專利名稱：聚合物熱界面材料的制作方法
聚合物熱界面材料
背景技術(shù)：
聚合物已經(jīng)被用作熱界面材料(TIM)來粘結(jié)例如具有集成散熱器(IHS)的集成電路模。但是，固化工藝以及對TIM的可靠性應(yīng)力會導(dǎo)致出現(xiàn)分層和降低導(dǎo)熱性的問題。附圖簡要說明雖然說明書通過具體指出并明顯要求保護本發(fā)明公開的內(nèi)容來進行了總結(jié)，但是結(jié)合附圖閱讀可以更加容易地從本發(fā)明的以下說明確定本發(fā)明的優(yōu)點。

圖1表示本發(fā)明具體實施方式
中的聚合物熱界面材料。圖2表示本發(fā)明具體實施方式
中球狀填料的橫截面。圖3表示本發(fā)明具體實施方式
中聚合物熱界面材料的應(yīng)用。發(fā)明詳述在以下詳述中，參照附圖，其舉例說明本發(fā)明可以實施的具體實施方式
。對這些具體實施方式
進行詳細說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。要理解，本發(fā)明的各種具體實施方式
雖然不同，但并不一定就是相互排斥的。例如，本文所述與一個實施方式相關(guān)的具體部件、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)也可以在不背離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上在其他實施方式中實施。此外，要理解，各實施方式中單獨元件的位置或排列也可以在不背離本發(fā)明精神和范圍的基礎(chǔ)上進行修改。因此，以下詳述并不是用于進行限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅僅通過附帶權(quán)利要求書進行限定，可以進行適當(dāng)?shù)亟忉?，并且也包括針對所要求保護的對象的等價物的完整范圍。在附圖中，類似的數(shù)字表示在幾張視圖中相同或類似的功能。圖1表示本發(fā)明具體實施方式
中的聚合物熱界面材料。如所示，TIM 100包含聚合物基質(zhì)102，基質(zhì)添加劑104、球狀填料106以及纖維材料108，但本發(fā)明并不限于此。在一個實施方式中，TIM 100可以不必包含圖1所示的所有材料，例如，可以沒有纖維材料108， 或者可以包含其他未顯示的材料。聚合物基質(zhì)102可以給TIM 100提供粘性和柔韌性。在一個實施方式中，聚合物基質(zhì)102是硅酮基凝膠。在另一實施方式中，聚合物基質(zhì)102可以是柔韌的環(huán)氧化物，它組合了環(huán)氧化物的高粘性以及硅酮更好的柔韌性。柔性環(huán)氧化物的一個例子是脂族聚二醇二環(huán)氧化物。在另一實施方式中，聚合物基質(zhì)102是熱塑性的，例如乙縮醛、丙烯酸、纖維素、 乙酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯基(vinyl)，尼龍或它們的組合。在另一實施方式中，聚合物基質(zhì)102是相變聚合物，如聚烯烴、聚酯、硅樹脂、石蠟或丙烯酸類?；|(zhì)添加劑104可以提高聚合物基質(zhì)102和球狀填料106之間的界面性質(zhì)，和/或獲得更好的導(dǎo)熱性。在一個實施方式中，基質(zhì)添加劑104是助熔劑，例如，短鏈但低揮發(fā)性羧酸、氨基酸、醛、松香以及在主鏈或側(cè)鏈上具有酸基的聚合酸。在另一實施方式中，基質(zhì)添加劑104是抗氧化劑或熱穩(wěn)定劑，用于防止聚合物基質(zhì)102在加熱過程中出現(xiàn)氧化和降解， 并增加熱穩(wěn)定性。抗氧化劑或熱穩(wěn)定劑的一些例子包括殺螟腈(Cyanox)、苯醌、Cyasorb、 2，4，6-三-叔丁基苯酚以及二苯胺。球狀填料106用于給TIM 100提供改進的導(dǎo)熱性，可以具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)。雖然顯示為具有均一的直徑，但是球狀填料106可以具有變化的直徑。在一個實施方式中，球狀填料106的直徑在約10微米-30微米之間變化。纖維材料108可以加入TIM 100中，在TIM膨脹過程中提供可膨脹熱通路。在一個實施方式中，纖維材料108是L/D比(長徑比)高的碳纖維。在一個實施方式中，纖維材料108的濃度最高至TIM 100體積的約8%。圖2表示本發(fā)明具體實施方式
中球狀填料的橫截面。如所示，球狀填料106包含芯202、內(nèi)殼204和外殼206，但是在一些實施方式中，球狀填料106可以不包含所顯示的所有層，例如，可以不含內(nèi)殼204，或者可以包含未顯示的其他層。芯202表示整個球狀填料106。在一個實施方式中，芯202是焊料、金屬、低熔合金或其他高導(dǎo)熱性的材料。在另一實施方式中，芯202是具有較高的熱膨脹系數(shù)的膨脹聚合物材料，如二乙烯基苯交聯(lián)的聚合物，提供熱接觸過程中的填縫作用，并由此提供在整個熱接觸范圍內(nèi)高效的熱接觸。內(nèi)殼204和/或外殼206可以給球狀填料106提供改進的導(dǎo)熱性和/或防氧化性。在一個實施方式中，當(dāng)芯202是膨脹聚合物材料時，內(nèi)殼204是導(dǎo)電金屬層，外殼是焊料層。在另一實施方式中，當(dāng)芯202是導(dǎo)熱的但氧化不穩(wěn)定的材料(如低熔合金(LMA))時，外殼206是有機可焊性防腐(OSP)涂層。在一個實施方式中，OSP由有機金屬聚合物組成，結(jié)果，在OSP活性組分(或許是吡咯或咪唑基)和芯202表面(或內(nèi)殼 204)處的焊料原子之間發(fā)生協(xié)同反應(yīng)。圖3表示本發(fā)明具體實施方式
