CN103227157A - 电子器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子器件及其制造方法。所述电子器件包括：半导体器件；设置在所述半导体器件上方的导热树脂，所述导热树脂包括热导体和树脂；设置在所述导热树脂上方的线形碳件，所述线形碳件待与所述热导体热接触；以及设置在所述线形碳件上方的散热器，所述散热器包括容纳所述导热树脂的凹部。

Description

电子器件及其制造方法
技术领域
本文中讨论的实施方案涉及电子器件和制造电子器件的方法。
背景技术
随着电子装置的性能提高和尺寸减小，将半导体芯片以裸芯片的形式表面贴装在电路板上，以便以高的密度提供结合在电子装置中的电子部件。例如，将半导体芯片以倒装芯片方式安装在电路板上。
高性能的以倒装芯片方式安装的半导体芯片产生大量的热。因此，例如，经由设置在半导体芯片上方的热界面材料(TIM)来设置由高热导率的材料如铜构成的散热片。半导体芯片与散热片之间的距离短，从而有效地冷却热的半导体芯片。
可以使用包括树脂和热导体(填料)如碳纳米管(以下称为“CNT”)的导热树脂作为TIM。可以使用通过在填充有多个第一CNT的树脂层的底部分散多个第二CNT而形成的片构件作为使用CNT的导热树脂。
相关的技术在日本专利第4036742号和日本公开特许公报第2003-69187、2004-165586、2007-165149和2011-96832号中公开。
在导热树脂用作TIM的情况下，由于当在导热树脂上安装散热器时施加的温度和压力，所以导热树脂的树脂组分熔化并且流动到周围区域。因此，使导热树脂的热导体和散热器彼此热接触。
然而，当安装散热器时，由于散热器的不平坦表面或散热器的凹凸(undulation)，所以导热树脂可能保留在热导体与散热器之间而没有被去除。导热树脂的树脂组分的热导率小至约几瓦特每米开尔文(W/m·K)。因此，如果树脂保留在热导体与散热器之间的接触界面中，则树脂层用作热阻，散热特性可能劣化。
在使用通过在填充多个第一CNT的树脂层的底部分散多个第二CNT而形成的片构件作为TIM的情况下，当散热器安装到半导体器件上时，导热树脂中的第一CNT与第二CNT接触，形成从半导体器件到散热器的导热路径。如果散热器的安装条件如加热温度和压力不合适，则第二CNT可能随着树脂组分的流出而流出。结果，在半导体器件上方的第二CNT的密度变得小于在外围中的第二CNT的密度，从而使散热特性劣化。
发明内容
根据实施方案的一个方面，一种电子器件包括：半导体器件；设置在半导体器件上方的、包括热导体和树脂的导热树脂；设置在导热树脂上方的、待与热导体热接触的线形碳件；以及设置在线形碳件上方的、包括具有导热树脂的凹部的散热器。
提供一种通过包括在导热树脂中的热导体将热从半导体器件高效率地传导到散热器的电子器件，并且提供一种用于制造电子器件的方法。
借助于在权利要求中具体提出的元件和组合，可以实现和获得本发明的目的和优点。
应当理解，上述总体描述和以下详细描述都是例示和解释本发明，而非限制要求保护的本发明。
附图说明
图1示出一个示例性电子器件；
图2A和图2B示出一个示例性散热器；
图3A和图3B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；
图4A和图4B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；
图5A和图5B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；
图6示出一个示例性电子器件；
图7A和图7B示出一个示例性散热器；
图8示出一个示例性电子器件；
图9A和图9B示出一个示例性散热器；
图10示出一个示例性电子器件；以及
图11A和图11B示出一个示例性散热器。
具体实施方式
图1示出一个示例性电子器件。图1所示的电子器件包括设置在电路板1上方并且通过多个钎焊凸点2电连接到电路板1的半导体器件3、设置在半导体器件3上并且包括CNT 10和树脂11的导热树脂4、设置在导热树脂4上并且与CNT 10热接触的线形碳件5以及设置在线形碳件5上并且包括填充有树脂11的凹部7的散热器8。可以使用粘合剂9将散热器8固定到电路板1上。
在电路板1中，在由例如玻璃陶瓷、玻璃环氧树脂或双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂构成的衬底的两个表面上形成有包含Cu的布线图案。布线图案通过通路孔彼此电连接。在与多个钎焊凸点2相对应的位置处设置有电极焊垫，作为布线图案的一部分。在图1中可能没有示出布线图案、通路孔和电极焊垫。
半导体器件3可以是例如通过在硅衬底上形成集成电路(IC)而获得的半导体芯片。半导体芯片在集成电路的操作期间通过通电而产生热。可以使用其中半导体芯片用例如密封树脂、陶瓷或玻璃密封(封装)的半导体封装件作为半导体器件3。
