TWI482940B

TWI482940B - Thermally conductive

Info

Publication number: TWI482940B
Application number: TW099105111A
Authority: TW
Inventors: Yusuke Kubo; Tatsuo Kumura; Yoshihiro Kato; Kazuhiko Suzuki
Original assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2015-05-01
Also published as: TW201129769A

Description

導熱片

本發明係關於一種在半導體封裝體等電子零件與用以對該電子零件發出之熱進行散熱之金屬製散熱構件之間所配置之導熱片。

近年來，電子機器傾向於小型化，然另一方面由於應用之多樣性，電力消耗量並無法有相當的變化，所以機器內之散熱對策更加受到重視。

前述電子機器中之散熱對策，係廣泛地利用以銅或鋁等導熱率高之金屬材料所製作之散熱板或散熱管、或是散熱槽等。此等導熱性優異之散熱零件，為了謀求散熱效果或機器內之溫度緩和，乃和電子機器內之發熱部(半導體封裝體)等電子零件近接配置。此外，此等導熱性優異之散熱零件，係從發熱部之電子零件延伸向低溫場所做配置。此外，為了將電子零件與金屬散熱零件接著時所形成之空間加以填埋，具有可撓性之導熱片係配置於電子零件與金屬散熱零件之間。

電子機器中之發熱部係電流密度高之半導體元件等電子零件。所謂電流密度高，乃可能成為不希望輻射成分之電場強度或磁場強度大。是以，若將以金屬所製作之散熱零件配置在電子零件之附近，常常會在接收熱時一併擷取到流經電子零件內之電氣訊號之高頻成分。

具體而言，由於散熱零件係以金屬材料所製作，而會發生下述現象：其本身產生高頻成分天線之作用、或扮演高頻雜訊成分之傳遞路徑之作用。

在此種背景下，為了抑制散熱零件成為天線之作用、亦即為了切斷磁場之偶合，有導熱片含有磁性材料者(專利文獻1)。此種導熱片係藉由在聚矽氧烷系、丙烯酸系等高分子材中含有例如肥粒體等具有高導磁率之磁性材料來實現導熱特性與電磁波抑制特性兩者之機能。

習知技術文獻

專利文獻1：特開2006-310812號公報

上述具有導熱特性與電磁波抑制特性兩者機能之導熱片，其特性會因為做為母材之高分子材所含目的粉末之填充量而大幅變化。

例如，若依據Bruggeman式子，導熱率具有下述關係(參考：“電子機器零件用散熱材料之高導熱化與導熱性之測定、評價技術”，技術情報協會，2003年出版)

此處，λ_e 係片材整體之導熱率，λ_d 係導熱材料之導熱率，λ_c 係母材高分子材之導熱率，Φ係導熱材料於片材所佔之體積率。

此外，做為電磁波抑制特性之指標，一般係使用複導磁率(μ_r =μ_r ′-jμ_r " )之虛部μ_r " 。此磁性特性若依據例如Lichtenecker之式具有下述關係(參考：“關於低耗損高介電係數磁性體之研究”，電子資訊通訊學會論文誌C,Vol. J86-C,No.4,pp. 450-456,2003)。

log(μ_r )=ν₁ ×log(μ_r ₁ )+ν₂ ×log(μ_r ₂ )

ν₁ +ν₂ =1

此處，μ_r 係片材整體之複比導磁率，μ_r1 係磁性材料之複比導磁率，μ_r2 係母材之複比導磁率，ν₁ 係磁性材料之體積率，ν₂ 係母材之體積率。

如上述般，導熱特性與電磁波抑制特性係分別隨填充於片材之磁性材料與導熱材料之填充量而大幅變化。

但是，在製作此種導熱片之際，若僅是將任意之金屬粉末與樹脂做混合，則在片材所填充之磁性材料與導熱性材料之填充量有其極限。

以往具有電磁波抑制機能之導熱片，在磁性材料係使用扁平狀磁性粉末或是破碎磁性粉末。扁平狀磁性粉末或是破碎磁性粉末之導磁率高、比表面積大。是以，僅以將樹脂與此等粉末混練此種單純之混合程序難以將片材內做最密填充，於高填充化有其極限。再者即使為了提高導熱性而將扁平狀磁性粉末或是破碎磁性粉末與填充性高之球狀導熱性粉末做混合之情況，要以此等形狀達成最密填充有其困難，於高填充化有其極限。為了高度填充磁性材料，必須以高比例來填充導熱性材料，其結果，磁性材料之填充量減少，無法得到高導磁率。

