导热和导电的互连结构制造技术

一种能够操作以放置在第一主体和第二主体之间的互连结构，其中所述互连结构包括能够操作以与所述第一主体并列的第一表面、能够操作以与所述第二主体并列的第二表面、以及限定在所述第一表面和所述第二表面之间的厚度维度。所述互连结构包括第一导热材料和第二导热材料，其中第二导热材料以一种或更多种不同的结构形成，所述结构形成穿过厚度维度的所述第二材料的至少一条大体上连续的路径。所述互连结构显示沿着厚度轴的低于约１００ｐｓｉ的压缩模量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于与电子组件有关的方面的接口材料和结构，更具体地涉及互连结 构，该互连结构用于与诸如印刷电路板(PCB)、集成电路(IC)、中央处理器(CPU)等有关的 方面的产热电子设备，以及用于耦接这些产热电子设备来隔离诸如热沉的主体。
技术介绍
随着从产热电子设备散热的需求的增大，已经发现热接口材料和结构应用相应地 增加。由于用于制造各种产品的电子组件尺寸越来越小且容量越来越大，其每单位面积上 的产热急剧增加。因为在高温环境下许多电子组件会损失效率和性能，采用有利于从各产 热电子组件自身和周围移除热能的材料和结构变得十分必要。在很多应用中，采用诸如热沉或者散热片(heat spreader)的散热器来提高从产 热电子组件移除热能的速率。这些散热器是导热的，且典型地提供相对高容量的热交换接 口。举个例子，散热片可以被热耦接至产热电子组件，并被放置在由冷却风扇驱动的移动空 气流的路径中，或者可以和具有更大热容量的另一流体(例如水)热接触，以便向热负荷流 体(heat loading fluid)散发热能。在某些循环中，散热片具有较大的表面积以增加与如 前所述的热负荷流体的可能接触面积。在通过使用散热器移除热能时会遇到的问题是，如何在产热电子组件和散热器之 间获得良好的热耦接。例如，产热电子组件和散热器的各自的接触面可能是不平整的，从而 阻止了彼此之间的连续接触。如果无法获得两个接触面之间的接触，那么由于以两个接触 面之间的空隙形式引入了额外的热边界，并且其中该空隙的热导率可能比散热器材料的热 导率低，因此，热转移效率急剧下降。目前已经实施过各种解决方案来试图克服这个问题，包括在产热电子组件和散热 器之间放置导热接口材料以最小化或者消除产热电子组件和散热器之间的空隙。热接口材 料具有多种不同的形式，例如油脂、蜡、膏、胶状物、垫、粘合剂等等。传统的热接口材料典型 地包含聚合物物质，当其以块体形式被放置在施加的压力下和可能的高温环境下，至少能 有点与表面整合(conformable)。在某些应用中，这种整合物质可以是硅油或者其他聚合物 材料。为了填补各个热转移表面中的任何表面不平整以使从产热电子组件到热接口材料以 及随后从热接口材料到散热器的热转移效率最大化，热接口材料的整合性方面很重要。任 何可能存在于热接口材料和产热电子组件的各个表面以及散热器之间的空隙都引入额外 的热边界，这将降低热转移速率。尽管已经开发了各种热接口材料和结构来从产热电子组件移除热能，已经发现接 口材料和结构在作为两个主体之间的导电体时可以是额外有用的。当然，在传统领域里也 发现了很多导电连接装置。然而，这些装置典型地不是充分整合的，并且导热不足以提供所 预期的热导率和热转移特性。因此，本专利技术的一个主要目的就是提供互连结构，该互连结构是导热和导电的，并 且也是充分整合以对于作为热和电互连结构有用。本专利技术的另一目的是提供互连结构，该互连结构沿至少一个指定方向的热导率和 电导率超过至少最小阈值，该方向连接第一主体至第二主体。本专利技术的又一目的是提供放置在第一主体和第二主体之间的导热和导电的互连 结构，该互连结构表现出充分的整合性以使得第一主体和第二主体之间热能和电能的转移 达到预期的效率。
技术实现思路