导热树脂4可以用作将在半导体器件3中产生的热传导到散热器8的TIM。可以使用的导热树脂4的一个实例是CNT片。CNT片可以是包括被设置成彼此分开的多个CNT 10作为热导体的树脂片。多个CNT 10沿着片厚度方向例如沿着与片表面相交的方向取向。多个CNT 10被形成为其中CNT 10紧密成束的状态。沿着片厚度方向的CNT 10的端部可以彼此缠绕。
在CNT 10之间的间隙中填充有树脂11，并且CNT 10由树脂11支撑。树脂11可以包含通过加热而熔化的材料。树脂11可以是例如热塑性树脂或热固性树脂如环氧树脂。
例如，可以使用热熔性树脂作为热塑性树脂。聚酰胺热熔性树脂的实例可以包括由Henkel Japan Ltd.制造的“Micromelt 6239”(软化点：140℃)。聚酯热熔性树脂的实例可以包括由NOGAWA CHEMICAL Co.，Ltd.制造的“DH 598B”(软化点：133℃)。聚氨酯热熔性树脂的实例可以包括由NOGAWA CHEMICAL Co.，Ltd.制造的“DH 722B”。聚烯烃热熔性树脂的实例可以包括由MATSUMURA OIL CO.，Ltd.制造的“EP-90”(软化点：148℃)。包含乙烯共聚物的热熔性树脂的实例可以包括由NOGAWACHEMICAL Co.，Ltd.制造的“DA 574B”(软化点：105℃)。苯乙烯-丁二烯橡胶热熔性树脂的实例可以包括由Yokohama Rubber Company，Limited制造的“M-6250”(软化点：125℃)。乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔性树脂的实例可以包括由Sumitomo 3M Limited制造的“3747”(软化点：104℃)。丁基橡胶热熔性树脂的实例可以包括由Yokohama RubberCompany，Limited制造的“M-6158”。
包含高热导率的填料作为热导体的散热片可以用作导热树脂4。分散在树脂中11中的填料的实例包括元素金属如Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Pb、Sn、Fe、Zn、Al、Cr或Ti；合金如Fe-Ni合金、不锈钢、钎料、铍铜、青铜、磷青铜或黄铜；以及通过对碳颗粒或陶瓷颗粒的表面进行例如金属涂覆的处理而获得的导电粒子。
线形碳件5可以是设置在导热树脂4和散热器8之间并且与包括在导热树脂4中的CNT 10热接触的构件。线形碳件5可以是例如CNT或碳纤维。当CNT用作线形碳件5时，CNT可以具有例如约10nm至30μm的直径以及例如约10μm至3mm的长度。CNT可以各自为单壁CNT(单壁碳纳米管(SWNT))或多壁CNT(多壁碳纳管(MWNT))。
散热器8对半导体器件3进行冷却。散热器8通过导热树脂4在宽面积内吸收半导体器件3中产生的热，并且将热消散到周围的气氛中。散热器8也可以由厚度为例如约5mm至15mm并且包含Cu或Al的材料构成。用于将散热器8固定到电路板1上的粘合剂9可以是例如有机密封剂。
图2A和图2B示出一个示例性散热器。图2A是散热片的俯视图。图2B是沿着图2A所示的虚线A-A’得到的截面图。
如图2B所示，在散热器8的内壁中形成有多个凹部7。如图1所示，多个凹部7可以形成在散热器8和导热树脂4彼此接合的区域中。每个凹部7的开口的宽度可以小于线形碳件5的长度，使得在供给线形碳件5时，线形碳件5不容易进入凹部7。例如，凹部7可具有约10μm至100μm的宽度和约50μm的深度。彼此相邻的凹部7之间的距离可以是例如约100μm或更大。
图2A和图2B所示的凹部7的形状是棱柱，但也可以是圆柱、椭圆柱或多边形棱柱。可以使用形成为线形的槽作为凹部7。凹部7可以通过根据散热器8的材料和待形成的凹部7的形状和尺寸从湿法蚀刻、干法蚀刻、模制、切削和压制中选择合适的方法来形成。
图3A和图3B、图4A和图4B以及图5A和图5B示出一种用于制造电子器件的示例性方法。在图3A至图5B中，可以省略在电路板1中的布线图案和通路孔。
制备包括在其内壁中形成的凹部7的散热器8，并且用线形碳件5覆盖凹部7的开口6在散热器8中的一部分。
如图3A所示，为了覆盖开口6，制备通过将用作线形碳件5的CNT分散在溶剂中而获得的分散液12。分散液12的溶剂可以是具有高CNT分散性并且在分散之后具有良好干燥性能的溶剂。溶剂的实例包括乙醇、异丙醇(IPA)、甲苯、甲基乙基酮(MEK)、水(H2O)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
分散液12可以根据CNT的分散性而具有低浓度，并且该浓度可以是例如约0.1wt％至0.3wt％。如果分散液12的浓度小于0.1wt％，则可以重复进行旋涂以实现期望的覆盖率。覆盖率被定义为覆盖有线形碳件5的开口部6的面积相对于在凹部7中的开口6的面积的比例。如果分散液12的浓度大于0.3wt％，则可能引起CNT之间的聚集。