本發明鑒於此實情，其目的在於藉由謀求磁性金屬粒子與導熱性高於磁性金屬粒子之導熱性粒子之高填充化，以提供導熱特性與電磁波抑制特性兩者機能良好之導熱片。

如上述般，基於具有高導熱特性之同時亦可抑制電磁波之目的，為了增加磁性金屬粒子與導熱性粒子兩者之填充量，發明人乃想到發明下述之導熱片。

亦即，本發明係一種導熱片，係配置於電子零件與用以對該電子零件發出之熱進行散熱之金屬製散熱構件之間，其特徵在於：係由含有球狀磁性金屬粒子與導熱性高於磁性金屬粒子之導熱性粒子之可撓性樹脂所構成，磁性金屬粒子之平均粒徑較導熱性粒子之平均粒徑為大，磁性金屬粒子在該導熱片所佔體積率為55vol%以上。

本發明藉由將電磁波吸收性材料之磁性金屬粒子之形狀調整為球狀，將磁性金屬粒子之平均粒徑設定為大於導熱性粒子之平均粒徑，可達成磁性金屬粒子與導熱性粒子之高填充化，再者，可伴隨磁性金屬粒子之高填充化來增加複比導磁率之虛數部之值，可提供導熱特性與電磁波抑制特性這兩者機能良好之導熱片。

以下針對實施本發明之最佳形態參照圖式做詳細說明。此外，本發明並不限定於以下實施形態，當然可在不致超脫本發明要旨之範圍內做各種變更。

本發明所適用之導熱片係配置於半導體封裝體等電子零件與用以對該電子零件發出之熱進行散熱之金屬製散熱構件之間。

<貼附導熱片之電路基板>

例如適用本發明之導熱片，係貼附於如圖1所示之電路基板1。亦即，圖1所示之導熱片11，係配置於屬發熱部之高頻基板17與用以對高頻基板17之發熱進行散熱之散熱金屬板12之間。具體而言，導熱片11係分別以其一面11a和樹脂模組13(對於構成高頻基板17之半導體封裝體進行密封者)密合、以另一面11b與散熱金屬板12密合的方式貼附於電路基板1。

高頻基板17係利用於介電體基板16之一面之做為GND電極之銅箔15、與於另一面之圖案化構成之銅訊號線14來構成微帶線(micro stripline)。

高頻基板17為了避免不希望輻射所造成之影響，係設計成本身動作之際之遠場強度抑制在既定值以下。具有此種高頻基板17之電路基板1，散熱金屬板12會經由導熱片11而將流經對向高頻基板17之訊號線14內之電氣訊號加以擷取，產生高頻成分天線之作用，結果會增加遠場強度。於導熱片11內含有球狀磁性金屬粒子(體積率在片材佔既定值以上)來抑制散熱金屬板12產生天線作用。此外，導熱片11含有導熱率較球狀磁性金屬粒子為高之導熱性粒子來實現良好之導熱特性。

<模擬>

在說明適用本發明之導熱片11之具體構成前，先針對為了發揮充分之導熱特性與電磁波吸收特性的必要條件。

第1，針對遠場強度與導熱片11之磁氣特性之關係做說明。以上述電路基板1做為解析用模型，模擬上使用ANSOFT公司製造電磁場模擬器HFSS，如下述般設定各條件算出在3m遠處之電場強度。

