JP4202923B2 - Thermally conductive material, microelectronic device, method of forming thermally conductive material, and method of conducting and removing heat from a microchip - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板および集積回路パッケージの製造に関する。より詳細には、本発明は集積回路パッケージ用の低貯蔵弾性率の電気的伝導性熱界面に関する。 The present invention relates to the manufacture of circuit boards and integrated circuit packages. More particularly, the invention relates to a low storage modulus, electrically conductive thermal interface for integrated circuit packages.
集積回路はよく知られた工業製品であり、産業および民生電子用途に広く使用されている。それらは、電話、ラジオ、パーソナルコンピュータなどの小規模装置と同様に、特に工業用制御装置などの大規模の用途に有用である。 Integrated circuits are well-known industrial products and are widely used in industrial and consumer electronics applications. They are particularly useful for large-scale applications such as industrial control devices as well as small-scale devices such as telephones, radios and personal computers.
より集約的な電子装置用途の必要性が増加するのに伴って、より速く動作し、占拠スペースのより小さい、より多くの機能を提供する電子システムの要求が高まる。これらの要求を満たすために、製造者は、比較的近接して存在する多数の電子素子を含む電気的および電子的装置を設計する。これらの素子は多量の熱を発生する傾向があり、この熱は装置の破壊または機能不全を防止するために何らかの手段によって放散させなければならない。 As the need for more intensive electronic device applications increases, there is an increasing demand for electronic systems that operate faster and provide more functionality with less occupied space. To meet these requirements, manufacturers design electrical and electronic devices that include a large number of electronic elements that are relatively close together. These elements tend to generate a large amount of heat, which must be dissipated by some means to prevent device breakdown or malfunction.
伝統的に、電子素子は装置筐体内の空気の強制的なまたは対流による循環を用いて冷却されてきた。冷却ファンは多くの場合電子装置に一体化された部分として設けられる、または空気の流れに曝される集積回路パッケージの表面積を増加させるためにそこに個別に取り付けられる。それらのファンは装置筐体内部を循環する空気の量を増加するために用いられる。米国特許第5,522,700号は電子素子から熱を放散するための典型的なファン装置の使用を教示している。米国特許第5,166,775号には、回路に搭載された電子装置の上に空気の流れを導くための、集積回路に隣接して搭載された空気マニホルドが記載されている。空気マニホルドは、1つの空気入り口と、空気を電子装置の上に導くための導管に沿って配置された複数の出口ノズルを有する。 Traditionally, electronic devices have been cooled using forced or convective circulation of air within the device housing. The cooling fan is often provided as an integral part of the electronic device or is individually attached thereto to increase the surface area of the integrated circuit package that is exposed to air flow. These fans are used to increase the amount of air circulating inside the device housing. U.S. Pat. No. 5,522,700 teaches the use of a typical fan device to dissipate heat from an electronic device. U.S. Pat. No. 5,166,775 describes an air manifold mounted adjacent to an integrated circuit for directing air flow over an electronic device mounted on the circuit. The air manifold has one air inlet and a plurality of outlet nozzles disposed along a conduit for directing air over the electronic device.
残念ながら、集積回路は、電力密度を増加させながらサイズが縮小し続けているので、単純な空気循環は多くの場合回路素子を十分冷却するには不十分である。それ以上に空気循環によって達成可能な熱放散は、電子素子にヒートシンクまたは他の熱放散装置を取り付けることによって達成される。米国特許第4,620,216号は、複数の冷却フィン要素を有する、半導体パッケージ用の一体化したヒートシンクを記載しており、このヒートシンクは高密度集積回路モジュールの冷却に使用される。米国特許第5,535,094号は、空気ブロワーとヒートシンクを組み合わせて使用することを教示している。同特許は集積回路パッケージを冷却する一体化ブロワーを有するモジュールを教示している。ブロワーは集積回路パッケージに搭載されたヒートシンクに取り付けられる。集積回路によって発生した熱はヒートシンクへ伝導する。ブロワーは、ヒートシンクを横切って流れる空気の流れを発生させ、パッケージから熱を取り去る。 Unfortunately, as integrated circuits continue to shrink in size while increasing power density, simple air circulation is often insufficient to adequately cool circuit elements. Further heat dissipation achievable by air circulation is achieved by attaching a heat sink or other heat dissipation device to the electronic element. U.S. Pat. No. 4,620,216 describes an integrated heat sink for a semiconductor package having a plurality of cooling fin elements, which heat sink is used to cool a high density integrated circuit module. U.S. Pat. No. 5,535,094 teaches the use of a combination of air blower and heat sink. That patent teaches a module having an integrated blower for cooling an integrated circuit package. The blower is attached to a heat sink mounted on the integrated circuit package. Heat generated by the integrated circuit is conducted to the heat sink. The blower generates a flow of air that flows across the heat sink and removes heat from the package.
