1224384 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於使散熱電子組件冷卻之散熱元 件，其包括聚矽氧樹脂及導熱性塡料，當電子組件之溫度 上升時’散熱元件之形狀可逆地自固體改變爲糊或液體， 且其具有適合使ic封裝散熱的優異導熱性質。 【先前技術】 使用於電視、收音機、電腦、醫療裝置、辦公室機器.設 備及通信裝置之電子組件的電路設計變得愈來愈複雜。舉 例來說，由於此等裝置及積體電路之製造相當於其他裝置 之數十萬個電晶體，因而設計變得更爲複雜，同時電子組 件變得較小’因而要將再更大量的組件內建於再更小的表 面積中’且裝置持續變得更爲精簡。 此等電子組件，尤其係1C封裝諸如裝置於印刷電路板上 之CPU，會由於伴隨在使用時發出之熱而來之溫度上升而 發生性能減低，且此會導致瑕疵及功能損失。爲解決此問 題，在相關技藝中，將具良好導熱性質之散熱片材或散熱 油脂插置於1C封裝與熱輻射散熱片之間。然而，隨組件持 續變得更爲精簡且其之性能改良，其之發熱量逐年增加， 因此須要具有優異散熱性質之散熱元件。 尤其，近年來，使用於電子儀器諸如個人電腦、數位錄 影碟片（DVD)及行動電話中之CPU，或驅動器1C或記憶體 中之LSI，變得更高度積體，且其之操作變得更快速，因 此其之功率消耗增加。此增加的熱發射係電子設備之操作 7 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 失誤或電子組件損壞的其中一原因，因此處理熱發射之有 效率的方式係重要的問題。 在相關技藝中，在電子設備中，使用利用具高導熱性之 金屬板諸如黃銅或其類似物的散熱器於抑制電子組件在使 用時的溫度上升。此散熱器傳導由電子組件所產生之熱， 並由於與外部空氣之溫差而將其排至表面。 爲使散熱器有效率地傳導由電子組件所產生之熱，散熱 器必需與電子組件密切接觸。然而，各種組件之高度會有 差異且組合程序會有偏差，因此將撓性導熱性片材或導熱 性油脂插置於電子組件與散熱器之間，且經由此導熱性片 材或導熱性油脂將來自電子組件之熱傳導至散熱器。 相關技藝之散熱片材有可容易安裝的優點，但由在製造 程序中之工作性的觀點來看，對其所可包含之導熱性塡料 有所限制，且由於當將其安裝時會有高的邊界熱阻，因而 其實際上無法展現其之完全的散熱性質。 前述之導熱性片材係，例如，由導熱性聚矽氧橡膠形成 之導熱性片材（導熱性聚矽氧橡膠片材），且導熱性油脂係 導熱性聚矽氧油脂。然而，相關技藝中使用之導熱性聚矽 氧橡膠片材在與電子組件之界面中會產生間隙，因此邊界 接觸電阻增加，且導熱性質不適當。此瑕疵係使具有大熱 發射之高頻驅動cPU冷卻的主要問題，因此亟需降低邊界 接觸電阻。 另一方面，導熱性油脂接近液體，且其之邊界接觸電阻 實際上可忽略，除此之外，其具有良好的導熱性質。然而， 8 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 必需裝設特殊的分配器，且其不易回收。此外，如導熱性 油脂在室溫與電子組件之操作溫度（60_120°C )之間進行熱 循環長時間時，會發生泵出（p u m ρ - 〇 U t)的問題。在栗出時， 包含於油脂中之液態油成份分離並自電子組件與散熱元件 之間滲出，因此油脂固化，且其中出現裂紋或空隙。結果， 熱阻增加，且不再可使來自電子組件之熱消散。因此，雖 然散熱油脂有其可依從並與經塗布表面接觸，而不會受 C PU或散熱片之表面瑕疵影響，且其之邊界熱阻低的優 點，但其會弄污其他組件，且其中之油於長期使用後會滲 出。 爲解決以上問題，已有一種在室溫下爲固體片材，但其 由於在電子組件之操作過程中釋放之熱而軟化，以致其之 邊界接觸電阻達到可忽略之値的相變化散熱元件（相變化 片材）經提出。舉例來說，美國專利第4 4 6 6 4 8 3號揭示一種 形成於非金屬片材之兩表面上之相變化鱲層，及美國專利 第5 9047 96號揭示一種形成於金屬箔之一表面上之相變化 石纖或凡士林及形成於另一表面上之層。此外，JP-A No. 2000-509209(Koh〇)揭示一種包含丙烯酸系黏合劑、蠟及導 熱性塡料之相變化片材’其中並未提供包含網狀結構或薄 膜的中間層。 然而，在前述之相關技藝中，由加工及操作之容易度的 觀點來看，對於導熱性塡料材料量會有限制。此外，即使 係於相轉變之後，接觸表面亦僅與作爲主體的樹脂成份密 切接觸。