[发明专利]可分配固化树脂

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2006年3月28日申请的美国临时申请案第60/786,633号的优先权益，所述申请案的说明内容是以引用的方式并入本文中。 

技术领域

本发明大体上涉及封装电路中改良的电磁/射频干扰(EMI/RFI)屏蔽和热管理的方法、材料和装置。更具体地说，本发明涉及调节在封装电路中用于EMI/RFI屏蔽和热管理的导热和/或导电、就地成形、完全固化的复合物的粘度从而使所述复合物可分配的方法、材料和装置。 

背景技术

调制器电子装置(诸如，电视、无线电、计算机、医学仪器、商用机器、通信设备等)的电路设计已变得越来越复杂和紧凑。举例来说，已制造出用于含有成千上万个晶体管的等效物的这些和其它装置的集成电路。尽管设计的复杂性已增加，但装置的尺寸却随着制造更小电子元件和将更多的这些元件堆积在更小的区域中的能力的提高而持续减小。 

随着电子元件已越来越小且越来越致密的堆积在集成板和芯片上，设计者和制造商现正面临着如何散去由这些元件不可避免地产生的热量的挑战。事实上，众所周知，许多电子元件且尤其功率半导体元件(诸如，晶体管和微处理器)在高温下较易于受损或发生故障。因此，散热的能力通常为元件性能的限制因素。 

传统上，集成电路内的电子元件是通过装置外壳内空气的强迫或对流循环来冷却。在这一方面，已提供冷却片作为元件包装的整体部分或者将冷却片以单独附着于元件包装上的形式提供，以增加暴露于对流产生的气流的包装的表面积。另外，还使用电扇来增加在外壳内循环的空气体积。然而，已发现，对于高功率电路和当前电子设计中典型的更小但更紧密堆积的电路来说，已发现简单空气循环不足以充分冷却电路元件。 

超出简单空气循环所能达到的水平的热量散失可通过将电子元件直接安装于诸如“致冷板(cold plate)”或其它散热片或热分散器的散热构件上来实现。散热构件可为专用的导热陶瓷或金属板或翼片结构，或简单地为装置的底板或电路板。然而，如果超过电子元件与散热构件之间的正常温度梯度，就会因各构件体之间界面处的热界面阻抗或 接触电阻而产生可感知的温度梯度。 

所述元件和散热片的接合热界面表面无论在总体规模上还是微观水平上通常都是不规则的。当将界面表面配合时，其间会产生可能截留空气的孔穴或空隙空间。这些孔穴会减少界面内的总体接触表面积，所述表面积的减少又会减少传热面积和通过界面传热的总体效率。此外，众所周知，空气是相对较弱的热导体，故界面内孔穴的存在将降低通过界面传热的速率。 

为提高通过界面传热的效率，通常将一个导热、电绝缘材料垫或者另一导热、电绝缘材料层插入散热片与电子元件之间，以填充任何表面不规则并且消除气穴。最初用于这一目的的是填充有导热填充剂(诸如，氧化铝)的诸如硅脂或蜡的材料。这类材料通常在正常室温下为半液体或固体，但在高温下会液化或软化而流动并且更好的适应界面表面的不规则性。这类材料的实例描述于美国专利第5,250,209号、第5,167,851号、第4,764,845号、第4,473,113号、第4,466,483号和第4,299,715号中，所述专利的相关揭露内容是以全文引用的方式并入本文中。 

然而，迄今为止所属领域中所已知的上述类型的脂和蜡通常在室温下不具有自支撑性(self-supporting)或者形状稳定性，且认为将其施用到散热片或电子元件上相当麻烦。为提供通常优选的易于处理的薄膜形式的这些材料，须提供衬底、网格或其它载体，这将引入另一可能形成额外气穴的界面层。而且，使用这类材料通常涉及手工施用，或者通过电子组装器叠层，而这将增加制造成本。 

或者，另一种方法是用固化的薄板状材料替代硅脂或蜡。可将这类材料混配并且含有一种或一种以上分散于聚合粘合剂内的导热颗粒状填充剂。这些材料可以固化板、胶带、垫或薄膜的形式提供。典型的粘合剂材料包括有机硅(silicone)、氨基甲酸酯、热塑橡胶和其它弹性体，其中典型的填充剂包括氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化硼和氮化铝。