それらの熱放散装置を熱放射素子に取り付けるために、熱的または電気的界面を使用することは当分野で知られている。しかし、従来の界面にはいくつかの欠点があることが知られている。半導体産業に使用される界面は典型的に金属界面または導電性充填剤を充填したポリマー接着剤を含む。半田、銀、金などの金属界面は、低い抵抗を提供するが貯蔵弾性率が高く、大きなICダイには適さない。さらに、ポリマー接着剤は非常に低いモジュラスである得るが、それらの抵抗はあまりにも高い。チップから放射される熱量が多くなると、集積回路パッケージまたは半導体ダイと共に使用する、高い熱的および電気的伝導性と同様に低いモジュラスを有する熱界面が必要となる。また、それらの界面は約200℃以下などの低温で組み立ておよび加工が可能であることが必要である。 It is known in the art to use a thermal or electrical interface to attach these heat dissipation devices to a heat radiating element. However, it is known that the conventional interface has several drawbacks. Interfaces used in the semiconductor industry typically include a metal interface or a polymer adhesive filled with a conductive filler. Metal interfaces such as solder, silver, and gold provide low resistance but high storage modulus and are not suitable for large IC dies. Furthermore, polymer adhesives can have very low modulus, but their resistance is too high. As the amount of heat radiated from the chip increases, thermal interfaces with low modulus as well as high thermal and electrical conductivity are required for use with integrated circuit packages or semiconductor dies. In addition, the interfaces must be capable of being assembled and processed at a low temperature such as about 200 ° C. or lower.
本発明はこの問題の解決を提供する。本発明によって、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料が形成され、その材料は金属フレークのネットワークを含む。それらの熱伝導性材料は、最初に揮発性有機溶媒と導電性金属フレークを含む導電性ペーストを形成することによって製造することが好ましい。導電性ペーストは金属フレークの融点以下の温度に加熱され、それによって溶媒が蒸発し、その端部でのみフレークが焼結する。フレークの端部は、少なくともいくつかの隣接するフレークの間に開放孔が画定されるように隣接するフレークの端部と融合し、それによって金属フレークのネットワークが形成される。このネットワーク構造によって、熱伝導性材料は約10GPa未満の低い貯蔵弾性率を有し、一方で良好な電気的抵抗特性を有することが可能になる。 The present invention provides a solution to this problem. In accordance with the present invention, a porous, flexible, elastic and thermally conductive material is formed, which material includes a network of metal flakes. These thermally conductive materials are preferably manufactured by first forming a conductive paste comprising a volatile organic solvent and conductive metal flakes. The conductive paste is heated to a temperature below the melting point of the metal flakes, whereby the solvent evaporates and the flakes sinter only at the edges. The ends of the flakes merge with the ends of adjacent flakes such that an open hole is defined between at least some adjacent flakes, thereby forming a network of metal flakes. This network structure allows the thermally conductive material to have a low storage modulus of less than about 10 GPa while having good electrical resistance properties.
本発明は、金属フレークのネットワークを含む、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料を提供し、前記フレークは端部を有し、そのフレークはその端部でのみ焼結して、少なくともいくつかの隣接するフレークの間に開放孔が画定されるように、隣接するフレークの端部と融合する。 The present invention provides a porous, flexible, elastic, thermally conductive material comprising a network of metal flakes, said flakes having an end, the flake being sintered only at that end And fuse with the ends of the adjacent flakes such that an open hole is defined between at least some of the adjacent flakes.