例如，利用分配器，将分散液12滴落到散热器8的形成有凹部7的表面上。使用旋转涂布机等对滴落的分散液12进行旋涂。如图3A和图3B所示，在旋涂中，线形碳件5被物理地吸附到散热器8的内壁的表面上，开口部6的一部分被线形碳件5覆盖。在旋涂过程中，通过调整分散液的浓度和旋涂的旋转数来控制供给的线形碳件的量。因此，可以实现期望的覆盖率。在线形碳件的长度大于在凹部中的开口的宽度的情况下，线形碳件不容易进入凹部。因此，线形碳件可以设置在凹部中的开口上。
如图4A所示，利用在半导体器件3与电路板1之间的钎料凸点2将半导体器件3安装在电路板1上。
如图4B所示，在安装在电路板1上方的半导体器件3上设置通过在树脂11中嵌入CNT 10获得的导热树脂4。在导热树脂4被设置到半导体器件3上之后，任选地在载荷下对导热树脂4进行热处理，以将导热树脂4接合到半导体器件3。
如图5A所示，向电路基板1上施加用于固定散热器8的粘合剂9，然后将其中线形碳件5已经物理地吸附到其上的散热器8安装在导热树脂4上。例如，可以将散热器8安装在导热树脂4上，使得覆盖有线形碳件5的表面朝向导热树脂4。当安装散热器8时，可以在沿着从散热器8到半导体器件3的方向在散热器8上施加载荷的同时进行热处理。施加到散热器8上的载荷可以是例如约0.25Pa。可以通过例如在195℃下进行回流约10分钟等来实施热处理。
如图5B所示，通过热处理，导热树脂4熔化，然后沿着散热器8的内壁的表面延伸的方向流动。同时，导热树脂4的一部分通过彼此相邻的线形碳件5之间的间隙流入到凹部7中。通过该过程，去除了在CNT 10和线形碳件5之间的树脂11，并且使CNT 10与线形碳件5彼此接触。因此，形成了如下导热路径：其中，热从用作热源的半导体器件3通过CNT10和线形碳件5被传导至散热器8。流到凹部7中的导热树脂4可以是树脂11或包含CNT 10或线形碳件5的材料。在形成多个凹部7的情况下，所有凹部7可以不是必须都填充有导热树脂4。凹部7中的每一个可以不是必须完全填充有导热树脂4。
当导热树脂4流到凹部7中时，由于导热树脂4的流动而施加的压力不仅可以沿着散热器8的内壁的表面延伸的方向施加，而且可以沿着凹部7的深度方向施加。由于凹部7形成在散热器8的内壁中，所以由于流动而产生的压力也沿着散热器8的深度方向施加。因此，许多线形碳件5可以保持覆盖开口6的一部分的状态。由于导热树脂的流动，减少了在半导体器件的上方存在的线形碳件流出到外围。因此，降低了半导体器件上方存在的线形碳件的密度与在外围中存在的线形碳件的密度相比的减少量。
由于用线形碳件覆盖形成在散热器中的凹部中的开口的一部分，所以线形碳件起优先使导热树脂的树脂组分通过的过滤器的作用。可能保留在散热器和热导体之间的树脂通过过滤器而被选择性地引导到凹部。因此，即使散热器具有不平坦的表面或散热器本身具有凹凸，但是在散热器和热导体之间保留的树脂量减少，从而提高了半导体器件的散热特性。
由于线形碳件5和导热树脂4的热导体彼此接触，所以覆盖开口6的线形碳件5的优选覆盖率取决于热导体的类型。当使用CNT作为热导体时，线形碳件5的覆盖率取决于CNT在导热树脂4中的取向状态并且可以是例如约1％至80％。考虑到穿过线形碳件5之间的间隙的树脂11的渗透性，线形碳件5的覆盖率可以是例如约10％至50％。如果覆盖率小于10％，则长度比凹部7的宽度小的线形碳件5容易以高的概率进入凹部7。因此，保留在散热器8和CNT 10之间的导热树脂4的量有时没有减少。如果覆盖率大于80％，则线形碳件5之间的间隙的面积减少，因此作为导热树脂4的树脂组分的树脂11被引入凹部7中的量减少。结果，保留在散热器8与CNT 10之间的导热树脂4的量有时没有降低。
图6示出一个示例性电子器件。图7A和图7B示出一个示例性散热器。图7A和图7B所示的散热器18可以包括在图6所示的电子器件中。图7A是散热片18的俯视图。图7B是沿着图7A所示的虚线B-B’截取的截面图。
如图7A和图7B所示，形成在散热器18的内壁中的凹部17中的每一个具有如下形状：开口16的尺寸随着深度增加而减小。如图1所示，在凹部7中存在空气。因此，当安装散热器8时，树脂11通过线形碳件5之间的间隙进入凹部7，同时凹部7内部的空气通过线形碳件5之间的间隙排出到外部。因为当树脂11进入时产生的压力被施加给凹部7内部的空气，所以空气被排出。形成在图7B所示的散热器18的内壁中的凹部17具有如下形状：开口16的尺寸随着深度增加而减小。形成在散热器18的内壁中的凹部17的形状沿着与树脂进入的方向不相同的方向引导空气。因此，可以容易地去除凹部17内部的空气。图7A和图7B示出的凹部17具有圆锥状的形状，但可以具有棱锥体状或纺锤状的形状。