因此，雖然由於樹脂本身之導熱性低而可防止邊 9 3 Π/發明說明書(補件)/92-〇4/921009〇6 1224384 界接觸電阻之增加，但仍無法滿足進一步降低邊界接觸電 阻的需求。 本發明人進行密集的硏究以解決以上之問題。結果發現 一種具優異散熱性質之散熱元件，其在常溫下爲固體，可 成爲任何需要的形狀，包括片材之形狀，且經由使未固化 成份中之導熱性塡料完全相轉變，而可顯著降低邊界接觸 電阻。亦發現當製造此組成物時，其具有優異的均勻度， 且可經由使用經控制顆粒直徑之低熔點金屬粉末，及將其 在低於其之熔點的溫度條件下摻混/捏合，而容易地成形 成任何期望的形狀，包括片材之形狀。 明確言之，將經由選擇在常溫下爲固體，在固定的溫度 範圍內軟化，且具有低黏度或熔體，且若須要，使用具有 2 5 0 °C或以上之熔點之導熱性粉末作爲塡料之聚矽氧樹脂 而製得的組成物設置於散熱電子組件與散熱組件之間（邊 界），及經由使低熔點金屬而非使樹脂產生相轉變，而達到 期望的散熱。 尤其，在包含可容易地附著至電子組件或散熱器或自其 移除之低熔點金屬之在常溫下爲固體片材之散熱元件的情 況中，邊界接觸電阻經降低至可忽略的値，且於長時間內 達到優異的散熱性能而沒有泵出。此係由於低熔點金屬而 非樹脂被在電子組件之操作過程中發出之熱’或被在裝設 過程中之高於包含在組成物中之低熔點金屬之熔點的暫時 施加熱熔融軟化所致，本發明因此而完成。 因此，本發明之第一目的爲提供一種具有較相關技藝之 10 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 熱軟化散熱元件優良之散熱性質的散熱元件，其使用低培 點金屬之相轉變。 本發明之第二目的爲提供一種在常溫下爲片材或薄 膜’在使用時具有夠小的邊界接觸電阻’且於長時間內具 有優褢的散熱性質而無泵出的散熱元件。 本發明之第三目的爲提供一種使用低熔點金屬之相轉 變之具有較相關技藝之熱軟化散熱元件優良之散熱性質之 散熱元件的製造方法。 本發明之第四目的爲提供一種在常溫下爲片材或薄 膜’且被使用中之熱作用可逆地熔融軟化之散熱元件的製 造方法。 本發明之第五目的爲提供一種充分利用本發明之散熱 元件之性能的裝設方法。 【發明內容】
本發明之以上目的係由一種裝設於散熱電子組件（其由 於其之操作而達到較室溫高之溫度）與散熱組件（其使由散 熱電子組件所產生之熱消散）之間（在邊界）的散熱元件所 達成，其中此散熱元件係包含100份重量之聚矽氧樹脂及 1，0 0 0 - 3，0 0 0份重量之導熱性塡料的導熱性聚矽氧樹脂組成 物，此元件在電子組件之操作前在室溫下爲非流體’但由 於當電子組件操作時所發出之熱，元件失去其黏度’軟化 或熔融，而有效地塡補在電子組件與散熱組件之間的間 隙，導熱性塡料包含具有4 0 - 2 5 0 °C之熔融溫度及0 ·卜1 0 〇 微米之顆粒直徑的低熔點金屬粉末（1)以及具有超過250 °C 11 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 之熔融溫度及0. 1 〇〇微米之平均顆粒直徑的導熱性粉末 (2)，此塡料係以（1)/[(1) + (2)] = 〇.2-1.0 使用。 尤其，如散熱元件具有包括厚度1 - 5 0微米且導熱性爲 10-500瓦/米K(W/mK)之金屬箔及/或金屬網的中間層， 及將包括含100份重量之聚矽氧樹脂及1，000-3,000份重量 之導熱性塡料之導熱性組成物的層形成於中間層之兩表面 上’以致總厚度係在40- 5 00微米之範圍內，則強度增加且 元件較容易使用1。 【實施方式】 可使用作爲本發明之散熱元件之介質（基質）的聚矽氧樹 脂係可使散熱元件在常溫下有效地爲固體（非流體），且在 固定溫度下軟化，成爲較低黏度或熔體，以致其流體化， 此固定溫度以4 0 °C或以上，但低於由於由散熱電子組件所 發出之熱而達到之最大溫度較佳，明確言之係在40-丨5 0^ 左右之溫度範圍內，但更尤其係4 0 - 1 2 0 °C。此介質係造成 軟化的一項因素，且其亦有作爲使賦予導熱性之導熱性塡 料具有工作性及容易操作性之黏合劑的功能。 在此’軟化、低黏度或熔融溫度係指散熱元件，且聚矽 氧樹脂之本身可具有低於4 0 °C之熔點。造成軟化之介質可 選自如前所述的任何聚矽氧樹脂，但爲在常溫下維持非流 動性，可使用，例如，包含R_Si〇3/2單元（以下稱爲T單元） 及/或Si〇2單元（以下稱爲q單元）之聚合物，及其與 hSiO2”單元（以下稱爲D單元）之共聚物。