さらに、本発明は、
a)溶媒と、端部を有する導電性金属フレークとを含む導電性ペーストを形成すること、および
b)導電性ペーストを金属フレークの融点以下の温度に加熱し、それによって溶媒を蒸発し、フレークをその端部でのみ焼結し、したがって少なくともいくつかの隣接するフレークの間に開放孔が画定されるように隣接するフレークの端部を融合させ、それによって金属フレークのネットワークを形成することを含む、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料を形成する方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides
a) forming a conductive paste comprising a solvent and conductive metal flakes with edges; and b) heating the conductive paste to a temperature below the melting point of the metal flakes, thereby evaporating the solvent and To fuse the ends of adjacent flakes so that an open hole is defined between at least some adjacent flakes, thereby forming a network of metal flakes. A method of forming a porous, flexible, elastic, thermally conductive material is provided.
本発明はさらに、
a)溶媒と、端部を有する導電性金属フレークとを含む導電性ペーストを形成すること、
b)マイクロチップと熱拡散器の間に導電性ペースト層を貼付し、それによって複合材料を形成すること、
c)複合材料を金属フレークの融点以下の温度に加熱し、それによって溶媒を蒸発し、フレークをその端部でのみ焼結し、したがって少なくともいくつかの隣接するフレークの間に開放孔が画定されるように隣接するフレークの端部を融合させ、マイクロチップとヒートスプレッダの間に熱伝導性材料層を形成し、その熱伝導性材料が金属フレークのネットワークを含むこととを含む、マイクロチップから熱を伝導して取り去る方法を提供する。
The present invention further includes
a) forming a conductive paste comprising a solvent and conductive metal flakes having ends;
b) applying a conductive paste layer between the microchip and the heat spreader, thereby forming a composite material;
c) heating the composite material to a temperature below the melting point of the metal flakes, thereby evaporating the solvent and sintering the flakes only at their ends, thus defining open pores between at least some adjacent flakes Fusing the ends of adjacent flakes to form a thermally conductive material layer between the microchip and the heat spreader, the thermally conductive material comprising a network of metal flakes, and heat from the microchip. Provides a way to conduct and remove.
本発明は金属フレークのネットワークを含む、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料に関する。最初に金属フレークと溶媒の混合物を含む導電性ペーストが形成される。ペーストは、混合などの従来の知られた任意の方法を用いて形成することができる。 The present invention relates to a porous, flexible, elastic and thermally conductive material comprising a network of metal flakes. Initially, a conductive paste containing a mixture of metal flakes and solvent is formed. The paste can be formed using any conventionally known method such as mixing.
金属フレークは、アルミニウム、銅、亜鉛、スズ、金、パラジウム、鉛、およびその合金ならびにその組み合わせなどの金属を含むことが好ましい。フレークは銀を含むことが最も好ましい。フレークは好ましくは約0.1μm〜約2μm、より好ましくは約0.1μm〜約1μm、最も好ましくは約0.1μm〜0.3μmの厚さを有する。フレークは好ましくは約3μm〜100μm、より好ましくは約20μm〜約100μm、最も好ましくは約50μm〜約100μmの直径を有する。最も好ましい実施形態では、各フレークはフレークの中心よりも薄い端部を有する。 The metal flakes preferably include a metal such as aluminum, copper, zinc, tin, gold, palladium, lead, and alloys and combinations thereof. Most preferably, the flakes contain silver. The flakes preferably have a thickness of about 0.1 μm to about 2 μm, more preferably about 0.1 μm to about 1 μm, and most preferably about 0.1 μm to 0.3 μm. The flakes preferably have a diameter of about 3 μm to 100 μm, more preferably about 20 μm to about 100 μm, and most preferably about 50 μm to about 100 μm. In the most preferred embodiment, each flake has an edge that is thinner than the center of the flake.
溶媒は金属フレークの融点を下げる働きをすることが好ましい。溶媒は約200℃以下の沸点を有する揮発性有機溶媒を含むことが好ましい。適切な揮発性有機溶媒は、エタノール、プロパノール、およびブタノールなどのアルコールを非限定的に含む。好ましい揮発性有機溶媒はブタノールを含む。 The solvent preferably serves to lower the melting point of the metal flakes. The solvent preferably includes a volatile organic solvent having a boiling point of about 200 ° C. or less. Suitable volatile organic solvents include, but are not limited to, alcohols such as ethanol, propanol, and butanol. Preferred volatile organic solvents include butanol.
