JP2011508977A5 - - Google Patents

Description

一実施例において、本発明の相互接続構造は、第１の物体と動作可能なように並置するための第１の表面及び第２の物体と動作可能なように並置するための第２の表面を備え、相互接続構造の厚さ寸法は、第１の表面と第２の表面との間で画定される。この相互接続構造は、少なくとも約０．５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有する第１の材料、及び約１０，０００Ω未満の電気抵抗を有する第２の材料を含む。第２の材料は、１つ又は複数の異なる構造内に形成され、これらの構造は厚さ寸法部分を通る第２の材料の少なくとも１つの実質的に連続的な経路を形成する。この相互接続構造は、約６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の厚さ軸に沿った圧縮弾性率を有する。

第１の物体から第２の物体に熱エネルギー及び電気エネルギーを伝達する方法は、第１の表面、第２の表面、及び第１の表面と第２の表面との間に画定された厚さ寸法を有する相互接続構造を形成することを含むことができる。相互接続構造の第１の材料は少なくとも約０．５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導性を有し、第２の材料は約１０，０００Ω未満の電気抵抗を有することができる。第２の材料は、１つ又は複数の異なる構造内に形成され、これらの構造は厚さ寸法部分を通る第２の材料の少なくとも１つの実質的に連続的な経路を形成することができる。この相互接続構造は、好ましくは、約６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の厚さ軸に沿った圧縮弾性率をさらに示す。熱エネルギー及び電気エネルギーを伝達する方法は、第１の物体と第２の物体との間に、第１の表面が第１の物体と熱的及び電気的に接触し、第２の表面が第２の物体と熱的及び電気的に接触するように相互接続構造を位置決めすることをさらに含む。

相互接続構造２１０などの、本発明の相互接続構造の重要な物理的特性は、コンポーネント１２の表面２６及び放熱体１４の表面３４などの各物体表面への第１の表面２１２及び第２の表面２１４の形状適合性である。物体の形状適合性の１つの尺度は、圧縮弾性率であり、本発明の相互接続構造は、好ましくは、約６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の「ｚ」方向に沿った圧縮弾性率を示す。したがって、所望の圧縮弾性率を得るために、各物理的特性及び構成に関して、熱伝導性材料２１６及び導電性構造２１８を選択することができる。導電性構造２１８は、例えば、少なくとも「ｚ」方向に比較的容易に圧縮可能であるように比較的薄いものとすることができる。例えば、導電性構造２１８の銅箔材料に、約６から約２５０マイクロメートルの厚さ寸法「ｗ」を持たせることができる。出願人らは、例えば銅材料におけるそのような箔構成により、相互接続構造２１０に対する所望の圧縮弾性率を得ることができると判断した。さらに、熱伝導性材料２１６は、上述のように、ポリマー・マトリクスなどの比較的圧縮性の高い材料からも形成される。

本明細書で説明されている配置は、本発明で企図される無数の構成のうちの単なる実例に過ぎない。実際、出願人らは、２つの物体の間に配設されうる、相互接続構造の厚さ寸法部分を通して熱伝導性及び導電性をもたらすことが可能なさまざまな構成を企図している。本発明の目的を達成するために、出願人らは、相互接続構造が、約０．５Ｗ／ｍ・Ｋより大きい熱伝導率を示す第１の熱伝導材料、約１０，０００Ω未満の電気抵抗を有する第２の導電性材料、及び約６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の「ｚ」方向の圧縮弾性率によって画定される相互接続構造の全体的形状適合性を有するという概念によってのみ制限されると考えている。導電性材料は、相互接続構造の厚さ寸法部分を通る導電性材料の少なくとも１つの実質的に連続的な経路を形成する、１つ又は複数の異なる構造内に形成されることが望ましいものとしてよい。

Claims (20)

