熱門專利組合—散熱材料技術專利組合

 

刊登日期:2019/8/5
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■ 低熱阻抗介面材料技術
為了因應未來5G以及IoT網通時代的來臨,電子產品往薄型化以及高功率方面設計,而熱介面材料在整體模組設計中扮演非常關鍵的角色。現有熱介面材料之樹脂組合物多以矽氧烷樹脂為主,再添加高導熱填充物如氧化鋁、氮化硼等陶瓷粉末以增進熱傳導率,再製成薄片、襯墊、帶狀或薄膜。為達到最佳的熱傳導值,導熱填充物的添加量通常會大於總組成之85 wt%,但隨著導熱填充物添加量提高,樹脂組合物的特性常難以顯現,因此熱介面材料除了有電子絕緣性不佳、柔軟性、機械強度、耐熱性特性不足問題外,無法整捲式的塗佈加工也大幅限制其用途。本專利組合開發兼具高熱傳導、高介電絕緣特性,以及可塗佈的樹脂組合物。
專利組合技術特色
① 聚醯胺亞醯胺(PAI)或聚亞醯胺(PI)導熱樹脂,其導熱係數較傳統導熱樹脂高出約1.3~2.3倍。除具備優異熱傳導特性,在製備熱介面材料時,僅需在此導熱樹脂中添加少量(約50%以下)的導熱粉體(例如陶瓷粉末)即可獲得具備高熱傳導特性的熱介面材料。
② 可硬化之環氧樹脂組成物,利用分子結構設計,導入芳香族環氧樹脂與脂環族環氧樹脂,並搭配特定結構的胺類,可提升微結構排列性,且兼具高導熱(0.3 W/mK以上)以及絕緣特性的環氧樹脂。
應用領域
功率元件/模組、智慧手機、LED散熱、電動車馬達封裝、網通設備

■ 金屬熱界面材料
構裝微電子如高亮度發光二極體、功率絕緣柵電晶體和中央處理器等,因高功率、高速化、小型化等發展趨勢,它所產生的熱流密度越來越高,若不使其運作溫度低於其最大接面溫度,將造成構裝微電子的性能劣化或構裝結構損壞。為解決此過熱問題,使用具有低界面熱阻(或稱熱阻抗,Thermal Impedance)之熱界面材料,提高構裝微電子的散熱性能,是一較具成本效益的方案。然而,使用金屬熱界面材料來提升構裝微電子的散熱性能,對於如何抑制其熔解液相流動至熱界面邊緣並聚集成為造成溢漏之珠狀液滴,是電子散熱的重要課題。由於低熔點合金之金屬熱界面材料的熔解液相溢流出熱界面,會引發周邊電路短路風險,本專利組合將解決熱界面材料應用上之障礙。
專利組合技術特色
① 結合低熔點合金的熔解潛熱以吸收大量熱能的特性,以及鏤空結構的阻漏功能,使成為一低熱阻抗、高可靠性的熱界面材料,提升使用該鏤空金屬熱界面材料(Thermal Interface Material; TIM)的構裝微電子的運作性能與可靠性,且其厚度不大於0.04 mm。
② 利用厚度不大於0.04 mm、熔解溫度介於55˚C至85˚C間,不含鉛、鎘之低熔點合金箔片作為散熱模組之熱界面材料,可防止熔融低熔點合金熱界面材料的液相溢漏出熱界面。
應用領域
半導體發熱晶片至散熱器之所有導熱界面應用,包含裸晶片和封裝均熱片間之第一階熱界面和封裝晶片之均熱片和散熱器間之第二階熱界面

專利洽詢:材料與化工研究所智權加值推廣室
趙弘儒 電話:03-5913737 、E-mail: kevin_chao@itri.org.tw
康靜怡 電話:03-5916928 、E-mail: kang@itri.org.tw


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