圖2係顯示電路基板1省略導熱片11之狀態下，有散熱金屬板12與沒有散熱金屬板12之情況，遠場強度之頻率特性的比較結果。從圖2可明顯看出，若高頻基板17在未介設導熱片11之狀態下積層散熱金屬板12，會因為在高頻基板17與散熱金屬板12之間之電磁結合而產生平行平板共振，電場放射會因為對應於該共振之頻率而變強。在本例中，自高頻基板17所發訊之高次諧波頻率在1.1[GHz]、2.1[GHz]附近可見到強電場放射。

圖3係電路基板1包含導熱片11之狀態下，將導熱片11之複比導磁率之實數部固定於10，僅改變虛數部之值之時，比較遠場強度之頻率特性。若將圖2與圖3之解析結果加以比較，可發現雖在虛數部之值為1時可抑制放射電場強度之峰，但與圖2沒有放射金屬板之結果相比，放射電場強度在整個頻率皆高。相對於此，當虛數部之值為3，上述頻率之放射電場峰完全被抑制，且在整個頻率係呈現與圖2沒有放射金屬板之結果大致同等之電場強度特性。此外，當虛數部之值為5，放射電場強度將更為下降。由以上之解析結果可知，有導熱片之複比導磁率虛數部愈大、對放射電場之減低效果愈大之傾向。尤其，導熱片11只要虛數部之值為3以上即可消除平行平板共振之影響，即使將散熱金屬板12近接於高頻基板17，也可避免不希望輻射之增加。

第2，針對導熱片11中磁性金屬粒子填充量造成磁氣特性之變化做說明。

此處，具體例係就使用實際讓2種類磁性金屬粒子在20vol%~70vol%之範圍內變化而填充之片材做說明。圖4係顯示對應於做為磁性金屬粒子之球狀鐵矽鋁磁性合金與球狀非晶(Fe-Si-B-Cr)之體積率，於500MHz之複比導磁率之虛數部變化。球狀磁性金屬粒子相較於扁平形狀之磁性金屬粒子，以粒子單體而言導磁率低，惟分散性高而可高填充。此外，如圖4所明示般，伴隨磁性金屬粒子之體積率變大，片材整體之導磁率也變大。是以，球狀磁性金屬粒子可於片材內高度填充，其結果可實現高導磁率、高導熱率。

參考圖2、圖3所示之解析結果，2種類磁性金屬粒子之複比導磁率之虛數部值皆成為3以上之條件乃體積率55vol%。是以，導熱片11藉由填充球狀磁性金屬粒子達55vol%以上，則即使將散熱金屬板12近接於高頻基板17，仍可避免不希望輻射之增加。

第3，針對導熱率對應於導熱片11中導熱性材料之填充量所發生之變化做說明。

依據Bruggeman式子，導熱率具有下述關係。

圖5係使用上述Bruggeman式子，算出片材中導熱性材料之填充量與片材整體之導熱率關係之圖。將母材高分子材之導熱率設定為0.2W/mk、將導熱性材料之導熱率設定為10、30、50、70W/mk。此處，由於導熱片11同時含有磁氣特性高之磁性金屬粒子以及導熱率高於磁性金屬粒子之導熱性粒子雙方做為導熱性材料，則假想為1種類之導熱性材料時之導熱率會因為此等成分含有比率而變化。是以，雖導熱率依含有比率而變化，惟如圖5所明示般，片材整體之導熱率係對應於導熱性材料之填充量之增加而不斷增加，尤其當導熱性材料之填充量成為約65%以上之情況，片材整體之導熱率也會急速增加。尤其是，為了使得片材整體實現高導熱率，以導熱性材料填充至70vol%以上為所希望者。

參考上述解析結果，本案申請人針對使用球狀磁性粉末而可同時實現良好之導熱特性與良好電磁波抑制特性之最適配合進行研究之結果，發現使得球狀磁性金屬粒子相對於聚矽氧烷樹脂等可撓性樹脂含有55vol%以上，乃為在滿足導熱片11之良好特性上所必備者。再者發現：含有導熱率較磁性金屬粒子為高之導熱性粒子3vol%以上做為導熱性材料、以及磁性金屬粒子與導熱性粒子合計含有70vol%以上，乃是在提高導熱片11之導熱率的觀點上所希望者。