導電性ペーストは、溶媒が蒸発して金属フレークがその端部でのみ焼結するように加熱される。フレークはこのようにして、少なくともいくつかの隣接するフレーク間に開放孔が画定されるように隣接するフレークの端部で融合し、それによって多孔質の、可撓性で弾性のある、実質上溶媒と結合剤を含まない熱伝導性材料が形成される。導電性ペーストの加熱は、金属フレークの融点以下の温度で行われることが好ましい。好ましい実施形態では、加熱は約100℃〜約200℃の温度範囲で行われ、より好ましくは約150℃〜約200℃、最も好ましくは約175℃〜約200℃である。 The conductive paste is heated so that the solvent evaporates and the metal flakes sinter only at their edges. The flakes thus fuse at the ends of adjacent flakes so that an open hole is defined between at least some adjacent flakes, thereby making the porous, flexible and elastic substantially A thermally conductive material free of solvent and binder is formed. The conductive paste is preferably heated at a temperature not higher than the melting point of the metal flakes. In preferred embodiments, the heating is in the temperature range of about 100 ° C to about 200 ° C, more preferably about 150 ° C to about 200 ° C, and most preferably about 175 ° C to about 200 ° C.
好ましい実施形態では、熱伝導性材料は熱伝導性材料層の形で製造される。これは導電性ペーストの層を実質上平坦な基板の表面に塗布し、導電性ペースト層を上記のように加熱して熱伝導性材料層を形成することによって行われることが好ましい。次いで熱伝導性材料層を、場合によって基板から取り外すことができる。適切な基板の例には、ヒートスプレッダ、シリコンダイ、およびヒートシンクが非限定的に含まれる。好ましい基板はシリコンダイを含む。ペーストは注射器からの分注などの任意の知られた従来技術を用いて塗布することができる。熱伝導性材料層は約10μm〜約50μmの厚さを有することが好ましく、より好ましくは約10μm〜35μm、最も好ましくは約20μm〜約30μmである。熱伝導性材料層は約10GPa未満の貯蔵弾性率を含むことが好ましく、より好ましくは約1GPa〜約5GPa、最も好ましくは約1GPa〜約3GPaである。また、熱伝導性材料層は約1×10−6オーム/cm〜約1×10−4オーム/cmの電気抵抗を含むことが好ましく、より好ましくは約1×10−6オーム/cm〜約5×10−5オーム/cm、最も好ましくは約1×10−6オーム/cm〜約2×10−5オーム/cmである。 In a preferred embodiment, the thermally conductive material is manufactured in the form of a thermally conductive material layer. This is preferably done by applying a layer of conductive paste to the surface of a substantially flat substrate and heating the conductive paste layer as described above to form a thermally conductive material layer. The thermally conductive material layer can then optionally be removed from the substrate. Examples of suitable substrates include, but are not limited to, heat spreaders, silicon dies, and heat sinks. A preferred substrate includes a silicon die. The paste can be applied using any known conventional technique, such as dispensing from a syringe. The thermally conductive material layer preferably has a thickness of about 10 μm to about 50 μm, more preferably about 10 μm to 35 μm, and most preferably about 20 μm to about 30 μm. The thermally conductive material layer preferably includes a storage modulus of less than about 10 GPa, more preferably from about 1 GPa to about 5 GPa, and most preferably from about 1 GPa to about 3 GPa. Also, the thermally conductive material layer preferably includes an electrical resistance of about 1 × 10 −6 ohm / cm to about 1 × 10 −4 ohm / cm, more preferably about 1 × 10 −6 ohm / cm to about 1 × 10 −6 ohm / cm. 5 × 10 −5 ohm / cm, most preferably about 1 × 10 −6 ohm / cm to about 2 × 10 −5 ohm / cm.
