[发明专利]导热体、导热材料和半导体器件的封装结构

权利要求书

1.一种导热体，用于焊接半导体器件和散热基板，其特征在于，包括基体和分布在所述基体内的金刚石颗粒和第一金属纳米颗粒，所述金刚石颗粒的外表面依次包覆有碳化物膜层、第一金属膜层和第二金属膜层，所述碳化物膜层覆盖所述金刚石颗粒的全部外表面，所述第一金属膜层覆盖所述碳化物膜层的全部外表面，所述第二金属膜层通过化学或物理沉积的方式覆盖所述第一金属膜层的全部外表面，所述第一金属纳米颗粒与所述第二金属膜层的外表面之间通过金属键结合；所述导热体通过热固化处理形成，以使得所述半导体器件和所述散热基板焊接连接；

所述基体为有机聚合物；

所述金刚石颗粒的体积占比为0.05%-80%；所述基体的体积占比小于或等于10%；

所述金刚石颗粒的粒径大于或等于0.01微米且小于或等于200微米。

2.如权利要求1所述的导热体，其特征在于，相邻的所述第一金属纳米颗粒之间通过金属键结合。

3.如权利要求1或2所述的导热体，其特征在于，还包括生长在所述第二金属膜层的外表面的第二金属纳米颗粒。

4.如权利要求3所述的导热体，其特征在于，相邻的所述第一金属纳米颗粒与所述第二金属纳米颗粒之间通过金属键结合。

5.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述碳化物膜层为碳化钨膜层、碳化钛膜层、碳化铬膜层、碳化钼膜层、碳化镍膜层和碳化硅膜层中的任意一种。

6.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述碳化物膜层的厚度大于或等于10纳米且小于或等于500纳米。

7.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述第一金属膜层采用的材料为钨、钛、铬、钼、镍、铂或钯。

8.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述第一金属膜层的厚度大于或等于10纳米且小于或等于500纳米。

9.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述第二金属膜层包括一层金属薄膜或层叠设置的多层金属薄膜，每层金属薄膜采用的材料为铜、银、金、铂、钯。

10.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述第二金属膜层的厚度大于或等于0.1微米且小于或等于10微米。

11.如权利要求1至3任一项所述的导热体，其特征在于，所述第一金属纳米颗粒的材料为铜、银、金以及锡中的一种或多种。

12.一种导热材料，用于焊接半导体器件和散热基板，其特征在于，包括有机聚合物和分布在所述有机聚合物内的金刚石颗粒以及第一金属纳米颗粒，所述金刚石颗粒的外表面依次包覆有碳化物膜层、第一金属膜层和第二金属膜层，所述碳化物膜层覆盖所述金刚石颗粒的全部外表面，所述第一金属膜层覆盖所述碳化物膜层的全部外表面，所述第二金属膜层覆盖所述第一金属膜层的全部外表面，所述第一金属纳米颗粒与所述第二金属膜层的外表面之间通过金属键结合；所述导热材料通过热固化处理，以使得所述半导体器件和所述散热基板焊接连接；

所述金刚石颗粒的体积占比为0.05%-80%；

所述基体的体积占比小于或等于10%；

所述金刚石颗粒的粒径大于或等于0.01微米且小于或等于200微米。

13.如权利要求12所述的导热材料，其特征在于，相邻的所述第一金属纳米颗粒之间通过金属键结合。

14.如权利要求12或13所述的导热材料，其特征在于，还包括生长在所述第二金属膜层的外表面的第二金属纳米颗粒。

15.如权利要求14所述的导热材料，其特征在于，相邻的所述第一金属纳米颗粒与所述第二金属纳米颗粒之间通过金属键结合。