散熱結(jié)構(gòu)體及其制造方法以及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及散熱結(jié)構(gòu)體及其制造方法以及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于服務器、個人電腦的CPU (Central Processing Unit:中央處理裝置)等的電子部件中，需要將由半導體元件產(chǎn)生的熱有效地散熱。因此，這些電子部件具有在半導體元件的正上方配置有散熱器的結(jié)構(gòu)，該散熱器由銅等具有高熱傳導性的材料構(gòu)成。
[0003]此時，由于在發(fā)熱源和散熱器的表面存在微細的凹凸，因此，即使使其相互直接接觸也不能得到充分的接觸面積，接觸界面成為大的熱阻抗，不能進行有效地散熱。因此，以減少接觸熱阻抗作為目的，將發(fā)熱源和散熱器介由熱界面材料(TIM)進行連接。
[0004]基于這一目的，對于熱界面材料，要求其自身為具有高的熱傳導率的材料，此外，還要求對發(fā)熱源和散熱器表面的微細的凹凸能以大面積接觸的特性。
[0005]以往，作為熱界面材料，使用散熱油脂、相變材料(PCM)、銦等。這些材料作為散熱材料使用的主要特點之一是其在電子機器的耐熱溫度以下具有流動性，因此對于微細的凹凸能夠得到大的接觸面積。
[0006]但是，散熱油脂、相變材料的熱傳導率為lW/m.K?5W/m.K，比較低。而且，銦是稀有金屬，此外由于ΙΤ0的原因其需要大幅增加，價格抖升，因此期望更廉價的代替材料。
[0007]在這樣的背景下，以碳納米管為代表的碳元素的線狀結(jié)構(gòu)體受到注目。碳納米管不僅在長方向上具有非常高的熱傳導度(1500W/m.K?3000W/m.K)，而且是柔軟性、耐熱性優(yōu)異的材料且作為散熱材料具有高的散熱能。
[0008]作為使用碳納米管的散熱結(jié)構(gòu)體，已提出了在樹脂中分散碳納米管的散熱結(jié)構(gòu)體以及將基板上取向生長的碳納米管束埋入樹脂等的散熱結(jié)構(gòu)體。
[0009]應予說明，作為本申請發(fā)明的【背景技術(shù)】包括以下文獻。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開2006-295120號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2007-9213號公報
[0014]專利文獻3:日本特開2012-199335號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]但是，以往的熱傳導片中，有時不能充分發(fā)揮碳納米管具有的高的熱傳導性。
[0016]本發(fā)明的目的在于提供熱傳導性良好的散熱結(jié)構(gòu)體及其制造方法以及使用該散熱結(jié)構(gòu)體的電子裝置。
[0017]本發(fā)明的一個方面提供一種散熱結(jié)構(gòu)體，其特征在于，具有多個碳元素線狀結(jié)構(gòu)體和覆蓋層，其中，上述線狀結(jié)構(gòu)體的至少一側(cè)端部彎曲，上述覆蓋層在所述線狀結(jié)構(gòu)體的表面形成，覆蓋上述線狀結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端部的部分的厚度為上述線狀結(jié)構(gòu)體可塑性變形的厚度。
[0018]本發(fā)明的其他方面提供一種散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于:具有以下工序:在基板上形成多個碳元素線狀結(jié)構(gòu)體的工序，使上述多個線狀結(jié)構(gòu)體的前端部彎曲的工序，利用原子層沉積法，在上述線狀結(jié)構(gòu)體的表面形成覆蓋層的工序，其中，上述覆蓋層覆蓋所述線狀結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端部的部分的厚度是上述線狀結(jié)構(gòu)體可塑性變形的厚度。
[0019]本發(fā)明另一方面提供一種電子裝置，其特征在于，具有發(fā)熱體、散熱體和散熱結(jié)構(gòu)體，上述散熱結(jié)構(gòu)體具有多個碳元素線狀結(jié)構(gòu)體和覆蓋層，其中，上述線狀結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端部彎曲，所述覆蓋層在上述線狀結(jié)構(gòu)體的表面形成，覆蓋上述線狀結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端部的部分的厚度為上述線狀結(jié)構(gòu)體可塑性變形的厚度，上述線狀結(jié)構(gòu)體的上述另一側(cè)端部是彎曲的，上述多個線狀結(jié)構(gòu)體彎曲的上述一側(cè)端部的側(cè)面的一部分與上述發(fā)熱體和上述散熱體的一個接觸，上述多個線狀結(jié)構(gòu)體彎曲的上述另一側(cè)端部的側(cè)面的一部分與上述發(fā)熱體和上述散熱體的另一個接觸。
[0020]根據(jù)公開的散熱結(jié)構(gòu)體，碳元素線狀結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端部彎曲，在線狀結(jié)構(gòu)體的表面形成的覆蓋層中覆蓋線狀結(jié)構(gòu)體的另一側(cè)端部的部分的厚度設定為線狀結(jié)構(gòu)體可塑性變形的厚度。因此，能夠?qū)⒕€狀結(jié)構(gòu)體另一側(cè)端部彎曲。因此，能夠?qū)⒕€狀結(jié)構(gòu)體的一側(cè)端部、另一側(cè)端部的側(cè)面與發(fā)熱體或散熱體以線接觸的形式接觸。而且，線狀結(jié)構(gòu)體彎曲的一側(cè)端部、另一側(cè)端部容易追隨變形。因此，能夠抑制不與發(fā)熱體或散熱體接觸的線狀結(jié)構(gòu)體的產(chǎn)生。因此，能夠提供可實現(xiàn)良好的熱傳導性的散熱結(jié)構(gòu)體。