<導熱片>

其次，針對本案發明人所發現之可實現良好特性之導熱片11之具體構成做說明。

導熱片11係由含有球狀磁性金屬粒子(吸收自高頻基板17等電子零件所放出之電磁波之電磁波吸收材料)與導熱性粒子(導熱性高於磁性金屬粒子)之可撓性樹脂所構成，磁性金屬粒子之平均粒徑較導熱性粒子之平均粒徑為大，磁性金屬粒子在該導熱片11所佔體積率為55vol%以上。以此構成所得之導熱片11，可達成磁性金屬粒子與導熱性粒子之高填充化，並可伴隨磁性金屬粒子之高填充化來提高片材內之複比導磁率之虛數部之值，乃可實現良好之導熱特性與電磁波抑制效果。

再者，對導熱片11而言，藉由使得所含之導熱性粒子之體積率在3vol%以上，則相較於使用例如扁平形狀磁性金屬粒子之導熱片，可實現高導熱特性。

此外，對導熱片11而言，藉由使得所填充之磁性金屬粒子與導熱性粒子之體積率和成為70vol%以上，尤其可實現良好之導熱特性與電磁波抑制效果。再者，對導熱片11而言，藉由調整磁性金屬粒子與導熱性粒子之平均粒徑比，可利用球狀磁性金屬粒子之分散性優點，來含有磁性金屬粒子與導熱性粒子使得其等在片材所佔體積率之和成為80vol%程度。

再者，對導熱片11而言，不管有無偶合處理，皆可實現良好之導熱特性與電磁波抑制特性，然若含有可對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑，可提升片材內之分散性，尤其可實現良好之導熱特性。

再者，對導熱片11而言，藉由填充導熱率較磁性金屬粒子為高之複數種導熱性粒子，可維持充分之導熱特性與電磁波抑制特性，並可藉由調整各種導熱性粒子之填充量，來輕易地變更特性。

以下，針對導熱片11所使用之具體材料做說明。

導熱片11係於聚矽氧烷等可撓性樹脂含有下述粒子狀粉末而形成。

亦即，對導熱片11而言，從粉末製作之觀點係含有較為容易製作之磁性金屬非晶粉末(添加了硼(B)、碳(C)等)做為導磁率特性優異、且滿足上述電磁波抑制特性要求之磁性金屬粒子。磁性金屬非晶粉末可舉出例如Fe-Si-B系、Fe-Si-B-C系、Co-Si-B系、Co-Zr系、Co-Nb系、Co-Ta系等。

此外，於導熱片11所含磁性金屬粒子，並不侷限於上述磁性金屬非晶粉末，亦可為例如球狀鐵矽鋁磁性合金等結晶系磁性粉末。亦即，在結晶化金屬粉末、金屬合金粉末方面，可舉出Fe系、Co系、Ni系、或是Fe-Ni系、Fe-Co系、Fe-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Al系等，亦可對其添加微量N、C、O使其微細化成為微晶材料來做為磁性金屬粒子使用。

此外，導熱片11除了含有上述磁性金屬粒子，為了提高片材之導熱率，另含有氧化鋁、氮化硼、氮化矽、氮化鋁、碳化矽等高導熱性陶瓷或是於銅、鋁等塗佈有絕緣體而成之粉末以做為導熱率較磁性金屬粒子為高之導熱性粒子。再者，導熱性粒子並不限定於上述者，只要是導熱率較磁性金屬粒子為高之材料即可，尤其藉由使用平均粒徑較磁性金屬粒子為小之物，可更為實現高填充化。一般雖亦取決於導熱片之厚度，惟為了實現進一步之高填充化，在導熱性粒子之平均粒徑較磁性金屬粒子之平均粒徑為小之前提下，磁性金屬粒子之粒徑在4～100μm之範圍、導熱性粒子之粒徑在0.1～20μm之範圍較佳。

