【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子材料，特别涉及一种芯片导热散热层及制备方法。
技术介绍
1、为满足日益增长的应用需求，高性能微处理器的性能和多样性随着每一代工艺技术的发展而不断提高，芯片的功率密度也在不断增加，而芯片的发热量也在逐年提升。这就要求芯片的冷却设计必须处理比前几代芯片更大的温度梯度。热能通过热界面材料(thermal interface material,简称tim)从发热部件传导到散热器。
2、tim通常用于填充间隙，去除空气并改善两个表面之间的传热。材料抵抗热流的能力称为热阻。为了进一步减少两个表面之间的热阻，需要具有高导热性的新型tim材料。
3、目前，大多数tim由聚合物组成，这些材料的优点是伸长率高、应变大、加工性好、加工范围大，但这些材料的缺点是导热系数低于10w/mk，不能满足高性能微处理器日益增长的散热需求。铟片由于其低熔点(156℃),以及高达82w/mk的导热率，成为具有前途的候选tim。
4、在实际的封装应用中，铟片作为tim的实现涉及到额外的回流焊过程。在回流过程中，熔融态的铟片浸润了两个相邻部件的表面，随后铟片与芯片和铜盖上的金属层之间发生反应形成金属间化合物层(intermetallic compound,简称imc)，这就要求了芯片和散热铜盖上的金属层在实际应用时与铟片有较好的浸润性和可焊性。目前，最常用的金属镀层，是在芯片和散热铜盖上沉积金/镍双层金属镀层。但是，在实际应用中仍会出现孔隙率较高、覆盖率较低、溢出现象明显等缺陷现象，并且铟与金层之间形成的imc层表现出明
技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对现有技术存在的可靠性较低的缺陷提供一种可靠性较佳的芯片导热散热层及制备方法。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、本申请目的之一，提供了一种芯片导热散热层，其特征在于，包括发热单元、热界面材料层及散热单元；其中：
4、所述发热单元包括依次沉积在发热器件的导热层a和第一导热层b；
5、所述散热单元包括散热基体及沉积在所述散热基体的第二导热层b；
6、所述热界面材料层贴合于所述第一导热层b和所述第二导热层b之间。
7、在其中一些实施例中，所述导热层a可以选择一种镀层或多种镀层的叠加，所述导热层a的材料可选择钛、铜、铝中的任意一种。
8、在其中一些实施例中，所述导热层a的厚度在100-3000nm之间。
9、在其中一些实施例中，所述第一导热层b和所述第二导热层b的材料为镍和/或镍合金材料。
10、在其中一些实施例中，所述第一导热层b和所述第二导热层b的厚度为150nm-15μm。
11、在其中一些实施例中，所述热界面材料层可以选用铟、锡、镍合金和锡合金中的一种或多种。
12、在其中一些实施例中，所述发热单元还包括第一导热层c，所述第一导热层c沉积在所述第一导热层b的表面且所述热界面材料层与所述第一导热层c接触。
13、在其中一些实施例中，所述散热单元所述发热单元还包括第二导热层c，所述第二导热层c沉积在所述第二导热层b表面且所述热界面材料层与所述第二导热层c接触。
14、在其中一些实施例中，所述第一导热层c和所述第二导热层c的材料可以选择金或银中的至少一种，所述第一导热层c和所述第二导热层c的厚度为50-1000nm。
15、本申请目的之二，还提供了一种所述的芯片导热散热层的制备方法，包括下述步骤：
16、在发热器件上依次沉积导热层a和第一导热层b；
17、在散热基体上沉积第二导热层b；
18、将热界面材料层贴合于所述第一导热层b和所述第二导热层b之间。
19、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：
20、本申请提供的芯片导热散热层及制备方法，包括发热单元、热界面材料层及散热单元；其中：所述发热单元包括依次沉积在发热器件的导热层a和第一导热层b；所述散热单元包括散热基体及沉积在所述散热基体的第二导热层b；所述热界面材料层贴合于所述第一导热层b和所述第二导热层b之间，随后进行回流加热进行粘结使发热器件产生的热量能有效传递到散热基体散出，由于本申请采用的散热层结构，在回流加热后，热界面材料层浸润了两个相邻部件的表面，具有极高的覆盖率。随后热界面材料层与发热单元和散热单元的金属层之间发生反应，形成imc覆盖在表面，从而降低了接触面孔隙率，并且此过程无溢出。且发热器件和散热基体的金属镀层上可以不沉积金层，从而进一步减少成本并避免脆性较高的金铟化合物影响芯片封装整体的可靠性的情况。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种芯片导热散热层，其特征在于，包括发热单元、热界面材料层及散热单元；其中：
2.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述导热层A可以选择一种镀层或多种镀层的叠加，所述导热层A的材料可选择钛、铜、铝中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述导热层A的厚度在100-3000nm之间。
4.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述第一导热层B和所述第二导热层B的材料为镍和/或镍合金材料。
5.如权利要求1或4所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述第一导热层B和所述第二导热层B的厚度为150nm-15μm。
6.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述热界面材料层可以选用铟、锡、镍合金和锡合金中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述发热单元还包括第一导热层C，所述第一导热层C沉积在所述第一导热层B的表面且所述热界面材料层与所述第一导热层C接触。
8.如权利要求7所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述散热单元
9.如权利要求8所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述第一导热层C和所述第二导热层C的材料可以选择金或银中的至少一种，所述第一导热层C和所述第二导热层C的厚度为50-1000nm。
10.一种如权利要求1所述的芯片导热散热层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种芯片导热散热层，其特征在于，包括发热单元、热界面材料层及散热单元；其中：
2.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述导热层a可以选择一种镀层或多种镀层的叠加，所述导热层a的材料可选择钛、铜、铝中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述导热层a的厚度在100-3000nm之间。
4.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述第一导热层b和所述第二导热层b的材料为镍和/或镍合金材料。
5.如权利要求1或4所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述第一导热层b和所述第二导热层b的厚度为150nm-15μm。
6.如权利要求1所述的芯片导热散热层，其特征在于，所述热界面材料层可以选用铟...
【专利技术属性】
技术研发人员：余臻伟，吕瑞珏，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。