【附圖說明】
[0021]圖1:圖1是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的例子的截面圖。
[0022]圖2:圖2是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體其他例子的截面圖。
[0023]圖3:圖3是表不一個實施方式中電子裝置的截面圖。
[0024]圖4:圖4是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的例子的工序截面圖(其 1)。
[0025]圖5:圖5是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的例子的工序截面圖(其 2)。
[0026]圖6:圖6是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的例子的工序截面圖(其 3)。
[0027]圖7:圖7是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的例子的工序截面圖(其 4)。
[0028]圖8:圖8是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的其他的例子的截面圖(其 1)。
[0029]圖9:圖9是表示一個實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的制造方法的其他例子的截面圖(其 2)。
[0030]圖10:圖10是表示使碳納米管的前端部彎曲的狀態(tài)的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0031]圖11:圖11是表示在碳納米管的表面形成覆蓋層的狀態(tài)的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0032]圖12:圖12是表示與圖11的測定位置P1、P2對應的擴大的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0033]圖13:圖13是表示與圖11的測定位置P3、P4對應的擴大的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0034]圖14:圖14是表示與圖11的測定位置P5對應的擴大的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0035]圖15:圖15是表示使碳納米管的根底部彎曲的狀態(tài)的掃描型電子顯微鏡照片的圖。
[0036]圖16:圖16是表不待機時間的長度與彎曲位置的關(guān)系的圖。
[0037]圖17:圖17是表示一個實施方式中電子裝置的制造方法的例子的工序截面圖(其 1)。
[0038]圖18:圖18是表示一個實施方式中電子裝置的制造方法的例子的工序截面圖(其 2)。
[0039]圖19:圖19是表示一個實施方式中電子裝置的制造方法的其他例子的工序截面圖。
【具體實施方式】
[0040]以往的熱傳導片是使碳納米管的端面與發(fā)熱體或散熱體以點接觸的形式接觸的結(jié)構(gòu)。
[0041]因此，不容易使碳納米管的端面與發(fā)熱體或散熱體可靠地接觸，存在生成端面不與發(fā)熱體或散熱體接觸的碳納米管的情況。
[0042]產(chǎn)生發(fā)熱體或散熱體不與碳納米管接觸的部位時，熱傳導性降低，由發(fā)熱體產(chǎn)生的熱不能有效地被散熱。
[0043][一個實施方式]
[0044]使用圖1?圖15，對一個實施方式中的散熱結(jié)構(gòu)體及其制造方法以及使用該散熱結(jié)構(gòu)體的電子裝置及其制造方法進行說明。
[0045](散熱結(jié)構(gòu)體)
[0046]首先，對本實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體使用圖1進行說明。圖1是表示本實施方式的散熱結(jié)構(gòu)體的例子的截面圖。
[0047]如圖1所示，本實施方式中散熱結(jié)構(gòu)體(散熱部材、散熱材料、散熱片、熱傳導片)10具有多個碳元素線狀結(jié)構(gòu)體(碳納米管)12。多個碳納米管12相互隔開間隔而形成。
[0048]碳納米管12可以是單層碳納米管，也可以是多層碳納米管。此處，例如，形成多層碳納米管12。
[0049]對一個多層碳納米管12含有的碳納米管的層數(shù)沒有特別限制，例如為3?6左右。例如一個多層碳納米管12含有的碳納米管的層數(shù)的平均值為4左右。碳納米管12的直徑?jīng)]有特別限制，例如為10?20nm左右。碳納米管12的直徑的平均值例如為15nm左右。碳納米管12的長度沒有特別限制，例如為50?200 μ m左右。碳納米管12的面密度沒有特別限制，從獲得充分的熱傳導性的角度出發(fā)，優(yōu)選為1X101(:個/cm2以上。此處，將碳納米管12的面密度設置為例如1X1011個/cm2左右。
[0050]多個碳納米管12的前端部14彎曲。
[0051]應予說明，碳納米管的前端部是與碳納米管在基板上生長時位于基板側(cè)的部分相對側(cè)的部分。將碳納米管在基板上生長時，將位于基板側(cè)的部分稱為根底部。
[0052]在多個碳納米管12的表面形成覆蓋層(被膜、涂層)16。上述覆蓋層16，以覆蓋多個碳納米管12的表面的方式形成。通過在碳納米管12