中聚合物熱界面材料的應(yīng)用。顯示了封裝結(jié)構(gòu)300， 其中，TIM 100可置于模302和散熱器結(jié)構(gòu)304之間，并且也置于散熱器結(jié)構(gòu)304和吸熱結(jié)構(gòu)306之間。TIM 100可以包括本發(fā)明的任意實施方式。在一個實施方式中，模302可以包括硅模，封裝結(jié)構(gòu)300可以包括陶瓷封裝和/或有機封裝結(jié)構(gòu)。雖然上文具有詳細的用于本發(fā)明所述方法的特定步驟和材料，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知道，可以進行許多的修改和替換。因此，所有這些修改、變化、替換和添加均落在本申請權(quán)利要求書所限定的精神和范圍內(nèi)。此外，應(yīng)意識到本領(lǐng)域熟知的微電子裝置的某些特征。因此，本文提供的附圖僅僅說明了涉及本發(fā)明實施過程的示例性微電子結(jié)構(gòu)的部分內(nèi)容。因此，本發(fā)明并不限于本文所述的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種熱界面材料(TIM)，它包括 聚合物基質(zhì)；基質(zhì)添加劑，其中，所述基質(zhì)添加劑包含助熔劑；和球狀填料，其中，所述球狀填料包括具有有機可焊性防腐涂層的金屬芯。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，它還包含碳纖維材料。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含柔韌性環(huán)氧化物。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含熱塑性材料。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含相變聚合物。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述TIM置于模和吸熱結(jié)構(gòu)之間。
7.一種熱界面材料(TIM)，它包括 聚合物基質(zhì)；基質(zhì)添加劑，其中，所述基質(zhì)添加劑包含抗氧化劑；和球狀填料，其中，所述球狀填料包括具有有機可焊性防腐涂層的金屬芯。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，它還包含碳纖維材料。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含柔韌性環(huán)氧化物。
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含熱塑性材料。
11.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含相變聚合物。
12.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述TIM置于模和吸熱結(jié)構(gòu)之間。
13.一種熱界面材料(TIM)，它包括 聚合物基質(zhì)；基質(zhì)添加劑，其中，所述基質(zhì)添加劑包含助熔劑；和球狀填料，其中，所述球狀填料包括具有金屬殼的膨脹聚合物芯。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，它還包含碳纖維材料。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含柔韌性環(huán)氧化物。
16.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含熱塑性材料。
17.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含相變聚合物。
18.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述TIM置于模和吸熱結(jié)構(gòu)之間。
19.一種熱界面材料(TIM)，它包括 聚合物基質(zhì)；基質(zhì)添加劑，其中，所述基質(zhì)添加劑包含抗氧化劑；和球狀填料，其中，所述球狀填料包括具有金屬殼的膨脹聚合物芯。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，它還包含碳纖維材料。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含柔韌性環(huán)氧化物。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含熱塑性材料。
23.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包含相變聚合物。
24.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述TIM置于模和吸熱結(jié)構(gòu)之間。
全文摘要
在一些實施方式中存在聚合物熱界面材料。為此，本發(fā)明介紹了一種熱界面材料，它包含聚合物基質(zhì)、基質(zhì)添加劑、以及球狀填料，其中，所述基質(zhì)添加劑包括助熔劑，所述球狀填料包括具有有機可焊性防腐涂層的金屬芯。本發(fā)明也公開并要求保護其他一些實施方式。
文檔編號C08K9/04GK102171310SQ200980139735
公開日2011年8月31日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者E·普拉科, Y·李 申請人:英特爾公司