TWI285675B - Heat conductive grease and semiconductor device - Google Patents

Description

1285675 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種導熱膏及使用該導熱膏的電子裝置。 【先前技術】 為解決發熱電子元件的散熱問題，人們通常在發熱電子元件上部 設置散熱器等散熱元件，藉由該散熱元件之較大的散熱面積，將發熱 電子元件產生之熱量散發出去。 為使散熱元件能快速地將發熱電子元件產生之熱量散發出去，發 熱電子元件與散熱元件間需具有良好的熱傳遞，即發熱電子元件與散 熱元件間應具有較小的接觸熱阻，然而，由於生產條件及生產成本的 >限制，發熱電子元件與散熱元件之接觸面並非完全平整的表面，故兩 者貼合時，其接觸面無法完全接觸而存在空氣間隙，而空氣的導熱係 數很低，一般約為a〇25W/(m.°C)左右，嚴重影響整體之散熱效果，為 此，一般於散熱元件與發熱電子元件之間塗佈熱介面材料，以填補散 熱元件與發熱電子元件間的空氣間隙，減小介面熱阻，提昇散熱效果， 以保證發熱電子元件的正常運作。 在現有熱介面材料中，導熱膏由於具有較低的熱阻而被廣泛應 用’然而導熱膏在長期使用下會發生溢油現象，給電子元件的散熱造 成不良影響。 【發明内容】 ^發明以具體實施例說明一種可改善溢油現象的導熱膏及使用該 導熱膏的電子裝置。 一種導熱膏，可填充於一發熱電子元件與一用於對該發熱電子元 件散熱的散熱元件之間，該導熱膏包括佔8~11%質量百分比的基體及 填充於基體内的熱導填充物，該熱導填充物的質量佔導熱膏質量的 =〜92% ’該基體包括含有矽氫鍵的含氫有機聚矽氧烷及含氫聚有機矽 氧烷中至少一種，以及含有烯基的有機聚矽氧烷。 該導熱膏利用含有矽氫鍵的含氫有機聚矽氧烷、含氫聚有機矽氧 1285675 烷及含有烯基的有機聚矽氧烷作為基體，該三種物質在催化劑的作用 下可發生反應，生成交聯成網狀的交聯產物，該交聯產物可降低該導 熱貧在咼溫下的流動現象，並可改善導熱膏的溢油問題。 【實施方式】 下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步說明。

如第一圖所示，該使用導熱膏的電子裝置10包括一設於電路板u 上的發熱電子元件12、一用於對該發熱電子元件12散熱的散熱元件 13及填充於發熱電子元件12與散熱元件13間之導熱膏14。該散熱元 件13包括一基板131及設於基板131上的複數散熱鰭片133。該散熱 元件13藉由一固定元件15固定至電路板^上，並向下按壓該導熱膏 14 ’使該導熱膏14充分填充於發熱電子元件12與散熱元件13之基板 131間的空隙内，降低該發熱電子元件12與散熱元件13的接觸熱阻， 使該發熱電子元件12與該散熱元件13間存在良好的熱傳遞。 該導熱膏具有較小的熱阻，包括基體及填充於基體内的熱導填充 物。 基體的質量約佔導熱膏總質量的8~11%，該基體包括含氫有機聚 石夕氧烧（organo-hydrogenpolysiloxane)、含氫聚有機石夕氧院 &〇17〇1^11〇117(11：(^118〖1〇^116)及有機聚發氧烧(〇职11(^〇1)^1〇\〇116)〇其 中’含氫有機聚矽氧烷之結構式可為： 〒3 CH3 — Si一〇_ CH3 一 Η 1 — ch3 1 1 --Si-〇 - 1 • Si-〇 CH3 1— 一 a 1 0¾ ch3 -Si- b 上，結構式中，a〇i<a/(a+b)<0.4，該含氫有機聚矽氧烷包括至少 一個矽氫基(Si-H group)，該H原子位於含氫有機聚矽氧烷之結構式的 側鍵上。 含氫聚有機矽氧烷之結構式為： 1285675 f f H-Si-O-Si-CCUt), Ο Θ 1 l 嘯务§卜|| I 擊 Me He CI>

Ub Me 〇 〇 V Η-Si 令S*-H 1 ! Me Me ^ ^ Me 紐-p-O-’l -(¾令(版》3 -g i 一^^ ai> 0 o Hh-Si，0—Si，H 1 Im m o (鼴> (注：Me為曱基） ’ μ ^ 包㈣三财氮鍵 有機聚矽氧烷之結構式可為 CH=：CH2 Me