この発明の熱伝導性材料を、金属表面とシリコンダイ間や熱放射物品と熱吸収物品間などの熱界面など、種々の目的に使用することができる。好ましい一実施形態では、熱伝導性材料層の第1の面を熱放射物品に貼付される。適切な熱放射物品の例にはマイクロチップ、マルチチップモジュール、レーザーダイオードなどが非限定的に含まれる。好ましい熱放射物品はマイクロチップを含む。次いで、熱伝導性材料層の第2の面を場合によって熱吸収物品に貼付することができる。適切な熱吸収物品の例には、ヒートスプレッダ、ヒートシンク、蒸気チャンバー、ヒートパイプなどが非限定的に含まれる。好ましい熱吸収物品はヒートスプレッダを含む。それらの熱放射または熱吸収物品は、当分野で知られる任意の適切な従来の方法を用いて、熱伝導性材料層に貼付することができる。最も好ましい実施形態では、熱放射物品と熱吸収物品の間に貼付された導電性ペースト層を含む複合材料を最初に形成することによって熱伝導性材料層を形成する。次いで複合材料全体を加熱して、熱放射物品と熱吸収物品の間に熱伝導性材料を形成する。本発明の熱伝導性材料は特にマイクロエレクトロニクス装置の製造に有用である。 The heat conductive material of the present invention can be used for various purposes such as a thermal interface between a metal surface and a silicon die or between a heat radiation article and a heat absorption article. In a preferred embodiment, the first surface of the thermally conductive material layer is affixed to the thermal radiation article. Examples of suitable heat emitting articles include, but are not limited to, microchips, multichip modules, laser diodes, and the like. A preferred thermal radiation article comprises a microchip. The second surface of the thermally conductive material layer can then optionally be affixed to the heat absorbing article. Examples of suitable heat absorbing articles include, but are not limited to, heat spreaders, heat sinks, steam chambers, heat pipes, and the like. Preferred heat absorbing articles include a heat spreader. These thermal radiation or heat absorbing articles can be applied to the thermally conductive material layer using any suitable conventional method known in the art. In the most preferred embodiment, the thermally conductive material layer is formed by first forming a composite material comprising a conductive paste layer applied between the heat-radiating article and the heat-absorbing article. The entire composite material is then heated to form a thermally conductive material between the heat-radiating article and the heat-absorbing article. The thermally conductive material of the present invention is particularly useful in the manufacture of microelectronic devices.
以下の非制限的な実施例は本発明を例示するのに役立つ。本発明の成分の割合の変化および要素の代替は当業者には明らかであり、本発明の範囲内であることが認識されよう。 The following non-limiting examples serve to illustrate the invention. It will be appreciated that variations in component proportions and elemental substitutions of the present invention will be apparent to those skilled in the art and are within the scope of the present invention.
銀フレークを有機溶媒と混合して均質なペーストを形成した。少なくとも4種のペーストを混合した。ペーストの金属フレークに対する有機溶媒の比率を以下の表1に示す。 Silver flakes were mixed with an organic solvent to form a homogeneous paste. At least four pastes were mixed. The ratio of the organic solvent to the metal flakes in the paste is shown in Table 1 below.
次いでペーストを注射器に充填し、ペーストの粘度をHaake粘度計を用いて1℃コーンおよびプレートで測定した。測定は22s−1および40s−1で行った。調製した異なる材料の粘度を表2に示す。 The paste was then filled into a syringe and the viscosity of the paste was measured using a Haake viscometer with a 1 ° C. cone and plate. Measurements were performed at 22 s -1 and 40 s -1 . The viscosities of the different materials prepared are shown in Table 2.
次いで、材料を以下の表3に示すような4種の異なる硬化プロファイルで硬化した。硬化は以下の手順を用いて行った。 The material was then cured with four different cure profiles as shown in Table 3 below. Curing was performed using the following procedure.
1)以下のようにしてプロファイル毎に最低3個のスライドを調製した。
a)1インチ×3インチのガラススライドをイソプロピルアルコールで洗浄し空気乾燥した。
b)ガラススライドをガラススライド支持具に配置してしっかり固定した。
c)ガイドとして支持具に刻んだ線を用い、テープの紐をスライドの長手に平行に100ミル離して置いた。使用した紐の長さは少なくとも2.5インチであった。
d)テープの下には、皺または気泡はなかった。
2)銀ペーストをスライドの一方の端に置いた。スライドの面に約30度の角度に保った剃刀の刃を用いて、銀ペースト材料をスライドの他の端に向かって引き、材料をテープ紐の間に絞り出した。
3)テープを注意深く取り除いた。
4)材料をオーブン中で硬化した。
1) At least 3 slides were prepared for each profile as follows.
a)
b) The glass slide was placed on a glass slide support and fixed firmly.
c) Using a line engraved on the support as a guide, the tape string was placed 100 mils parallel to the length of the slide. The string length used was at least 2.5 inches.
d) There were no wrinkles or bubbles under the tape.
2) A silver paste was placed on one end of the slide. Using a razor blade maintained at an angle of about 30 degrees on the surface of the slide, the silver paste material was drawn toward the other end of the slide and the material was squeezed between the tape strings.