亦可加入包含〇 單元之聚砂氧油或聚矽氧天然橡膠。其中，在25t下具有 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 12 1224384 100帕斯卡/秒（Pa/s)或以上之黏度之包含T單元之聚矽氧 樹脂及聚砂氧油或聚矽氧天然橡膠的組合爲較佳。聚矽氧 樹I亦可經R 3 S 1 ◦⑺單元（Μ單元）封端。 &此’ 述之R係具1 -1 0個碳原子，但以1- 6個碳原子 $父佳之未經取代或經取代的烴基。R之明確例子爲烷基諸 如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、 庚基、新戊基、己基、環己基、辛基、壬基及癸基；芳香 基諸如苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基；烯基諸如苄基、 本乙基及苯丙基；烯基諸如乙烯基、烯丙基、丙烯基、異 丙稀基、丁.燒基、己烯基、環己烯基及辛烯基，且此等基 團中之部分或全部的氫原子可經，例如，氯甲基、氯丙基、 漠乙基、二氟丙基或氰乙基取代。其中甲基、苯基及乙烯 基爲較佳。 更詳細說明聚砍氧樹脂，使用於本發明之聚矽氧樹脂包 含T單元及/或Q單元，且經設計成具有μ單元及τ單元、 或Μ單元及Q單元。爲製得在固化過程中具優異韌性之物 質（及使其較不易碎，以防止在操作時的損壞），可有效地 引入Τ單兀，且使用D單元爲較佳。在此，τ單元中之取 代基（R)爲甲基及苯基較佳，及D單元中之取代基爲甲基、 苯基及乙燒基較佳。Τ單元對D單元之比例爲1 〇 : 9 0 - 9 0 : 1 0 較佳，但2 0 : 8 0 - 8 0 : 2 0更佳。 即使係在一般使用之由Μ單元及τ單元、或Μ單元及Q 單元合成得之樹脂的情況中，亦可經由包含Τ單元，及將 其與高黏度油（1〇〇帕斯卡/秒或以上）或主要包含D單元 13 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 之橡膠化合物（經Μ單元封端）混合，而降低脆性。此亦可 防止當施加熱驟變時之泵出（由於塡料及基質矽氧烷之分 離所產生的氣泡，或基質矽氧烷之流出）。 因此，基於以上的理由，如具有軟化點之聚矽氧樹脂包 含Τ單元但不包含D單元，則可經由加入具有D單元作爲 主成份之高黏度油或天然橡膠，而製得具優異操作性質之 材料。在此情況，相對於1 00份重量之具有高於室溫之軟 化點或熔點之聚矽氧樹脂，具有D單元作爲主成份之高黏 度油或天然橡膠化合物的添加量係1 -1 00份重量較佳，但 2- 1 0份重量更佳。如其低於1份重量，則有發生泵出的高 度可能性，及如其超過1 00份重量，則有散熱性能不夠的 危險。 如前所述，可降低聚矽氧樹脂之黏度，只要其可作爲塡 料之黏合劑即可。此較低熔點聚矽氧樹脂之分子量係 500-20,000 較佳，但 1，〇〇〇-1〇,〇〇〇 更佳。 如本發明所使用之聚矽氧樹脂可使本發明之散熱元件 具有撓性及黏性將有利。在此情況，可使用具單一黏度之 聚合物，但如將兩種以上之具有不同黏度的聚合物混合在 一起，則可製得具優異平衡的片材，因此可使用兩種以上 之不同黏度的聚合物。 本發明之散熱元件係於先熱軟化、降低黏度或熔融之後 再交聯較佳，由於此可改良再加工性質。明確言之，經由 先熱軟化，此組成物可緊密地黏著至散熱電子組件及散熱 組件。由於後續的交聯’其可緊密地順從與其密切接觸之 14 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 表面同時並維持低熱阻，且由於其經交聯，因而當需要再 加工時，其可容易地剝除。此外，由於交聯，因而即使當 其超過相關技藝之軟化點時，其仍可維持形狀，且其即使 係在局溫下仍可作爲散熱元件。 基於此等理由，此組成物以具有由於交聯反應所產生的 固化性貞較佳。爲滿足此目的，則述之聚合物以於端基或 於側鏈中具有固化官能基較佳。此等官能基之常見例子爲 脂族不飽和基團、矽烷醇基及烷氧矽烷基。 使用於本發明之導熱性塡料包含成份（1)及成份（2)。成份 (1)熔融並不受瑕疵影響而與散熱電子組件及散熱組件之 表面密切接觸’且實際上沒有散熱元件之相轉變，且由於 顯著程度的邊界電阻，及經由與其他塡料或與其本身結 合，而展現高散熱性質。加入成份（2)僅係要賦予導熱性質 而非相轉變。 •-般將成份（1)稱爲低熔點金屬，且在本發明中，其係以 微粒化粉末使用。