散熱結(jié)構(gòu)體的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年1月30日、申請(qǐng)?zhí)枮?01110034583. 6、發(fā)明名稱為"散 熱結(jié)構(gòu)體"的中國專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及散熱結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，存儲(chǔ)器等電子零件隨著大容量化其工作時(shí)產(chǎn)生的放熱量增大，由此電子 零件有劣化的可能，因此包含電子零件和安裝其的基板的結(jié)構(gòu)體需要高散熱性（高導(dǎo)熱 性）。
[0004] 例如提出了下述結(jié)構(gòu)體：在安裝于基板的多個(gè)存儲(chǔ)器上面，放置由鋁構(gòu)成的平板 狀的存儲(chǔ)器用散熱裝置，用夾具夾住基板、各存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器用散熱裝置的結(jié)構(gòu)體（例如 存儲(chǔ)器用散熱裝置，參照互聯(lián)網(wǎng)（URL:http://www.ainex.jp/products/hm-02.htm))。
[0005] 在上述存儲(chǔ)器用散熱裝置、互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體中，通過使存儲(chǔ)器用散熱裝置接觸于 存儲(chǔ)器的上表面，將由存儲(chǔ)器產(chǎn)生的熱通過存儲(chǔ)器用散熱裝置進(jìn)行散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的問題
[0007] 然而，在上述存儲(chǔ)器用散熱裝置、互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體中，存儲(chǔ)器的側(cè)表面不與平板狀 的存儲(chǔ)器用散熱裝置接觸，并且，各存儲(chǔ)器的厚度不同的情況下，厚度薄的存儲(chǔ)器的上表面 與存儲(chǔ)器用散熱裝置之間產(chǎn)生間隙。因此，有不能將由存儲(chǔ)器產(chǎn)生的熱進(jìn)行充分散熱的問 題。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供散熱性優(yōu)異的散熱結(jié)構(gòu)體。
[0009] 用于解決問題的方案
[0010] 本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體，其特征在于，其具備基板、安裝于前述基板的電子零件、用 于將由前述電子零件產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱的散熱性構(gòu)件、和以覆蓋前述電子零件的的方式設(shè) 置于前述基板上的導(dǎo)熱性粘接片材，前述導(dǎo)熱性粘接片材具備含有片狀的氮化硼顆粒的導(dǎo) 熱性層，前述導(dǎo)熱性層的與前述導(dǎo)熱性層的厚度方向正交的方向的導(dǎo)熱率為4W/m*K以上， 前述導(dǎo)熱性粘接片材與前述散熱性構(gòu)件接觸。
[0011] 另外，在本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體中，適宜的是，前述導(dǎo)熱性粘接片材具備層疊在前述 導(dǎo)熱性層的至少一面的粘接劑層或粘合劑層，前述粘接劑層或前述粘合劑層與前述基板粘 接或粘合。
[0012]發(fā)明的效果
[0013] 在本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體中，由于電子零件被導(dǎo)熱性粘接片材覆蓋，因而能夠?qū)⒂?電子零件產(chǎn)生的熱從電子零件的上表面和側(cè)表面熱傳導(dǎo)至導(dǎo)熱性粘接片材。接著，能夠?qū)?所述熱從導(dǎo)熱性粘接片材熱傳導(dǎo)至散熱構(gòu)件，并在散熱構(gòu)件中散熱至外部。
[0014] 因此，能夠?qū)⒂呻娮恿慵a(chǎn)生的熱通過導(dǎo)熱性粘接片材和散熱構(gòu)件有效地進(jìn)行散 熱。
【附圖說明】
[0015] 圖1示出本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。
[0016] 圖2為用于說明導(dǎo)熱性層的制造方法的工序圖，
[0017] (a)表示將混合物或?qū)盈B片材進(jìn)行熱壓的工序，
[0018] (b)表示將壓制片材分割為多個(gè)的工序，
[0019] (c)表不將分割片材層疊的工序。
[0020] 圖3示出導(dǎo)熱性層的立體圖。
[0021] 圖4示出導(dǎo)熱性粘接片材的截面圖。
[0022]圖5為用于制作圖1的散熱結(jié)構(gòu)體的工序圖，表示在支持著框架的殼體上將安裝 有電子零件的基板進(jìn)行固定，并且準(zhǔn)備導(dǎo)熱性粘接片材的工序。
[0023] 圖6示出本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體的其他實(shí)施方式（導(dǎo)熱性粘接片材由導(dǎo)熱性層構(gòu)成 的形態(tài)）的截面圖。
[0024]圖7為用于制作圖6的散熱結(jié)構(gòu)體的工序圖，表示在支持著框架的殼體上將安裝 有電子零件的基板進(jìn)行固定，并且準(zhǔn)備導(dǎo)熱性粘接片材的工序。
[0025]圖8示出本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體的其他實(shí)施方式（導(dǎo)熱性粘接片材的另一個(gè)端部接 觸殼體的形態(tài)）的截面圖。
