[发明专利]制备导电薄膜的方法和由该方法制得的制品

说明书

本申请是申请日：2008年1月25日，申请号：200880006048.6，发明名称：制备导电薄膜的方法和由该方法制得的制品的本发明专利申请的分案申请。

对相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请请求享有于2007年2月22日提交的、系列号为60/902,804的美国临时申请的优先权。将系列号为60/902,804的美国临时申请合并于此作为参考。

关于联邦政府赞助研究的声明

无

技术领域

通过本文所述的方法，制备一种含纳米管的自由立膜（free standing film）。根据纳米管的类型，自由立膜可以用作滤光片、各向异性导电薄膜(ACF)、或者是导热界面材料(TIM)。

背景技术

电子元件，例如半导体、晶体管、集成电路(ICs)、分立器件、和其它本领域已知的元件，都被设计为在标准操作温度或在标准操作温度范围内工作。但是，电子元件的工作会产生热。如果不将足够的热量除去，电子元件就会在显著高于其标准操作温度的温度下工作。过高的温度会对电子元件的性能和其所连接装置的工作产生不利影响，并且还会对平均无故障时间产生消极影响。

为了避免这些问题，通过热传导将热从电子元件向热管理器件、如散热器传递。随后可以利用任何常规的手段对散热器进行冷却，所述的常规手段例如对流或辐射技术。在热传导期间，可以通过电子元件与散热器之间的表面接触，或者通过使电子元件与散热器与TIM接触，使热量从电子元件向散热器传递。TIM的热阻抗越低，从电子元件向散热器流出的热量就越多。

电子元件和散热器的表面，一般不是完全平滑的；因此，表面之间的充分接触是很难达到的。空气间隙的热传导性很差，其存在于表面之间,增加了热阻抗。这些间隙可以通过在表面之间插入TIM膜来充填。由于生产商们制造出了越来越小的装置,因此,业界对于TIM保持着持续性的需求,人们希望TIM很薄并且具有改善的热传导性，以有效的从电子元件向热管理器件传递热量。

在本领域中,将含自由分散在基体中的纳米管的复合材料用作TIM是公知的。但是，当纳米管定向排列而不再自由分布时，这种排列会展示出改善的性能，例如热传导性。制造含有这种排列的TIM是十分困难的。

发明内容

一种用于制造自由立膜的方法，所述薄膜具有从基体层中伸出的纳米棒。该方法包括以下步骤：

(a)在基底上提供纳米棒阵列；

任选的(b)用牺牲层渗透该阵列；

(c)用基体层渗透该阵列，由此产生渗透的阵列；

当步骤(b)存在时，任选的(d)除去牺牲层，保留基体层；和

(e)将渗透的阵列从基底上移除，这样就形成了自由立膜，此时基体层具有相对的表面，纳米管定向的穿过基体层，并从基体层的一个或正反两个相对的表面上伸出至少1微米的距离。

附图说明

图1a示出了MWNT在硅片上的排列。这种排列用于实施例1中。

图1b和1c示出了不同放大率下，实施例1中制备的自由立膜的横截面。该薄膜包括基体层，且在基体层的表面上伸出了MWNT阵列。

图1d示出了实施例2中制备的自由立膜的横截面。

图2示出了电子装置的一部分的横截面，所述电子装置中包括本文所述的自由立膜。

具体实施方式

术语的定义和使用

除非另有说明,否则所有的数量、比率、和百分比都是基于重量的。对本申请来说，冠词a、an、和the都分别指代一个和多个。在本文的通式中，Et代表乙基，Me代表甲基，Ph代表苯基，Vi代表乙烯基。MWNT的意思是，多层碳纳米管(multi-walled carbon nanotube)。SWNT的意思是单层碳纳米管(single-walled carbon nanotubes)。TEOS的意思是四乙氧基甲硅烷(tetraethoxysilane)。

“纳米棒”(nanorod)的意思是宽度不大于0.5微米且长宽比大于10、或者大于100的导热结构。纳米棒可以是中空的纳米管。纳米棒可以是圆柱形的，此时其宽度（直径）不大于0.5微米。或者，纳米棒可以具有不同的形状。术语纳米棒包括但不局限于：单层碳纳米管、MWNT、和氮化硼纳米管。

“纳米棒的阵列”的意思是,存在多个对齐纳米棒,这些纳米棒大多数都彼此平行并按着与基底平面相交成一定角度的方向排列。图1a中示例性的示出了MWNT阵列。