如此較低熔點金屬粉末之熔點低於4 0 °C，則操作困難，及如其高於2 5 0 °C，則其會損壞經裝設 的散熱電子組件及散熱組件。因此，其必需在40-250 °C之 範圍內，但以1 00-220 °C較佳。如低熔點金屬粉末之平均 顆粒直徑低於0 · 1微米，則製得組成物之黏度太高，擠塑 性質差，且很難形成片材或薄膜。如平均顆粒大小超過1 00 微米，則製得之組成物不均勻，且當形成片材或薄膜時， 表面會變粗糙。因此，其之平均顆粒直徑必需在0.1-100 微米之範圍內，但以20- 25 0微米較佳。顆粒之形狀可爲球 15 31W發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 形或不規則。 成份（1)之低熔點金屬粉末可爲單一金屬諸如銦或錫，或 其可爲數種金屬之合金。此合金之例子爲包含鉍、鉛、錫 或鍊之馬洛特（m a 1 〇 11 e )合金、鉍合金（c e r r 〇 m a t r 1 X)、包含 錫、鉛、鉍、銦、鎘、鋅、銀或銻之焊料、伍德合金（Wood’s metal)、鉍錫合金（cerrotrue alloy)、及包含鋁、鋅、錫、 鉛或鎘之鋁焊料（「基礎化學手冊（Handbook of Basic Chemistry)」，第 4 版：曰本化學學會（Chemical Institute of Japan)，1993 年 9 月 30 日，547 頁）。 如成份（2)之平均顆粒直徑低於〇.1微米，則製得組成物 之黏度太高且擠塑性質差，因此很難將散熱元件形成爲片 材或薄膜。如平均顆粒直徑超過1 〇 〇微米，則製得之組成 物不均勻，當嘗試將其形成爲片材或薄膜時，其之表面粗 糙，且由於電子組件與散熱組件之間之間隙變得較大，因 而可能無法得到足夠的散熱性能。因此，其之平均顆粒直 徑必需在0.1-100微米之範圍內，但以2 0 - 5 0微米較佳。 成份（2)之導熱性塡料僅係要賦予導熱性質而非相轉 變。其之平均顆粒直徑必需在〇· 1-丨00微米之範圍內，但 以20-5 0微米較佳。對於成份（2)之導熱性粉末並無特殊之 限制，只要其之導熱性良好且其之熔點超過25 0 °C即可。 其例子爲鋁粉末、氧化鋅粉末、氧化鋁粉末、氮化硼粉末、 氮化鋁粉末、氮化矽粉末、銅粉末、銀粉末、鑽石粉末、 鎳粉末、鋅粉末、不銹鋼粉末及碳粉末，但本發明並不受 限於此。其之顆粒形狀可爲球形或不規則，其係單獨使用， 16 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 或結合使用兩者以上。 相對於1 0 0份重量之聚矽氧樹脂之成份（1)及（2)的總重 量爲1，000- 3,000份重量，且成份（1)及（2)係以 (1)/[(1) + (2)] = 0·2-1.0摻混。如成份（1)及（2)之總重量低於 1，000份重量，則製得組成物之導熱性質差，及如其大於 3，0 0 〇份重量，則操作困難。根據本發明，其爲1，5 〇 〇 - 2,5 0 0 份重量特佳。此外，如（1)/[ (1) + (2)]低於0.2，則無法期望 散熱性質的太多改良。 根據本發明，成份（1)係不可或缺，但成份（2 )則非不可或 缺。然而，如亦結合使用成份（2)，則散熱性能、片材加工 性及操作容易度可獲改良。 在本發明之散熱元件中，亦可有效地加入助熔劑成份， 以移除在導熱性塡料之表面上的氧化物薄膜及改良塡料性 質。先將助熔劑成份塗布在作爲稍後說明之中間層的金屬 箔或金屬網上，然後再將導熱性組成物之層形成於兩表面 上。接著可將助熔劑成份塗布於導熱性組成物層表面上， 以改良中間層與組成物層、或電子組件與組成物層表面（散 熱元件表面）的密切接觸性質。助熔劑成份可大致分爲無 機、有機及樹脂型。無機型之例子爲無機酸諸如正磷酸、 氫氯酸、氫溴酸及氫氟酸、氯化鋅、氯化錫（II)、氯化銨、 氟化銨、氟化鈉及無機酸諸如氯化鋅/氟化銨=75 /25。有 機型之例子爲有機酸諸如甲酸、乙酸、油酸、硬脂酸、己 二酸、乳酸、麩胺酸、有機酸鹽諸如甲酸銨及乳酸甲胺、 胺諸如乙二胺、及胺基氫鹵化物諸如氫氯酸甲胺、氫溴酸 17 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 丁妝、氫m 乙二胺、氫氯酸三乙醇胺及氯化苯胺。 樹脂之例子爲松香及活性松香。尤其，本發明之組成物 亦可包含不僅容易摻混及捏合，並且亦可溶解於溶劑中， 且易塗布在形成片材上的有機酸型或樹脂型助熔劑。