[0026] 圖9示出本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體的其他實(shí)施方式（粘接?粘合層與電子零件上表面 接觸的形態(tài)）的截面圖。
[0027] 圖10示出耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置（耐彎曲性試驗(yàn)前）的立體圖。
[0028] 圖11示出耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置（耐彎曲性試驗(yàn)中）的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 圖1示出本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖，圖2為用于說明導(dǎo)熱性 層的制造方法的工序圖，圖3示出導(dǎo)熱性層的立體圖，圖4示出導(dǎo)熱性粘接片材的截面圖， 圖5為用于制作圖1的散熱結(jié)構(gòu)體的工序圖。
[0030] 圖1中，該散熱結(jié)構(gòu)體1具備基板2、安裝在基板2上的電子零件3、用于將由電子 零件3產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱（熱傳輸、熱傳導(dǎo)）的作為散熱性構(gòu)件的框架4、和設(shè)置在基板2 上的導(dǎo)熱性粘接片材5。
[0031] 基板2形成為大致平板形狀，由例如氮化鋁、氧化鋁等陶瓷；例如玻璃?環(huán)氧樹脂； 例如聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、丙烯酸類樹脂、聚醚腈、聚醚砜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚 萘二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯等合成樹脂等形成。
[0032] 電子零件3包含例如1C(集成電路）芯片20、電容21、線圈22和/或電阻器23。 另外，電子零件3控制例如小于5V的電壓和/或小于1A的電流。電子零件3安裝在基板 2的上面，在面方向（基板2的面方向，圖1的左右方向和縱深方向。）上彼此隔著間隔配 置。電子零件3的厚度例如為lym~lcm左右。
[0033] 框架4被容納基板2的殼體（在圖1中未圖示）支撐，其在基板2的外部（I?面） 隔著間隔配置，俯視來看形成為包圍基板2的大致框形。另外，框架4從截面來看形成為在 上下方向長的大致矩形?？蚣?由例如鋁、不銹鋼、銅、鐵等金屬等形成。
[0034] 導(dǎo)熱性粘接片材5以覆蓋電子零件3的方式設(shè)置在基板2上。另外，導(dǎo)熱性粘接 片材5被配置成一個(gè)端部（圖1中的右端部）與電子零件3的表面（上表面和側(cè)表面）接 觸，且另一個(gè)端部（圖1中的左上端部）與框架4的內(nèi)表面（右側(cè)表面）接觸。
[0035] 具體而言，導(dǎo)熱性粘接片材5在散熱結(jié)構(gòu)體1中形成截面為大致L字形，中央（左 右方向的中央）部和一個(gè)端部在基板2的上面配置成沿面方向延伸，自中央部起的另一端 部分從基板2的一端邊緣（左端邊緣）向上方彎曲，而且，配置成導(dǎo)熱性粘接片材5的另一 個(gè)端部在框架4的右側(cè)表面（內(nèi)表面）向上方延伸。
[0036] 該導(dǎo)熱性粘接片材5參照?qǐng)D4那樣具備導(dǎo)熱性層6、和層疊于導(dǎo)熱性層6的背面 (下面）的粘接劑層7或粘合劑層7 (以下，有時(shí)將它們統(tǒng)稱為"粘接?粘合層7"。）。
[0037] 導(dǎo)熱性層6形成為片狀，且含有氮化硼顆粒。
[0038] 具體而言，導(dǎo)熱性層6含有氮化硼（BN)顆粒作為必要成分，進(jìn)一步，例如含有樹脂 成分。
[0039] 氮化硼顆粒形成為片狀（或者鱗片狀），在導(dǎo)熱性層6中以取向于規(guī)定方向（后 述）的形態(tài)分散。
[0040] 氮化硼顆粒的縱向方向長度（與片的厚度方向正交的方向的最大長度）的平均例 如為1~100ym、優(yōu)選為3~90ym。另外，氮化硼顆粒的縱向方向長度的平均為5ym以 上，優(yōu)選為10um以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20ym以上，尤其優(yōu)選為30ym以上，最優(yōu)選為40ym 以上，通常例如為100ym以下，優(yōu)選為90ym以下。
[0041] 另外，氮化硼顆粒的厚度（片材的厚度方向長度，S卩，顆粒的橫向方向長度）的平 均例如為0. 01~20ym、優(yōu)選為0. 1~15ym。
[0042] 另外，氮化硼顆粒的縱橫比（縱向方向長度/厚度）例如為2~10000、優(yōu)選為 10 ~5000。
[0043] 接著，氮化硼顆粒的通過光散射法測定的平均粒徑例如為5ym以上、優(yōu)選為 10ym以上、進(jìn)一步優(yōu)選為20ym以上、尤其優(yōu)選為30ym以上、最優(yōu)選為40ym以上，通常 為100ym以下。
[0044] 另外，通過光散射法測定的平均粒徑為通過動(dòng)態(tài)光散射式粒度分布測定裝置測定 的體積平均粒徑。
[0045] 氮化硼顆粒的通過光散射法測定的平均粒徑不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)導(dǎo)熱性層6 變脆、處理性降低。
[0046] 另外，氮化硼顆粒的體積密度（JISK5101，表觀密度）例如為0. 3~1. 5g/cm3、 優(yōu)選為〇? 5~1.Og/cm3。
[0047] 另外，氮化硼顆?？梢允褂檬惺燮坊蛘咂浼庸さ玫降募庸て贰Ｗ鳛榈痤w粒的 市售品，可列舉出例如MomentivePerformanceMaterialsJapanLCC制造的"PT"系列 (例如"PT-110"等），昭和電工公司制造的"SHOBNUHP"系列（例如"SHOBNUHP-1"等） 等。