图8示出一个示例性电子器件。图9A和图9B示出一个示例性散热器。图9A和图9B所示的散热器28包括在图8所示的电子器件中。图9A是散热器28的俯视图。图9B是沿着图9A所示的虚线C-C’得到的截面图。如图8、图9A和图9B所示，形成在散热器28的内壁中的凹部是线形槽(直线槽)27。
由于散热器的凹部是线形槽27，所以凹部的开口26的面积和凹部的体积增加，从而与单独形成的凹部相比，可以将大量的树脂引导到线形槽27中。因此，根据可以保留在热导体和散热器之间的树脂的量，可容易地调整槽的长度和槽之间的距离。
用于设置线形槽的方法可包括如下方法：线形槽被设置成其间以某一距离保持平行；以及，如图9A所示，线形槽被设置成使得开口部26从散热器的中心以径向方式延伸。以径向方式设置的线形槽也具有将空气从散热器的中心引导到外围的通气槽的功能。因此，槽中的空气可以容易地沿着从散热器的中心向外部的方向排出。
图10示出一个示例性电子器件。图11A和图11B示出一个示例性散热器。图11A和图11B所示的散热器38可以包括在图10所示的电子器件中。图11A是散热器38的俯视图。图11B是沿着图11A所示的虚线D-D’得到的截面图。
如图11A和图11B所示，形成在散热器38的内壁中的凹部包括通孔37。由于形成在散热器38的内壁中的凹部包括通孔37，所以导热树脂从开口36进入通孔37，同时在通孔37中的空气从在相对侧上的散热器38的开口排出。因此，增加了导热树脂的流动性，并且在较低的压力下用导热树脂填充凹部。因此，容易用导热树脂填充凹部。
图10、图11A和图11B所示的散热器38的所有的凹部都包括通孔。例如，可以在其中树脂很容易保持在热导体与散热器之间并且凹部内部的空气的排出相对困难的散热器的中心部分附近形成通孔。可以在凹部的某些周期上形成通孔。如上所述，某些凹部可以是通孔。当某些凹部包括通孔时，可以缩短沿着厚度方向在散热器中形成孔的时间。当凹部的某些周期上形成有通孔时，可以在考虑通孔的制造精密度例如与通孔之间的距离有关的制造限制的情况下制造热散器。
例如，形成在散热器中的凹部之间的距离不一定相等。可以根据凹部在散热器中的位置来适当地设定凹部的宽度和深度。
本文中所叙述的所有的实例和限制性的语言意在教导的目的，以帮助读者理解本发明和由发明人为促进本领域而提出的概念，并且应被解释为不限于这些具体陈述的实例和条件，在本说明书中的这些实例的组织也不涉及本发明的优势和劣势的示出。虽然已经详细描述了本发明的实例，但是应当理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的条件下做出多种改变、替换和变更。

Claims (12)

1.一种电子器件，包括：
半导体器件；
设置在所述半导体器件上方的导热树脂，所述导热树脂包括热导体和树脂；
设置在所述导热树脂上方的线形碳件，所述线形碳件待与所述热导体热接触；以及
设置在所述线形碳件上方的散热器，所述散热器包括具有所述导热树脂的凹部。
2.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述线形碳件覆盖所述凹部的开口的一部分。
3.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述线形碳件以分散的方式设置在所述导热树脂和所述散热器之间。
4.根据权利要求3所述的电子器件，
其中所述树脂覆盖所述散热器的朝向所述半导体器件的表面中比其中分散有所述线形碳件的区域更大的区域。
5.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述凹部的开口的宽度小于所述线形碳件的长度。
6.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述凹部包括具有如下形状的孔：所述形状中开口的尺寸随着所述凹部的深度增加而减小。
7.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述凹部是线形槽。
8.根据权利要求1所述的电子器件，
其中所述凹部是通孔。
9.根据权利要求1所述的电子器件，
其中对于所述凹部的开口的面积，所述线形碳件的覆盖率是10％至50％。
10.一种制造电子器件的方法，包括：
在半导体器件上设置包括热导体和树脂的导热树脂；
用线形碳件覆盖形成在散热器中的凹部的开口的一部分；以及
通过将覆盖有所述线形碳件的所述散热器压靠所述导热树脂来用所述导热树脂填充所述凹部。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中所述凹部的至少一部分是通孔。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
用所述树脂从所述通孔的一个开口填充所述通孔；以及