如此 助熔劑相對於1 〇〇份重量之聚矽氧樹脂的摻混量係低於 0.05份重量’則其幾乎沒有效果，然而即使其多於4〇份重 量’亦不會有增加的效果，因此其係在0.05_40份重量之 範圍內較佳，但〇 · 1- 3 0份重量更佳。 本發明之散熱元件亦可在不會干擾本發明之目的的範 圍內包含一般使用於合成橡膠中作爲任意成份之添加劑或 塡料。此等添加劑之明確例子爲作爲脫模劑之聚矽氧油； 經氟改質之聚矽氧表面活性劑；作爲著色劑之碳黑、二氧 化鈦及紅赭石；作爲阻燃劑之鉑催化劑；金屬氧化物諸如 氧化鐵、氧化鈦及氧化鈽、或金屬氫氧化物；作爲製程增 進劑之製程油、反應性矽烷或矽氧烷；及催化劑諸如反應 性鈦酸鹽催化劑或反應性鋁催化劑。此外，可視須要加入 極細小的粉末諸如當導熱性塡料在高溫下時作爲抗沈降劑 之沈降或燒結聚矽氧，或搖變性質增進劑。 本發明之散熱元件可經由使用橡膠捏合機器諸如料團 混合機（捏合機）、框式混合機（gate mixer)或行星混合機， 將前述成份在低於低熔點金屬粉末之熔點的溫度下摻混及 捏合，而容易地製得。如其係在高於低熔點金屬之熔點的 溫度下摻混及捏合，則其變得不均勻且於捏合後之低熔點 金屬粉末的顆粒直徑增加，因此製得之組成物變得不均勻 18 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 且形成片材或薄膜之表面變得較粗糙，此並不佳。 本發明之散熱元件一般係以片材或薄膜的形態使用。此 片材或薄膜可經由於溶解於溶劑中之後，經由於捏合、壓 延成型、輥壓成型、壓機成型、或經由塗布成型等等之後 將散熱元件擠塑成型而形成。對於片材或薄膜之厚度並無 特殊之限制，但其爲0.0 2 - 2毫米較佳，0.0 3 - 1毫米更佳， 及0·1-0.4毫米又更佳。此外，可在使用之前加上脫模片材。 不論形態爲何（即片材或薄膜），本發明之散熱元件的導 熱性爲0 · 5瓦/米K或以上較佳。如導熱性低於〇. 5瓦/ 米K，則自電子組件至散熱組件之熱傳導較差，且無法得 到足夠的散熱性能。 此外，由塡補在電子組件與散熱組件之間之空間的觀點 來看，不管低熔點金屬是否係爲熔融狀態，本發明之散熱 元件之在8 0 °C下的黏度係在1 X 1 〇2 - 1 X 1 〇5帕斯卡/秒之範 圍內較佳，但在5 X 1 0 2 - 5 X 1 0 4帕斯卡/秒之範圍內更佳。 如黏度低於1 X 1 02帕斯卡/秒，則元件會自在電子組件與 散熱組件諸如散熱器之間的空間之中流出，然而如其超過 1 X 1 〇5帕斯卡/秒’則在電子組件與散熱組件之間的間隙 不會減小，且可能不再可得到足夠的散熱性能。 於本發明中使用作爲中間層之金屬箔及/或金屬網具 有增進片材或薄膜散熱元件之強度之支承物的功能。明確 言之，其可改良當將本發明之散熱元件在室溫下安裝至電 子組件或散熱元件諸如散熱器或自其移除時的操作容易 度。金屬箔及金屬網係具有1 0-500瓦/米κ之高導熱性的 19 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 金屬較佳。此等金屬之明確例子爲鋁合金、鎂合金、銅、 鐵、不銹鋼、銀及金。金屬網係具有經由打印而形成之多 個孔洞開口的金屬箔，或將前述之金屬線製成爲織物。金 屬箔及金屬網之厚度必需在1- 5 0微米之範圍內。如其低於 1微米，則其無法提高作爲支承物之散熱元件的強度，及 如其超過5 0微米，則熱散元件之撓性減小，且空氣有在裝 設過程中被吸入至在電子組件或散熱器與散熱元件之間之 間隙中的傾向。 金屬箔或金屬網亦有抑制導熱性組成物泵出的功能。〜 般而言，組合散熱片材，以致其可接受來自電子組件及散 熱元件之壓縮應力。本發明之樹脂成份及低熔點金屬在熱 之作用下軟化或熔融，及在此過程中，導熱性組成物由於 壓縮應力而自電子組件及散熱元件的接觸表面滲出，以致 厚度減小，然而，摩擦力作用於中間層與導熱性組成物之 間，因此可相較於沒有中間層的情況而抑制此滲出。此外， 液體成份之滲出（泵出）亦以相同的方式藉由摩擦力而受到 抑制。如中間層爲金屬網，則導熱性組成物埋置於網之開 口中，而可更有效地抑制泵出。 當設置中間層時之本發明之散熱元件的總厚度係在 40-5 00微米之範圍內較佳。如其低於40微米，則剛性不足 且當其在操作過程中操縱時，散熱元件會變形，然而如其 超過500微米，則熱阻增加，此並不佳。 '如前所述，本發明之導熱性組成物的導熱性爲0.5瓦/ 米K或以上較佳，及無論其是否包含熔融狀態之低熔點金 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 20 1224384 屬粉末，其在8 (TC下之黏度係在1 χ 1 〇 Μ χ 1 Ο 5帕斯卡/秒 之範圍內較佳。如導熱性低於0.5瓦/米K，則在電子組 件與散熱器之間的導熱性質減低且無法得到足夠的散熱性 能，且其爲1.0瓦/米K或以上特佳。 如在8 0 °C下之黏度低於1 X 1 0 2帕斯卡/秒，則液體成份 會自電子組件與散熱器之間泵出，然而如其大於1 X 1 〇5帕 斯卡/秒，則其由加工性的觀點來看不利，在電子組件與 散熱器之間的間隙不會變薄且導熱性質減低，因此無法得 到足夠的散熱性能。 如前所述，散熱元件可僅由成份（1)形成而不使用成份 (2)，但經由結合使用成份（1)及成份（2)，可進一步增進散 熱元件之散熱性能、片材加工性及操作容易度。 包含中間層之本發明之散熱元件可經由利用擠塑、壓機 或塗布方法將前述之導熱性組成物與金屬箔或金屬網形成 爲複合片材而製得。在塗布方法之情況中，將導熱性組成 物熱熔融或溶解於溶劑中而得塗布溶液較佳。此溶劑之例 子爲甲苯、二甲苯、稀釋劑或礦油精。熱熔融程序係如同 摻混及捏合之情況在低於低熔點金屬粉末之熔點的溫度下 進行。 當將本發明之散熱元件裝設於散熱電子組件及使由散 熱電子組件所產生之熱消散之散熱組件之間時，將其暫時 加熱至高於包含在本發明之散熱元件中之低熔點金屬粉末 之熔點的溫度較佳。以此方式，本發明之散熱元件由於熱 之作用軟化並與散熱電子組件及散熱組件兩者密切接觸， 21 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 因此其之散熱效率經完全利用。此外’如其經由此暫時加 熱而交聯，則當需要再加工時’其可容易地剝除。 本發明之散熱元件具有良好的導熱性質，及與散熱電子 組件及散熱組件之良好接觸’医1此經由將其插置於此兩類 型之組件之間’可使由散熱電子組件所產生之熱有效率地 消散。此大大地改良散熱電子組件及使用此等組件之裝置 的壽命。 實施例 本發明現將參照特定實施例作更詳細說明，但不應因此 將其以任何方式解釋爲受限制。 本發明之散熱元件包含下列成份。 聚矽氧樹脂： 聚矽氧樹脂：D25TD φ 5Dvi2。（軟化點：30-5CTC )，數字爲莫耳 百分比，其中D爲Me2Si〇2"，ΤΦ爲PhSi〇3/2，DVi爲
ViMeSi〇2/2’ Me爲甲基’ Ph爲苯基，Vi爲乙燦基。d、τΦ、 DVl之比爲莫耳百分比。 導熱性塡料： 成份（1 ):低熔點金屬粉末 卜1 :平均顆粒直徑1 8 · 4微米之銦粉末[熔點1 5 6 7 t ] 1-2 :平均顆粒直徑47.6微米之銦粉末[熔點i 5 6 7它] 卜3:平均顆粒直® 26.9微米之錫（42重量百分比）/鉍（58 重量百分比）之粉末狀合金[熔點1 3 9 °C ] 1 - 4 :平均顆粒直徑1 1 〇微米之銦粉末[丨5 6 · 7艺] 成份（2):金屬塡料 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 22 1224384 2 - 1 :平均顆粒直徑7.4微米之鋁粉末 2 - 2 :平均顆粒直徑1 . 0微米之氧化鋅粉末 2 - 3 :平均顆粒直徑1 0.0微米之鎳粉末 2 - 4 :平均顆粒直徑1 2 0微米之鋁粉末 助熔劑：松香粉末 實施例1 - 6 將以上成份引入至行星混合機中而得表1所示之組成 物，及經由在70°C (低於成份（1)之熔點）下攪拌而混合1小 時。接下來將製得之化合物塗布，而形成預定形狀之經熱 軟化的片材。 使用表面糙度儀（MitsutoyoLtd.，型號：Sufect-501)，由 算術平均糙度（截止値：λ c = 8毫米）評估當片材形成時的表 面狀態。 接下來將經熱軟化之片材夾於兩標準鋁板之間，施加大 約1.80公斤/平方公分之壓力，並在170 °C下加熱15分 鐘。於製備得如前所述之熱阻測量樣品之後，測量兩標準 板之各者的厚度，及經由將總厚度減去標準鋁板之厚度而 測得有效片材厚度。以上之測量係使用測微計（VH ts II toy 〇, 型號：M 8 20- 25 VA)進行。此外，使用熱阻測量裝置 (Horometrics: Microflash)測量最終固化產物之熱阻。此等 測量結果不於表1。 