[发明专利]用于微电子元件的电路小片级封装的热导性热塑性塑料

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于封装微电子组件的材料，且更具体地说，涉及一种用于封装此类组件的热导性塑料。

背景技术

在制造例如发光二极管(“LED”)等微电子元件产品中，由于包括为获得某些较小形状因素的美学作用而对电子元件进行小型化的总体趋势等许多原因，需要制造具有小尺寸的组件。然而，由于封装的较小尺寸的缘故，组件的散热特性受到降级，这可导致组件效能降级、性能不稳定、使用期限缩短和其它不良结果。所有这些问题均在此项技术中得到充分证明。因此，需要一种适合用于封装微电子元件的具有高热导率的材料。

此外，尤其是关于LED，所述行业中的趋势已经朝向增加LED的亮度。已经部分通过增加LED所消耗的功率来实现亮度增加。增加施加到LED的功率已经造成LED的操作温度增加，从而需要新的用于LED的热管理方法。因此，需要一种可用于LED封装的具有高热导率的材料。

一般来说，在物理和化学中存在这样一种众所周知的概念，即：材料随着周围温度增加而膨胀。不同材料根据所讨论的材料的物理性质而以不同速率膨胀。当将具有不同热膨胀率的两种不同材料彼此紧靠放置时，具有较高膨胀率的材料将倾向于推挤具有较低膨胀率的材料。在一些应用中，这种已知性质可能是非常有用的。然而，在封装微电子元件中，此热膨胀性质提出待克服的困难，因为如果相邻材料的热膨胀性质并非彼此紧密匹配，那么微电子装置可能在操作温度下由于材料分开而失效。因此，需要一种具有与易损包封电路的热膨胀率类似的热膨胀率的用于包封微电子装置的热导性材料。

发明内容

本发明通过提供一种可用作用于封装微电子装置的包封剂的热导性热塑性塑料来解决现有技术的问题。本申请案的本发明的优选材料基于改良等级的高温热塑性塑料，包括LCP、PPS、PEEK、聚酰亚胺、某些聚酰胺和可承受大多数较高功率LED所需的高温(无铅)回流温度的其它热塑性塑料。用以充当此添加剂的优选材料是六方氮化硼。通常用以实现所需性质的hBN填充量通常为20到70重量百分比，但更优选地为30到65重量百分比。

接着可使用注射模制技术将组合物熔化并将其注入到含有微电子元件的电路小片中，以将所述微电子元件包封在所述组合物内。

因此，本发明的目的是提供一种具有低热膨胀性质的用于包封微电子元件的组合物。

本发明的另一目的是提供一种热导性的用于包封微电子元件的组合物。

附图说明

参看以下描述内容、所附权利要求书和附图将能更好理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在附图中：

图1是包封在本发明的组合物中的示范性LED的透视图；和

图2是图1中所示的包封LED的俯视图。

具体实施方式

参看图1和图2，本发明通过提供一种可用作用于封装微电子装置(例如LED)的包封剂的热导性热塑性塑料来解决现有技术的问题。微电子装置12(例如图1和图2中所描绘的LED)可能通过使用此项技术中已知的注射模制技术来由热导性热塑性塑料14包封。

本申请案的本发明的优选材料基于改良等级的高温热塑性塑料，包括LCP、PPS、PEEK、聚酰亚胺、某些聚酰胺和可承受大多数较高功率LED所需的高温(无铅)回流温度的其它热塑性塑料。LCP和PPS是优选实施例，因为它们提供可处理性与高温效能的平衡。这些材料还具有能够用于注射模制工艺的附加优点。热导性受控膨胀模制树脂是通过将所述高温热塑性塑料与添加剂混合而制成的，其中所述添加剂具有内在高热导率，是电绝缘体，具有低或负的热膨胀系数，具有低于钢的硬度且在至少两个方向上具有合理的各向同性性质。用以充当此添加剂的优选材料是六方氮化硼。可添加其它材料，且所述其它材料可满足所列举的许多要求中的某些要求。只有六方氮化硼满足所有所述要求。可在聚合物化合物中包括许多其它添加剂，以确保一系列处理和效能要求。

本发明的基于LED封装设计中的功率和传导路径长度的理想热导率大于1.0W/mK，且优选地大于1.5W/mK，且更优选地大于2.0W/mK。本发明的基于其它组件的热膨胀的理想热膨胀系数小于20ppm/C，优选地小于15ppm/C，且更优选地小于10ppm/C。