實施例1

其次，在導熱片11之實施例1方面，係使用下述片材A～D，針對導熱特性與電磁波抑制特性進行評價。

<片材A>

片材A係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯(methyl hydrodiene)聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑21g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑10μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2000g(65vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末106g(6vol%)合計71vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度1.5mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材A。

<片材B>

片材B係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑35g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑10μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)3100g(62vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑1μm之氮化鋁破碎粉末380g(16vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑0.2μm之球狀氧化鋁87g(2vol%)合計80vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材B。

<片材C>

片材C係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑66g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑10μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)4200g(67vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑1μm之氮化鋁破碎粉末300g(10vol%)合計77vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材C。

<片材D>

片材D係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑18g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑10μm之球狀鐵矽鋁磁性合金1615g(55vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑1μm之氮化鋁破碎粉末205g(15vol%)合計70vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材D。

對此4種類之片材A～D，使用下述4種類之片材E～H做為比較對象。

<片材E>

片材E係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑13g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑10μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)600g(22vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑1μm之氮化鋁破碎粉末100g(8vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑45μm之球狀氧化鋁620g(40vol%)合計70vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材E。

<片材F>

片材F係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑3g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑60μm之扁平形狀鐵矽鋁磁性合金265g(24vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑5μm之氮化鋁破碎粉末50g(8vol%)合計32vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材F。

<片材G>

片材G係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑5.3g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑60μm之扁平形狀鐵矽鋁磁性合金230g(15vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑5μm之球狀氧化鋁粉末280g(32vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑0.2μm之球狀氧化鋁粉末35g(3vol%)合計50vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材G。

<片材H>

片材H係以下述方式製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑5.3g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑20μm之扁平形狀Fe-Si-Cr-Ni230g(15vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑5μm之球狀氧化鋁粉末280g(32vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑0.2μm之球狀氧化鋁粉末35g(3vol%)合計50vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材H。

<評價>

做為對於以上合計8種類之片材之電磁波抑制特性進行評價之指標，係以下述條件測定複比導磁率之虛數部μ" 。

亦即，針對各片材經衝孔成為外徑20mm、內徑6mm之環狀體所製作之樣品，使用Agilent technology公司製作之測定器「Agilent 4291B RF阻抗/材料分析儀」，測定在電磁波振盪頻率500MHz之複比導磁率之虛數部。

此外，做為導熱特性之評價指標，係以下述條件算出導熱率。

亦即，將各片材裁切出1cm見方程度之大小，將其挾持在金屬性吸熱構件(heat sink)與金屬製加熱器盒(heater case)之間，以1kgf之力加壓達成接觸，對金屬製加熱器盒施加電力進行加熱，在金屬製加熱器盒與金屬性吸熱構件之溫度成為一定之時，測定其間之溫度差。此處，導熱率係以下述式子算出。

導熱率=(電力×樣品厚度)/(溫度差×測定面積)

於上述條件下所測定之複比導磁率之虛數部μ" 以及所算出之導熱率表示於下述表1。於表1中，係表示了片材厚度與磁性金屬粒子之體積率以及導熱性粒子之體積率。

依據上述表1，片材A～D之複比導磁率之虛數部μ" 之值為3以上，即使將散熱金屬板12接近於高頻基板17，仍可避免不希望輻射之增加。

相對於此，比較對象之片材E～H當中不包括片材F者，複導磁率之虛數部μ" 之值為3以下，無法充分地抑制電磁波。片材F之複導磁率之虛數部μ" 之值為3以上，在電磁波抑制效果方面優異，但導熱率低而無法實現充分之導熱特性。片材E相較於片材A、C、D在導熱性優異，但複導磁率之虛數部μ" 非常小，無法充分地抑制電磁波。