从所述通孔的另一开口排出空气。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104810335A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 新光电气工业株式会社 碳纳米管片以及半导体装置、碳纳米管片的制造方法以及半导体装置的制造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751016C2 (de) * 1997-11-18 1999-09-02 Wesumat Gmbh Verfahren und Portalwaschanlage zum Waschen von Kraftfahrzeugen
US9041192B2 (en) 2012-08-29 2015-05-26 Broadcom Corporation Hybrid thermal interface material for IC packages with integrated heat spreader
JP6135760B2 (ja) * 2013-06-03 2017-05-31 富士通株式会社 放熱構造体及びその製造方法並びに電子装置
JP6070525B2 (ja) 2013-12-06 2017-02-01 株式会社デンソー 熱輸送装置
CN105900229B (zh) * 2014-01-06 2018-10-26 三菱电机株式会社 半导体装置
JP2015216199A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 新光電気工業株式会社 半導体装置、熱伝導部材及び半導体装置の製造方法
US10410948B2 (en) * 2015-01-30 2019-09-10 Netgear, Inc. Integrated heat sink and electromagnetic interference (EMI) shield assembly
US10541229B2 (en) * 2015-02-19 2020-01-21 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for semiconductor die heat dissipation
US10600753B2 (en) * 2015-08-28 2020-03-24 Texas Instruments Incorporated Flip chip backside mechanical die grounding techniques
WO2017051951A1 (ko) * 2015-09-25 2017-03-30 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 방열을 위하여 히트 싱크를 갖는 임베디드 기판 및 그 제조 방법
US10079191B2 (en) * 2015-10-16 2018-09-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Heat spreader having thermal interface material retainment
KR20200140654A (ko) 2019-06-07 2020-12-16 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 그 제조 방법
TWI730703B (zh) * 2020-03-31 2021-06-11 大陸商上海兆芯集成電路有限公司 晶片封裝體

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274757A (zh) * 2007-03-28 2008-10-01 富士通株式会社 表面修饰的碳纳米管材料及其制造方法和电子部件与电子器件
CN101740529A (zh) * 2008-11-14 2010-06-16 富士通株式会社 散热材料、电子器件以及电子器件的制造方法
US7787250B2 (en) * 2007-12-28 2010-08-31 Universal Scientific Industrial (Shanghai) Co., Ltd. Metallic cover of miniaturization module
US20100299918A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Method of manufacturing electronic component device
US20110083836A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Heat radiating component