1. 第１の物体と第２の物体との間に動作可能なように配置するための相互接続構造であって、
   （ａ）前記第１の物体と動作可能なように並置するための第１の表面と、
   （ｂ）前記第２の物体と動作可能なように並置するための第２の表面と、
   （ｃ）前記第１の表面と前記第２の表面との間に厚さ方向に沿って画定された厚さ寸法部分と、
   （ｄ）少なくとも０．５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する第１の材料と、
   （ｅ）１０，０００Ω未満の電気抵抗を有する第２の材料であって、１つ又は複数の異なる構造内に形成され、前記構造は前記厚さ寸法部分を通る前記第２の材料の少なくとも１つの実質的に連続的な経路を形成する、第２の材料とを有し、
   前記第１の材料と前記構造は、６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の前記厚さ方向に沿った圧縮弾性率をそれぞれ有する前記相互接続構造を有する、相互接続構造。
2. 前記第１の物体は、熱発生要素である請求項１に記載の相互接続構造。
3. 前記第２の物体は、ヒート・シンクである請求項１に記載の相互接続構造。
4. 前記第１の材料は、ポリマー・マトリクスである請求項１に記載の相互接続構造。
5. 前記ポリマー・マトリクスは、５重量％から９５重量％までの熱伝導性粒子状物質を充填されている請求項４に記載の相互接続構造。
6. 前記熱伝導性粒子状物質は、アルミナ、アルミナ窒化物、窒化ホウ素、グラファイト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項５に記載の相互接続構造。
7. 前記熱伝導性微粒子状物質は、１から２００μｍまでの平均粒子サイズ範囲を有する請求項５に記載の相互接続構造。
8. 前記第１の材料の少なくとも一部は、前記厚さ寸法部分を通って連続的に配設される請求項１に記載の相互接続構造。
9. 前記厚さ寸法部分を通ってそれぞれ連続的に延在する複数の前記構造を備える請求項１に記載の相互接続構造。
10. 前記構造は、互いに実質的に平行であり、相隔てて相互配置される請求項９に記載の相互接続構造。
11. 前記第１の材料は、前記構造を分離する請求項１０に記載の相互接続構造。
12. 第１の物体から第２の物体へ熱エネルギー及び電気エネルギーを伝達するための方法であって、
    （ａ）相互接続構造であって、
    （ｉ）第１の表面、第２の表面、及び前記第１の表面と前記第２の表面との間に厚さ方向に沿って画定された厚さ寸法部分と、
    （ｉｉ）少なくとも０．５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する第１の材料と、
    （ｉｉｉ）１０，０００Ω未満の電気抵抗を有する第２の材料であって、１つ又は複数の異なる構造内に形成され、前記構造は前記厚さ寸法部分を通る前記第２の材料の少なくとも１つの実質的に連続的な経路を形成する、第２の材料とを有し、
    前記第１の材料と前記構造は、６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉ）未満の前記厚さ方向に沿った圧縮弾性率をそれぞれ有する前記相互接続構造を有する、
    相互接続構造を形成することと、
    （ｂ）前記第１の物体と第２の物体との間に、前記第１の表面が前記第１の物体と熱的及び電気的に接触し、前記第２の表面が前記第２の物体と熱的及び電気的に接触するように前記相互接続構造を位置決めすることとを含む方法。
13. 第１の物体は、熱発生要素である請求項１１に記載の方法。
14. 前記第２の物体は、ヒート・シンクである請求項１２に記載の方法。
15. 前記第１の材料は、ポリマー・マトリクスである請求項１２に記載の方法。
16. 前記ポリマー・マトリクスは、５重量％から９５重量％までの熱伝導性粒子状物質を充填されている請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１の材料の少なくとも一部は、前記厚さ寸法部分を通って連続的に配設される請求項１２に記載の方法。
18. 前記厚さ寸法部分を通ってそれぞれ連続的に延在する複数の前記構造を備える請求項１２に記載の方法。
19. 前記構造は、互いに実質的に平行である請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１の材料は、前記構造を分離する請求項１９に記載の方法。