由上述結果可明顯看出，片材A～D之所以磁性金屬粒子與導熱性粒子可彼此高度填充乃是因為相較於比較對象片材F～H所含之扁平形狀磁性金屬粒子，球狀之磁性金屬粒子分散性較佳之故。

此外，片材A～D之所以磁性金屬粒子與導熱性粒子可彼此高度填充，乃因磁性金屬粒子之平均粒徑較導熱性粒子大之故。此從比較對象之片材E，即使磁性金屬粒子之形狀為球形，但由於導熱性粒子之平均粒徑較磁性金屬粒子之平均粒徑為大故無法高度填充磁性金屬粒子而無法達成充分之電磁波抑制效果亦可明白。

此外，片材A～D，不論導熱性粒子為球狀或破碎粉末皆可達成高度填充乃是因為球狀之磁性金屬粒子分散性高，且磁性金屬粒子之平均粒徑較導熱性粒子之平均粒徑大之故。

此外，片材B之所以可以含有2種類之導熱性粒子，乃因磁性金屬粒子之分散性高，而可填充各種導熱性粒子之故。

從以上評價可明顯看出，片材A～D藉由將電磁波吸收性材料做成球狀磁性金屬粒子，可使得磁性金屬粒子與導熱性粒子之高填充化達到體積率之和70vol%以上，由於可伴隨磁性金屬粒子之高填充化來提高片材內複比導磁率之虛數部之值，所以可實現良好之導熱特性與電磁波抑制效果。

此外，片材A～D由於磁性金屬粒子之平均粒徑大於導熱性粒子之平均粒徑，所以可利用磁性金屬粒子之分散性來高度填充導熱性粒子，結果可一面維持高電磁波抑制效果、一面實現高導熱特性。

此外，片材B由於磁性金屬粒子之分散性高，所以不論是球狀粉末或是破碎粉末，可高度填充各種導熱性粒子。是以，可明顯看出片材B可一面維持充分之導熱特性與電磁波抑制特性，一面藉由調整導熱性粒子之填充量而輕易變更特性。

實施例2

其次，在導熱片11之實施例2方面，係以下述片材I、J來說明當導熱性粒子之體積率達到3vol%以上，則相較於使用扁平形狀磁性金屬粒子之導熱片，可實現高導熱特性，故為所希望者。

<片材I>

片材I係以下述方式來製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑12.8g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑26μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2500g(73vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末60g(3vol%)合計76vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材I。

<片材J>

片材J係以下述方式來製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑20.5g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑50μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2000g(67vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末50g(3vol%)合計70vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材J。

<評價>

對上述2種類之導熱片I、J，在上述實施例1所進行之條件下，測定複比導磁率之虛數部μ" ，算出導熱率。

所測定之複比導磁率之虛數部μ" 與所算出之導熱率係顯示於下述表2。

如上述表2所示般，雖特性隨磁性金屬粒子之體積率而變化，但藉由含有導熱性粒子之體積率達3vol%以上，導熱率之值會成為2以上。

由該評價結果可明顯看出，片材I、J藉由含有導熱性粒子之體積率達3vol%以上，則相較於使用例如扁平形狀之磁性金屬粒子之導熱片，可實現高導熱特性。

實施例3

其次，在導熱片11之實施例3方面，係以下述片材K、L來說明藉由調節磁性金屬粒子與導熱性粒子之平均粒徑比，可高度填充磁性金屬粒子與導熱性粒子至佔片材之體積率之和成為最大80vol%程度。

<片材K>

片材K係以下述方式來製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑27g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑26μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2350g(60vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末355g(16vol%)合計76vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材K。

<片材L>

片材L係以下述方式來製作。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑20g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑50μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2435g(58vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末525g(22vol%)合計80vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出導熱片L。