23 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 [表1] 單位：重量份數 實施例 1 2 3 4 5 6 聚矽氧樹脂：025105507220 100 100 100 100 100 100 導熱性塡料 1-1 1200 〇 0 1300 1000 1-2 0 1200 0 500 0 1-3 0 0 1200 0 0 1500 1-4 0 0 0 0 0 〇 2-1 400 400 400 0 2-2 100 100 100 0 200 2-3 0 0 0 0 800 500 2-4 0 0 0 0 0 0 助熔劑：松香粉末 0 0 0 0 0 (1)/[(1)+(2)] 0.706 7 06 0.706 1.0 0.5 0.75 片材形成時之表面狀態算 術平均糙度 Ra( # m) 2.6 2.9 2.7 3.0 3.2 3.2 熱阻 （mm2-K/W) 4.3 5·2 5.4 4.0 6.2 6.5 厚度（// m) 25 ^35 30 30 35 38 比較實施例1-5 使用下表2中之成份替代表1中之成份，以與實施例1-6 相同之方式製得固化產物。以與實施例1 -6相同之方式於 製得之固化產物上進行的測量結果示於表2。 24 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 [表2] 單位：重量份數 比較實施例 1 2 3 4 5 聚矽氧樹脂：D25TO) 55Dvi20 100 100 100 100 100 導熱性塡料 1-1 600 0 1600 0 1200 1-2 0 0 0 0 0 1-3 0 300 0 0 0 1-4 0 0 0 1200 0 2-1 200 1000 1200 400 2-2 100 300 400 0 100 2-3 0 0 0 200 0 2-4 0 0 0 0 400 助熔劑：松香粉末 0 0 1.0 0~ 0 (1)/[(1)+(2)] 0.75 0.19 非常脆、 非常低自 支承 0.7 0.706 片材形成時之表面狀態算 術 平均糙度 Ra( μ m) 2.4 2.9 8.6 7.1 熱阻 （mm2-K/W) 15.3 16.7 5.2 〜8 · 8 a) 39.5 厚度（// m) 35 4 5 3 5a) 95 (a)由於材料不均勻，因而即使係對於相同厚度仍有熱阻的 分散。 表1、表2之結果顯示本發明之散熱元件的效力。 實施例7-12及比較實施例6-10 中間層：鋁箔5 0微米 聚矽氧樹脂：具有3 0-50 °C之軟化點之以55DVi2。表示 的聚矽氧樹脂，其中D爲Me2Si〇2/2，ΤΦ爲PhSi〇3/2，f 爲ViMeSi〇2/2，Me爲甲基，Ph爲苯基，Vi爲乙烯基。D、 Τ Φ、D v 1之比爲莫耳百分比。 導熱性塡料 成份（1):低熔點金屬粉末 25 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 1 i :平均顆粒直徑1 8.4微米之銦粉末[培點1 5 6 7] 1- 2 :平均顆粒直徑47.6微米之銦粉末[培點1 5 6 7。〇] 卜3 :平均顆粒直徑26.9微米之錫（42重裊百分比祕（5 8 重量百分比）之粉末狀合金[熔點1 3 9 °C ] 卜4 :平均顆粒直徑1 1〇微米之銦粉末[熔點i 5 6 7。〇] 成份（2):金屬塡料 2- 1 :平均顆粒直徑7.4微米之鋁粉末 2 - 2 :平均顆粒直徑1 · 0微米之氧化鋅粉末 2 - 3 :平均顆粒直徑1 0.0微米之鎳粉末 2-4 :平均顆粒直徑120微米之鋁粉末 助熔劑：主成份爲松香之膠 將以上成份引入至行星混合機中而得表3 (實施例）及表 4(比較實施例）所示之組成物，及經由在70 °C (低於成份（1) 之熔點）下攪拌而混合1小時。接下來將製得之化合物於以 上之鋁箔的兩表面上塗布至相同厚度，而形成總厚度3 0 0 微米之預定形狀的散熱元件。 使用表面縫度儀（MitsutoyoLtd.,型號：Sufect-501)，由 算術平均糙度（截止値：λ c = 8毫米）評估當片材形成時的表 面狀態。 接下來將前述之散熱元件夾於兩標準鋁板之間，施加大 約1.80公斤/平方公分之壓力，並在170 °C下加熱15分 鐘。於製備得如前所述之熱阻測量樣品之後，測量兩標準 板之各者的厚度，及經由將總厚度減去標準鋁板之厚度而 測得有效片材厚度。