[0048] 樹脂成分是能夠分散氮化硼顆粒的物質(zhì)，即，分散氮化硼顆粒的分散溶劑（基 體），可列舉出例如熱固化性樹脂成分、熱塑性樹脂成分等樹脂成分。
[0049] 作為熱固化性樹脂成分，可列舉出例如環(huán)氧樹脂、熱固化性聚酰亞胺、酚醛樹脂、 尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、熱固化 性聚氨酯樹脂等。
[0050] 作為熱塑性樹脂成分，可列舉出例如聚烯烴（例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共 聚物等）、丙烯酸類樹脂（例如聚甲基丙烯酸甲酯等）、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共 聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、 聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚稀丙基砜（polyallylsulfone)、熱塑性聚 酰亞胺、熱塑性聚氨酯樹脂、聚氨基雙馬來酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、雙馬來酰亞 胺三嗪樹脂、聚甲基戊烯、氟化樹脂、液晶聚合物、烯烴_乙烯醇共聚物、離聚物、聚芳酯、丙 烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。
[0051] 這些樹脂成分可以單獨(dú)使用或者兩種以上組合使用。
[0052] 在樹脂成分中，優(yōu)選列舉出環(huán)氧樹脂。
[0053] 環(huán)氧樹脂在常溫為液態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)中的任一形態(tài)。
[0054] 具體而言，作為環(huán)氧樹脂，可列舉出例如雙酚型環(huán)氧樹脂（例如雙酚A型環(huán)氧樹 月旨、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、二聚酸改性雙酚型環(huán)氧 樹脂等）、線性酚醛清漆（novolac)型環(huán)氧樹脂（例如苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛 清漆型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂等）、萘型環(huán)氧樹脂、芴型環(huán)氧樹脂（例如雙芳基芴型環(huán) 氧樹脂等）、三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂（例如三羥基苯甲烷型環(huán)氧樹脂等）等芳香族系環(huán)氧 樹脂；例如三環(huán)氧基丙基異氰脲酸酯（三縮水甘油基異氰脲酸酯）、乙內(nèi)酰脲環(huán)氧樹脂等含 氮環(huán)環(huán)氧樹脂；例如脂肪族型環(huán)氧樹脂；例如脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂（例如雙環(huán)環(huán)型環(huán)氧樹脂 等）；例如縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂；例如縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂等。
[0055] 這些環(huán)氧樹脂可以單獨(dú)使用或者兩種以上組合使用。
[0056] 優(yōu)選列舉出液態(tài)環(huán)氧樹脂與固態(tài)環(huán)氧樹脂的組合、進(jìn)一步優(yōu)選列舉出液態(tài)的芳香 族系環(huán)氧樹脂與固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹脂的組合等。作為這樣的組合，具體而言，可列舉出 液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂與固態(tài)的三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂的組合、液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂與 固態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂的組合。
[0057] 另外，作為環(huán)氧樹脂，優(yōu)選例舉出單獨(dú)使用半固態(tài)的環(huán)氧樹脂，進(jìn)一步優(yōu)選列舉出 單獨(dú)使用半固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹脂。作為這樣的環(huán)氧樹脂，具體而言可列舉出半固態(tài)的 芴型環(huán)氧樹脂。
[0058] 如果為液態(tài)的環(huán)氧樹脂與固態(tài)的環(huán)氧樹脂的組合、半固態(tài)的環(huán)氧樹脂，則能夠提 高導(dǎo)熱性層6的高度差追隨性（后述）。
[0059] 另外，環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量例如為100~1000g/eqiv.、優(yōu)選為160~700g/ eqiv.;軟化溫度（環(huán)球法）例如為80°C以下（具體而言為20~80°C)、優(yōu)選為70°C以下 (具體而言為25~70°C)。
[0060] 另外，環(huán)氧樹脂在80°C下的熔融粘度例如為10~20000mPa?s、優(yōu)選為50~ 15000mPa*s。組合使用2種以上環(huán)氧樹脂時(shí)，作為它們的混合物的熔融粘度設(shè)定在上述范 圍