借助于本专利技术，可以通过两个主体之间的接口有效地转移热能和电能。通过布置 的充分整合的互连结构便利电能和热能的传输，以使两个主体之间的热能和电能的转移能 达到预期的效率。因而，互连结构可以具有多种应用，包括产热电子组件与各自的散热器之 间的连接。在一个实施例中，本专利技术的互连结构包括能够操作以与所述第一主体并列的第一 表面和能够操作以与所述第二主体并列的第二表面，其中互连结构的厚度维度限定在所述 第一表面和所述第二表面之间。该互连结构包括热导率至少约0. 5ff/m ·Κ的第一材料和电 阻低于约10000欧姆的第二材料。该第二材料可以以一种或更多种不同的结构形成，该结 构形成穿过所述厚度维度的所述第二材料的至少一条大体上连续的路径。该互连结构具有 沿着厚度轴的低于约IOOpsi的压缩模量。在某些实施例中，第一材料可以是聚合物基体，并可以填充有重量在大约5%至大 约95%之间的导热颗粒。所述第一材料的至少一部分被放置为连续穿过所述厚度维度。在某些实施例中，在互连结构中可以提供多个结构，其中每个所述结构穿过厚度 维度连续延伸。这些结构也可以大体上相互平行并被第一材料分隔。一种用于从第一主体向第二主体转移热能和电能的方法，可以包括提供互连结 构，该互连结构包括第一表面、第二表面和限定在所述第一表面和第二表面之间的厚度维 度。该互连结构的第一材料可以具有至少约0. 5ff/m · K的热导率，第二材料具有低于约 10000欧姆的电阻。第二材料可以以一种或更多种不同的结构形成，这些结构形成穿过所述 厚度维度的所述第二材料的至少一条大体上连续的路径。该互连结构优选地还显示沿着厚 度轴的低于约IOOpsi的压缩模量。用于转移热能和电能的方法还包括在所述第一主体和 所述第二主体之间放置所述互连结构，使得所述第一表面与所述第一主体热接触以及电接 触，并且使得所述第二表面与所述第二主体热接触以及电接触。附图说明图1是包含互连结构的电子组件布置的侧视图；图2是互连结构的透视图；图3是互连结构的透视图；以及图4是互连结构的透视图。具体实施例方式现在将参照表示本专利技术各种可能配置的附图，以具体实施方式来描述上文列举的 目的和优点以及本专利技术的其他目的、特征和进展。本专利技术的其他实施方式和方面被认为处5于本领域普通技术人员的掌握之中。现在将结合附图来进行描述，首先参考图1，示出了互连结构10被放置在产热电 子组件12和散热器14之间的电子组件布置。举例来说，电子组件12可以是置于基板24 上的中央处理单元22，其中，散热器14用于移开处理器22产生的多余热能。在某些实施例 中，散热器14可为热沉或者散热片，其包括用于将热能散发至空气中和/或其他与其接触 的流体的多个鳍片(fin)32。鳍片32大大增加了与流体介质进行热传导的可能的表面积。图1示出的布置例示作为电子组件12和散热器14之间的接口的互连结构10。作 为接口为了使越过接口的能量输运的效率最大化，互连结构10可以与处理器22的表面26 以及散热器14的表面34传导性接触。可以多种配置提供互连结构10，只要互连结构10至少在沿着和厚度维度“t”平行 的第一方向“ζ”上穿过其厚度维度“t”显示热导性和电导性。图2-图4示出了互连结构 10的示例布置，这些互连结构分别由附图标记210、310和410来进行标识。参考图2所示的实施例，互连结构210包括第一表面212以及通常与之相对的第 二表面214。互连结构210的厚度维度“t2”被限定在第一表面212和第二表面214之间。 尽管本专利技术的互连结构的厚度维度“ t2，，可以在很大程度上变化，但是厚度维度“ t，，通常在 约1到约20密耳之间的量级，在某些情况下，在约5到约10密耳之间的量级。然而，互连 结构的厚度维度“t”可按照要求或者需要来选定以满足应用的特定要求。在图2所示的实施例中，互连结构210包括第一导热材料216和导电结构218。如 前所述，导热材料216本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够操作以放置在第一主体和第二主体之间的互连结构，所述互连结构包括：（ａ）能够操作以与所述第一主体并列的第一表面；（ｂ）能够操作以与所述第二主体并列的第二表面；（ｃ）限定在所述第一表面和所述第二表面之间的厚度维度；（ｄ）第一材料，其热导率至少约０．５Ｗ／ｍ·Ｋ；（ｅ）第二材料，其电阻低于约１００００欧姆，所述第二材料以一种或更多种不同的结构形成，所述结构形成穿过所述厚度维度的所述第二材料的至少一条大体上连续的路径；以及（ｆ）沿着厚度轴的低于约１００ｐｓｉ的压缩模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R朱拉姆，S米斯拉，
申请(专利权)人：贝格斯公司，
类型：发明
国别省市：US