<評價>

對上述2種類之導熱片K、L，在與上述實施例1與2所進行之相同條件下，測定複比導磁率之虛數部μ" ，算出導熱率。

所測定之複比導磁率之虛數部μ" 與所算出之導熱率係顯示於下述表3。

如上述表3所示般，片材K、L藉由調整磁性金屬粒子與導熱性粒子之平均粒徑比，則可利用球狀磁性金屬粒子之優異分散性，而達到所含之磁性金屬粒子與導熱性粒子佔片材之體積率之和成為最大80vol%程度，結果可實現良好導熱特性與電磁波抑制特性。

實施例4

其次，在導熱片11之實施例4方面，使用下述片材M、N來針對有無進行偶合處理所致特性變化做說明。

<片材M>

做為未施行偶合處理之具體例，係以下述方式來製作片材M。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑26μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)1970g(60vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末335g(18vol%)合計78vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出片材M。

<片材N>

除了施行偶合處理以外，其餘與導熱片M同樣來製作片材N。亦即，以僅於分子鏈兩端具有烯基之有機聚矽氧烷、僅於側鏈具有直接鍵結於矽原子之氫原子之甲基氫化二烯聚矽氧烷、並含有鉑族系加成反應觸媒未滿1%而成之聚矽氧烷混合物100g、以及用以對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑31g做為可撓性樹脂材料。對該可撓性樹脂材料添加做為磁性金屬粒子之平均粒徑26μm之球狀非晶合金(Fe-Si-B-Cr)2650g(60vol%)、做為導熱性粒子之平均粒徑3μm之球狀氧化鋁粉末450g(18vol%)合計78vol%，以真空攪拌機進行攪拌之後，做成厚度2mm之片材，以100℃加熱60分鐘使其硬化而製作出導熱片N。

<評價>

對上述2種類之導熱片M、N，在與上述實施例1～3所進行之相同條件下，測定複比導磁率之虛數部μ" ，算出導熱率。

所測定之複比導磁率之虛數部μ" 與所算出之導熱率係顯示於下述表4。

由上述表4可明顯得知，不論有無偶合處理，導熱片M、N兩者皆可實現良好之導熱特性與電磁波抑制特性。此外，導熱片N尤其藉由含有對導熱性粒子施行偶合處理之偶合劑，可提升在片材內之分散性，尤其可實現良好之導熱特性。

1．．．電路基板

11．．．導熱片

11a,11b．．．導熱片之兩面

12．．．散熱金屬板

13．．．樹脂模組

14．．．訊號線

15．．．銅箔

16．．．介電體基板

17．．．高頻基板

圖1係顯示構裝有適用本發明之導熱片之電路基板構成圖。

圖2係顯示電路基板之遠場(Far-field)強度之頻率特性之圖。

圖3係顯示電路基板對應於導熱片特性之遠場強度之頻率特性之圖。

圖4係顯示對應於做為磁性金屬粒子之球狀鐵矽鋁磁性合金與球狀非晶(Fe-Si-B-Cr)之體積率，於500MHz之複比導磁率之虛數部變化之圖。

圖5係算出片材中導熱性材料之填充量與片材整體之導熱率關係之圖。

Claims

一種導熱片，係配置於電子零件與用以對該電子零件發出之熱進行散熱之金屬製散熱構件之間；其特徵在於：係由含有球狀磁性金屬粒子與導熱性高於該球狀磁性金屬粒子之導熱性粒子之可撓性樹脂構成；該球狀磁性金屬粒子之平均粒徑大於該導熱性粒子之平均粒徑；該球狀磁性金屬粒子為非晶粉末；該球狀磁性金屬粒子係由Fe-Si-B-Cr構成；該球狀磁性金屬粒子在該導熱片所佔體積率為55vol%以上；於該導熱性粒子施有偶合處理。
如申請專利範圍第1項之導熱片，其中，該導熱性粒子之體積率為3vol%以上。
如申請專利範圍第2項之導熱片，其中，該球狀磁性金屬粒子在該導熱片所佔體積率與該導熱性粒子在該導熱片所佔之體積率和為70vol%以上。
如申請專利範圍第1項之導熱片，其中，該導熱性粒子係由2種類以上之導熱性材料構成。