3) The tape was carefully removed.
4) The material was cured in an oven.
次いで硬化した材料を、その体積抵抗について試験した。ロット#1と2は同じ成分混合比であるので、ロット#2は試験しなかった。体積抵抗は以下の手順を用いて試験した。
The cured material was then tested for its volume resistance. Lot # 2 was not tested because
1)硬化した材料の断面積(μm2)をテープ紐に沿った3つの異なる位置で測定した。
2)抵抗測定はヒューレットパッカード(Hewlett−Packard)の4点プローブ、モデル番号34401Aを用いて行った。
3)抵抗測定を記録し、抵抗を以下の式を用いて求めた。
1) The cross-sectional area (μm 2 ) of the cured material was measured at three different positions along the tape string.
2) Resistance measurement was performed using a Hewlett-Packard 4-point probe, model number 34401A.
3) Resistance measurements were recorded and resistance was determined using the following formula:
P=R(A/2.54)cm
式中、P=比抵抗、オーム・cm
R=測定された抵抗、オーム
A=断面積、cm2
2.54=一対の内部電極間の距離、cm
P = R (A / 2.54) cm
Where P = specific resistance, ohm-cm
R = measured resistance, ohm A = cross section, cm 2
2.54 = distance between a pair of internal electrodes, cm
結果を以下の表4に示す。結果から、材料はプロファイル3では焼結しなかったことが観察される。これは150℃のピーク温度が銀の焼結には低すぎたためである。
The results are shown in Table 4 below. From the results it is observed that the material did not sinter in
焼結金属フレークの3種の金属面に対する接着強度をダイせん断を用いて試験し、銀ペーストの結合強度を求めた。試験面は、ニッケル板面、銀スポットめっき面、裸の銅面の上に銀ペーストを塗布することによって形成した。金属面をリードフレームに貼付し、オーブン中で硬化した。 The bond strength of the sintered metal flakes to the three metal surfaces was tested using die shearing to determine the bond strength of the silver paste. The test surface was formed by applying a silver paste on a nickel plate surface, a silver spot plated surface, and a bare copper surface. The metal surface was affixed to the lead frame and cured in an oven.
硬化したサンプルは以下の手順によって試験した。 Cured samples were tested by the following procedure.
1)基板をダイせん断試験機上の適切な支持具にセットした。
2)ダイせん断工具の先端を試験する要素の最も広い側に対して位置合わせした。ダイせん断工具を基板に直角に、かつ基板面に接触しないようにできるだけ基板に近づけてセットした。
3)試験機のパネルの「試験(TEST)」ボタンを押してせん断試験サイクルを開始した。
4)せん断試験サイクルが完了した後、パネルに表示された力のレベルを記録した。
5)ステップ1から4をその基板上で全ての要素をせん断するまで繰り返した。
6)基板上の要素について平均せん断強度を計算した。
1) The substrate was set on a suitable support on a die shear tester.
2) The tip of the die shear tool was aligned with the widest side of the element to be tested. The die shearing tool was set perpendicular to the substrate and as close to the substrate as possible so as not to contact the substrate surface.
3) Press the “TEST” button on the panel of the tester to start the shear test cycle.
4) After the shear test cycle was completed, the level of force displayed on the panel was recorded.
5) Steps 1 to 4 were repeated until all elements were sheared on the substrate.
6) The average shear strength was calculated for the elements on the substrate.
結果から、硬化プロファイル1は産業用には高すぎ、一方プロファイル3は材料を十分焼結させないことが観察された。プロファイル3は、150℃のピーク温度が銀を焼結させるには低すぎたため、焼結しなかった。したがって、接着の測定はプロファイル2と4についてのみ行った。この実験に使用したペーストのロットはロット#3である。結果を以下の表5に示す。
From the results it was observed that
次いで、ロット#4の接着をプロファイル2を用いて試験した。結果を以下の表6に示す。 Lot # 4 was then tested for adhesion using profile 2. The results are shown in Table 6 below.