以上之測量係使用測微計（Μ11 s u t 〇 y 〇， 26 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 型號：Μ 8 2 Ο - 2 5 V A )進行。此外’使用熱阻測量裝置 (Η 〇 r 〇 m e 11· i c s: M i c r 〇 f 1 a s h)測量最終固化產物之熱阻。此等 測量結果示於表3及表4。 [表3] 單位：重量份數 實施例 7 8 9 10 11 12 聚矽氧樹月旨：D25TO>55Dvi20 100 100 100 100 100 100 導熱性塡料 1-1 1200 0 0 1300 1000 1-2 0 1200 0 500 0 1-3 0 0 1200 0 0 1500 1-4 0 0 0 0 0 0 2-1 400 400 400 0 2-2 100 100 100 0 200 2-3 0 0 0 0 800 500 2-4 0 0 0 0 0 0 助熔劑：松香粉末 0 0 0 0 0 (1)/[(1)+(2)] 0.706 0.706 0.706 1.0 0.5 0.75 片材形成時之表面狀態 算術平均撻度 Ra(// 2.8 3.2 2.9 3.2 3.5 3.4 熱阻（包括接觸電阻） (m m2 - K / W ) 12.7 13.9 16.2 12.2 16.5 16.9 厚度（// m) (包括鋁箔） 120 160 145 120 135 140 27 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 !224384 [表4] 單位：重量份數 單位：重量份數 比較實施例__- 6 7 8 9 10 麥矽氧樹脂：D25TO) 55Dvi20 100 100 100 100 100 導熱性塡料 1-1 600 0 1600 0 1200 1-2 0 0 0 0 0 1-3 0 300 0 0 0 1-4 0 0 0 1200 0 2-1 200 1000 1200 400 2-2 100 300 400 0 100 2-3 0 0 0 200 0 2-4 0 0 0 0 400 鼓溶劑：松香粉末 0 0 1 .0 0 0 UiAi(i) + (2)] 0.75 0.19 0.500 0.66 feTToT 片材形成時之表面狀態算 ίΐϋ% 糙度 Ra( // m) 2.5 2.7 組成物非常 脆，自鋁箔 掉落 9.4 8.3 熱阻 （mm2-K/W) ί鱼括接觸電阻） 3 1.5 26.7 由於厚 度分散 而難以 製備 28.5 220 厚度（“ m) 鋁箔） 120 130 實施例1 3 將於實施例8中製得之散熱元件（厚度3 00微米）打印成 直徑1 2.7毫米之圓，並夾於兩玻璃板之間（圖1)。接下來， 1經由利用夾子夾住以上之兩玻璃板對散熱元件施加1.8 &斤/平方公分之壓力，邊進行以下的熱驟變試驗，及進 行栗出評估。所得結果示於表5。 熱驟變試驗： 一循環爲（125°C / 15 分鐘—25°C /10 分鐘—50°C /15 分鐘—25。(：/10分鐘），及進行25循環。 泵出評估： 四個直徑方向之平均比較自起始狀態至外圍的滲出 28 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906 1224384 程度（圖2)。 泵出比=(於熱驟變後於四直徑方向中的長度平均）/(於 四起始直徑方向中之長度平均：12.7毫米） 比較實施例1 1 以與實施例1 3相同之方式計算泵出比，除了將實施例8 中所使用之組成物形成爲樣品片材（厚度25 0微米），而未 使用鋁箔。結果示於表5。 比較實施例1 2 以與實施例1 3相同之方式計算泵出比，除了將市售的導 熱性聚矽氧油脂（G746: Shin-Etsu Kogyo Ltd·)形成爲50微 米厚度之樣品。結果示於表5。 [表5] 實施例 13 比較實施例 11 比較實施例1 3 厚度 (β m) 3 00(包括 鋁箔） 2 5 0 (沒有鋁 箔） 市售的導熱性油 脂（G746 : S h i η - E t s u Chemicals) 泵出比 1.24 1.43 1.98. . 【圖式簡單說明】 圖1係用於評估泵出性質之裝置的示意圖。 圖2係說明泵出比之圖式。 29 312/發明說明書(補件)/92-04/92100906