内容

本发明涉及在产热并包含半导体的装置中用作热界面材料的组合物。

在一个实施方案中，所述组合物包含铝金属颗粒和苯酯。在另一个实施方案中，所述组合物进一步包含环氧化二元脂肪酸。在第三个实施方案中，所述组合物进一步包含来自坚果壳油的环氧树脂。在所有实施方案中，催化剂是可选的。所述金属颗粒基本上没有添加铅。作为主要树脂组分的所述苯酯的存在使得所述组合物更具有弹性，从而防止开裂和增加所述受热器和所述半导体之间的接触。因此，所述苯酯的存在起作用以抑制热降解，从而起作用保持热阻抗经时稳定。

使用所述环氧化二元脂肪酸以及在一些实施方案中另外使用来自坚果油的环氧树脂提供了用于所述热界面材料的最佳范围的模量。这些环氧树脂形成了在所述热界面材料内物理性地保持焊料颗粒相连和在原位的凝胶状物或粘性物，从而保持热阻抗经时稳定。

在另一个实施方案中，本发明提供包含产热部件、受热器和根据以上描述的热界面材料的电子装置。

附图说明

图1示出了具有受热器、散热器(heat spreader)和热界面材料的电子部件的侧视图。

具体实施方案

本发明的热界面材料可与需要散热的任何产热组件一起使用，并且特别用于半导体装置中的产热组件。在这种装置中，所述热界面材料在产热组件和受热器之间形成层，并且将待耗散的热量传递至受热器。在这种装置中，将第一层热界面材料放置在产热组件和散热片之间，并将第二层热界面材料放置在散热器和受热器之间。

在实施方案中，所述苯酯选白以下化合物

丙酸醋酸酯

双酚A二烯丙基二醋酸酯

二聚二醋酸酯

单官能醋酸酯

和

四官能醋酸酯。

基于所述组合物的总重量，所述苯酯在5重量%至35重量%的范围内存在于所述组合物中。

所述环氧化二元脂肪酸是二元脂肪酸和环氧氯丙烷的反应产物。在一个实施方案中，所述环氧化二元脂肪酸具有以下结构，其中R是C₃₄H₆₈表示的34碳链：

R=C₃₄H₆₈

它可商购白新泽西的CVC Chemical。

来自坚果壳油的所述环氧树脂包含以下结构中的一种或两种：

这些树脂可商购白新泽西的Cardolite Corporation。所述单官能环氧树脂或者所述双官能环氧树脂或者其任意比例的混合物在所述TIM组合物中是同样有效的。

用于所述环氧官能团的催化剂的使用是任选的，但是可以使用本领域已知的适于聚合或者固化环氧官能团的任何催化剂。合适的催化剂的实例包括过氧化物和胺类。当存在时，可以以有效量使用所述催化剂；在一个实施方案中，有效量基于所述组合物的重量在0.2重量%至2重量%的范围内。