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Sr 口 Si ~ Me Π· Me m Me ，中’m大於或等於2 ’使該有機聚魏烧包含至少兩個 ίίΐίΐ基(alkenyl grcup) °m可進行合理的取值，使該有機 r所人ϋ時的枯度為50〜5〇〇〇cps，並使該導熱膏中有機聚魏 的個數與含氯有機聚石夕氧貌及含氫聚有機石夕氧烧中石夕 ίίΓ〃德’制使該錢妙她可與含有魏鍵的含氫 生触•狀應，《交聯成 熱導填充物的質量約佔導熱貧總質量的89〜92%，該熱導填充物包 1285675 括平均粒徑為1〜5μιη的紹粉與平均粒徑為〇1〜1μχη的氧化辞粉末至少 其中一種，當該熱導填充物為鋁粉與氧化鋅粉末的混合物時，它們的 質量比為1:1〜10:1。 該基體内還填充有佔有機聚矽氧烷質量的百萬分之01〜500的催 化劑(catalyst)，該催化劑用於提昇有機聚矽氧烷中的烯基與含氫有機聚 矽氧烷、含氫聚有機矽氧烷中的矽氫鍵間加成反應的速度。該催化劑 包括顧(platinum)或始的化合物(platinum compound)中至少一種，該銘的 化合物可為氯鉑氫酸(chloroplatinic acid)、烯烴鉑錯合物(platinum-olefin complexes)、乙醇始錯合物(platinum-alcoholcomplexes)等。

該導熱膏利用含氫有機聚矽氧烷、含氫聚有機矽氧烷及有機聚矽 氧烷作為基體，該有機聚矽氧烷中的烯基在催化劑的作用下可與含氫 有機聚矽氧烷及含氫聚有機矽氧烷中的矽氫鍵反應，將有機聚矽氧 -烷、含氫有機聚矽氧烷及含氫聚有機矽氧烷連接起來，生成交聯成網 狀的交聯產物，該交聯產物呈網狀結構，可降低該導熱膏在高溫下的 ' 流動現象，並可改善導熱膏的溢油(bleeding)問題。 可以理解地，該含氳有機聚矽氧烷、含氫聚有機矽氧烷及有機聚 矽氧烷中的甲基可替換為烷基、芳基、芳烷基、烯基等烃基，且該等 烃基中之氫原子可被鹵素取代，而形成齒代烃基。該基體中包含含氫 有機聚矽氧烷與含氫聚有機矽氧烷中任一種及有機聚矽氧烷亦可改善 導熱膏的溢油問題。 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明電子裝置的示意圖。 【主要元件符號說明】 電子裝置 10 電路板 11 發熱電子元件 12 散熱元件 13 基板 131 散熱鰭片 133 導熱膏 14 固定元件 15 9 ⑧

Claims (1)

1285675 、申請專利範圍： 1· 2. 3· 4. -種導熱膏，包括佔8〜11%質量百分比的基體及填充於基體_熱導填 充物，該熱V填充物的貝里佔導熱膏質量的89〜92%，該基體包括含有 矽氫鍵的含氫有機聚矽氧烷及含氩聚有機矽氧烷中至少一種，及含有烯 基的有機聚矽氧烷。 如申請專利範圍第1項所述之導熱膏，其中該有機聚矽氧烷在25<t時的 枯度為50〜5000 cps。 如申請專纖圍第1柄述之導齡，其帽有機聚⑪魏巾烯基的個 數與含氫有機聚矽氧烷及含氫聚有機矽氧烷中矽氫鍵的個數比為个U。 如申請專利範圍第1項所述之導熱膏，其中該含氫有機聚矽氧烷之結構 式為： ch3 —Si— ch3 H " I ch3 1 0- l 一 Si-〇 - | 一 1 -Si--〇 1 0¾ a 0¾ ch3 -广 ch3 ch3 上述結構式中，001<a/(a+b)<04。 5.如申請專利範圍第丨項所述之導熱膏，其中該含氫聚有機矽 式為下列三種中至少其中一種： 構 0 iβ _丨ϋρ{0丨Μ fr& ei i 0 H 0 •'R Me H*4卜O-L - (€霞山-〇-弧令一巧货 0 0 f I H-S 卜 CHS 卜H I Me or) k He Me Me Uhl i 夺 ii —!〜C 令(CH2 > 8 -S M_e) ^ 0 <0D H-Si-O-Si-H I ! Me Mb 1285675 6·如申請專利範圍第1項所述之導熱膏，其中該熱導填充物包括鋁粉與氧 化鋅粉末至少其中一種。 7·如申請專利範圍第6項所述之導熱膏，其中該鋁粉的平均粒徑為1〜5叫。 8·如申請專利範圍第6項所述之導熱膏，其中該氧化鋅粉末的平均粒徑為 〇·1 〜Ιμιη 〇 9·如申請專利範圍第6項所述之導熱膏，其中該鋁粉與氧化鋅粉末的質量 比為1:1〜10:1。 10·如申請專利範圍第1項所述之導熱膏，還包括佔有機聚矽氧烷質量的百 萬分之0·1〜500的催化劑。 11·如申請專利範圍第10項所述之導熱膏，其中該催化劑包括鉑或鉑的化合 -物中至少一種。 12·如申請專利範圍第11項所述之導熱膏，其中該鉑的化合物為氯鉑氫酸、 烯烴鉑錯合物或乙醇鉑錯合物。 13·—種使用如申請專利範圍第1至ι2項中任一項所述之導熱膏的電子裝 置’包括一發熱電子元件、一用於對該發熱電子元件散熱的散熱元件， 所述導熱膏填充於該發熱電子元件與散熱元件之間。 ⑧