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003069187A (ja) 2001-08-24 2003-03-07 Sony Corp 電子部品実装基板用の基板接続支持具及び基板接続方法
JP4036742B2 (ja) 2002-09-18 2008-01-23 富士通株式会社 パッケージ構造、それを搭載したプリント基板、並びに、かかるプリント基板を有する電子機器
US20050116336A1 (en) 2003-09-16 2005-06-02 Koila, Inc. Nano-composite materials for thermal management applications
JP2007165149A (ja) 2005-12-14 2007-06-28 Fujitsu Ltd Ｌｇａコネクタ、パッケージ実装構造
JP4992461B2 (ja) * 2007-02-21 2012-08-08 富士通株式会社 電子回路装置及び電子回路装置モジュール
JP2010171200A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体パッケージ放熱用部品
JP5071447B2 (ja) * 2009-07-14 2012-11-14 株式会社デンソー 電子制御装置
JP5293561B2 (ja) * 2009-10-29 2013-09-18 富士通株式会社 熱伝導性シート及び電子機器
CN102792441B (zh) * 2010-03-12 2016-07-27 富士通株式会社 散热结构及其制造方法
JP5447069B2 (ja) 2010-03-24 2014-03-19 富士通株式会社 シート状構造体、電子機器及び電子機器の製造方法
JP5842349B2 (ja) * 2011-03-18 2016-01-13 富士通株式会社 シート状構造体、シート状構造体の製造方法、電子機器及び電子機器の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274757A (zh) * 2007-03-28 2008-10-01 富士通株式会社 表面修饰的碳纳米管材料及其制造方法和电子部件与电子器件
US7787250B2 (en) * 2007-12-28 2010-08-31 Universal Scientific Industrial (Shanghai) Co., Ltd. Metallic cover of miniaturization module
CN101740529A (zh) * 2008-11-14 2010-06-16 富士通株式会社 散热材料、电子器件以及电子器件的制造方法
US20100299918A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Method of manufacturing electronic component device
US20110083836A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Heat radiating component
JP2011086700A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Shinko Electric Ind Co Ltd 放熱用部品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104810335A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 新光电气工业株式会社 碳纳米管片以及半导体装置、碳纳米管片的制造方法以及半导体装置的制造方法
CN104810335B (zh) * 2014-01-23 2018-11-13 新光电气工业株式会社 碳纳米管片以及半导体装置、碳纳米管片的制造方法以及半导体装置的制造方法

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Publication number Publication date
CN103227157B (zh) 2015-12-23
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US20130188319A1 (en) 2013-07-25

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