[发明专利]片状结构、片状结构的制造方法及电子器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状结构、片状结构的制造方法及电子器件。

背景技术

在用于服务器、个人计算机的中央处理单元等的电子器件中，为了改善性能，已经改进了半导体元件的微制造，而且已经增大了每单位面积的发热量。结果是，电子器件的散热成为了重要问题。因此，正在使用这样一种结构，其中，由诸如铜之类的具有高导热率的材料制成的散热器经由设置在半导体器件上的热界面材料而布置。

该热界面材料必须具有高导热率，而且还必须具有与发热源表面的精细不规则部和散热器接触的特性。

正在寻求一种导热片，其使用以碳纳米管为代表的由碳制成的线性结构作为热界面材料。碳纳米管是不仅具有非常高的导热率（1500W/m·K）而且具有极佳柔韧性和热阻的材料，而且作为散热材料的潜力高。

正在提出如下的导热片作为使用了碳纳米管的导热片：其中，由热塑性树脂制成的填充层设置在以碳纳米管为代表的由碳制成的多个线性结构之间。

日本特开专利公开文件2010-118609

发明内容

图1是描绘使用导热片作为热界面材料的电子器件的图。

电子器件130具有经由焊料135布置在电路板131上的半导体器件132、散热器133、以及布置在半导体器件132和散热器133之间的导热片110。

导热片110具有束结构（bundle structure）112，该束结构112包括取向为膜厚度方向的由碳制成的多个碳纳米管111。多个碳纳米管111的取向是在导热片110的厚度方向上，并将半导体器件132的热量传导到散热器133。

在电子器件130的制造中，首先，将半导体器件132经由焊料135布置在电路板131上。接着，将导热片110布置在半导体器件132上。布置在半导体器件132上的导热片110被散热器133覆盖。

在电子器件130的制造中，为了将半导体器件132焊接到电路板131上，例如使用回流工艺。通过在回流工艺中被加热，焊料135被熔化，从而电路板131和半导体器件132被焊接起来。通过回流工艺，将导热片110中的填充层熔化成液态，并且将导热片110粘附到半导体器件132和散热器133。散热器133经由接合部134接合到电路板131。

通过回流工艺的加热，电路板131和半导体器件132热膨胀。由合成树脂形成的电路板131的热膨胀系数大于半导体器件132的热膨胀系数。

因此，在冷却后的电子器件130中，半导体器件132形变为朝上突出的弯曲形状。电路板131中经由焊料135接合至半导体器件132的部分类似地形变为朝上突出的弯曲形状。

当半导体器件132由于电路板131的热膨胀系数和半导体器件132的热膨胀系数之间的差异而变形时，布置在半导体器件132和散热器133之间的导热片110在厚度方向上被压缩。由于半导体器件132形变为朝上突出，因而导热片110的中心部分严重形变为在膜厚度方向上被压缩得比周边部分更多。

碳纳米管111和半导体器件132或散热器133之间的热阻随着接触压力增大而减小。在导热片110的中心部分，碳纳米管111和半导体器件132或散热器133之间的接触压力高于周边部分的接触压力。因此，在导热片110的中心部分，碳纳米管111和半导体器件132或散热器133之间的热阻低于周边部分的热阻。

因此，半导体器件132的形变造成的问题是，导热片110平面上的热传导变得不均匀。

因此，在说明书中，一个目的是提供一种具有热传导均匀的平面的片状结构。

在说明书中，另一目的是提供一种具有热传导均匀的平面的片状结构的制造方法。

在说明书中，再一目的是提供一种散热极佳的电子器件。

根据说明书中所公开的片状结构实施例的一个方案，该片状结构包括：束结构，包括取向为预定方向的由碳制成的多个线性结构；覆盖层，覆盖所述由碳制成的多个线性结构；填充层，设置在被所述覆盖层覆盖的所述由碳制成的多个线性结构之间。所述覆盖层的厚度在与所述预定方向交叉的方向上是不均匀的。

根据在说明书中所公开的电子器件实施例的一个方案，该电子器件包括：发热构件；散热构件；以及片状结构；该片状结构包括：束结构，包括取向为预定方向的由碳制成的多个线性结构；覆盖层，覆盖所述由碳制成的多个线性结构；及填充层，设置在被所述覆盖层覆盖的所述由碳制成的多个线性结构之间，所述覆盖层的厚度在与所述预定方向交叉的方向上是不均匀的，并且所述片状结构设置在所述发热构件和所述散热构件之间。