解析および結論
この3種類の材料を混合し、粘度がそれらの有機物の含有量の混合比に依存することが見出された。これらのペーストの全ては焼結可能であった。4種の異なる焼結プロファイルを用いた。銀フレークは180℃以上で焼結できることを見出した。焼結した材料の体積抵抗率は銀充填エポキシ接着剤よりも低いが、銀ガラスおよび半田の伝導性に匹敵することが見出された。これらのペーストの接着は主として温度に依存していた。また、それが接着される表面に依存していた。特に、金属化したダイ表面(例えば銀で)はより良好な面であろう。ダイの表面とは別に、材料はニッケルめっき面にはよく焼結することができなかったが、銀スポットめっき面へは良好に接着した。
Analysis and Conclusion It was found that the three materials were mixed and the viscosity was dependent on the mixing ratio of their organic content. All of these pastes were sinterable. Four different sintering profiles were used. It has been found that silver flakes can be sintered at 180 ° C. or higher. The volume resistivity of the sintered material was found to be lower than that of silver filled epoxy adhesive, but comparable to the conductivity of silver glass and solder. The adhesion of these pastes was mainly temperature dependent. It was also dependent on the surface to which it was glued. In particular, a metallized die surface (eg with silver) would be a better surface. Apart from the surface of the die, the material did not sinter well on the nickel plated surface, but adhered well to the silver spot plated surface.
本発明を好ましい実施形態を参照して詳細に示し説明したが、当分野の通常の技術者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更および修正を加えることができることが容易に認識されよう。請求項は開示された実施形態、上記で論じた代替および全てのそれらの同等事項を包含するものと解釈される。 Although the invention has been shown and described in detail with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the invention. Will be easily recognized. The claims are to be construed to include the disclosed embodiments, the alternatives discussed above and all their equivalents.
Claims (18)
b)導電性ペーストを金属フレークの融点以下の温度に加熱し、それによって前記揮発性有機溶媒を蒸発し、前記フレークをその端部でのみ焼結し、このようにして開放孔が少なくとも隣接するフレーク間に画定されるように隣接するフレークの端部を融合し、それによって金属フレークのネットワークを形成することを含む方法で製造された、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料。 a) forming a conductive paste comprising a volatile organic solvent selected from the group consisting of ethanol, propanol, and butanol and conductive metal flakes with ends; and
b) heating the conductive paste to a temperature below the melting point of the metal flakes, thereby evaporating the volatile organic solvent and sintering the flakes only at its ends, thus at least adjacent to the open holes Porous, flexible, elastic heat transfer manufactured in a method that includes fusing the ends of adjacent flakes as defined between the flakes, thereby forming a network of metal flakes Sex material.
b)導電性ペーストを金属フレークの融点以下の温度に加熱し、それによって前記揮発性有機溶媒を蒸発し、前記フレークをその端部でのみ焼結し、このようにして開放孔が少なくとも隣接するフレーク間に画定されるように隣接するフレークの端部を融合し、それによって金属フレークのネットワークを形成することを含む、多孔質の、可撓性の、弾性のある熱伝導性材料を形成する方法。a) forming a conductive paste comprising a volatile organic solvent selected from the group consisting of ethanol, propanol, and butanol and a conductive metal flake having an end; and b) reducing the conductive paste below the melting point of the metal flake. Adjacent flakes such that the volatile organic solvent evaporates and thereby sinters the flakes only at their ends, thus opening holes defined at least between adjacent flakes. A method of forming a porous, flexible, elastic, thermally conductive material comprising fusing the ends of the substrate, thereby forming a network of metal flakes.
b)導電性ペーストの層をマイクロチップとヒートスプレッダの間に貼付し、このようにして複合材料を形成すること、
c)前記複合材料を金属フレークの融点以下の温度に加熱し、それによって溶媒を蒸発し、前記フレークをその端部でのみ焼結し、したがって少なくともいくつかの隣接するフレークの間に開放孔が画定されるように隣接するフレークの端部を融合し、前記マイクロチップと前記ヒートスプレッダの間に熱伝導性材料層を形成し、その熱伝導性材料が金属フレークのネットワークを含むこととを含む、マイクロチップから熱を伝導して取り去る方法。a) forming a conductive paste comprising a solvent and conductive metal flakes having edges;
b) applying a layer of conductive paste between the microchip and the heat spreader, thus forming a composite material;
c) heating the composite material to a temperature below the melting point of the metal flakes, thereby evaporating the solvent and sintering the flakes only at their edges, so that there are open pores between at least some adjacent flakes Fusing the ends of adjacent flakes as defined to form a thermally conductive material layer between the microchip and the heat spreader, the thermally conductive material comprising a network of metal flakes. A method of conducting heat away from a microchip.
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