[發(fā)明專利]柔順性針狀鰭片散熱器及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210500386.3
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103247583A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·P·卡里迪斯;M·D·舒爾茨
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L21/48;H01L23/473
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;陳姍姍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路封裝，具體涉及針狀鰭片散熱器及其構(gòu)造方法。

背景技術(shù)

對半導(dǎo)體器件進行冷卻通常需要使用相對厚的熱界面材料(TIM)來吸收散熱器和被冷卻的器件之間的表面光滑度差別。由于各種原因，這些材料以及將其插入系統(tǒng)中的工藝增加了熱阻并降低了系統(tǒng)可靠性。柔順性熱界面(CTI)散熱器通過可與芯片表面貼合的表面而避免了該問題。這種系統(tǒng)通常包括金屬彈簧層。這些系統(tǒng)是昂貴的。相關(guān)的柔順性針狀鰭片(CPF)散熱器包括通常結(jié)合內(nèi)置彈簧的硬性針構(gòu)成的底座。然而，尚沒有生產(chǎn)用于單芯片模塊(SCM)或多芯片模塊(MCM)的這類器件的可用工藝。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本原理，散熱器包括與熱源表面基本平行設(shè)置的多個層。這些層包括平面排列彼此間隔開的多個針部，其中這些層的針部被堆疊并粘合以形成相對于熱源沿橫向延伸的針狀鰭片以散熱。在針狀鰭片和機械負載之間設(shè)置至少一個柔順層。該至少一個柔順層提供柔順性，從而針狀鰭片在與熱源對接時適應(yīng)尺寸差別。

散熱器包括平面排列彼此間隔開的多個針部。針部導(dǎo)熱。鏈接連接多個針部中至少一組相鄰針部，以形成平面薄片，從而針部的寬度和鏈接的寬度之比配置為使得平面薄片是柔韌的。

用于形成柔順性散熱器的方法包括提供與熱源表面平行的多個層，其中每層包括平面排列彼此間隔開的多個針部，還包括可去除鏈接，可去除鏈接連接相鄰針部使得針部的寬度和鏈接的寬度之比配置為使得平面薄片是柔韌的；對準相鄰薄片的針部；以及粘合相鄰薄片的針部以形成粘合的薄片堆疊，其中針部形成從熱源橫向延伸的針狀鰭片柱以使負載散熱。

通過以下結(jié)合附圖對示例性實施例進行的詳細說明，這些以及其他特征和益處是顯而易見的。

附圖說明

本公開通過參考下面附圖在以下對優(yōu)選實施例的描述中提供細節(jié)，其中附圖中：

圖1是采用根據(jù)本原理的柔順性薄片的示例性散熱器系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中針狀鰭片位于外殼內(nèi)，沒有示出針部之間的鏈接；

圖2是圖1的細節(jié)A的放大視圖，更詳細地示出根據(jù)本原理的針部；

圖3是根據(jù)一個實施例的冷卻劑流外殼的頂視圖，其中去除了頂層并示出在剖面線B-B處所取的截面視圖，其描繪了外殼內(nèi)的針狀鰭片，未示出針部間的鏈接；

圖4是根據(jù)本原理的針狀鰭片位于外殼內(nèi)未顯示鏈接的示例性散熱器系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中外殼的一部分包括散熱器堆疊中的針部間的柔順薄片；

圖5是根據(jù)本原理的帶有柔順薄片的示例性散熱器系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中鏈接在散熱器堆疊的針部間；

圖6根據(jù)本原理的示例性散熱器系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中去除了鏈接并且示出兩個熱源器件；

圖7是根據(jù)一個示例實施例的單個散熱器薄片的頂視圖，顯示了鏈接圖案和手柄；

圖8是根據(jù)一個示例實施例的顯示了鏈接圖案的單個散熱器薄片的透視圖；

圖9是根據(jù)一個示例實施例的顯示了手柄的散熱器薄片堆疊的透視圖；以及

圖10是顯示用于制造根據(jù)示例實施例的散熱器堆疊的方法的框圖/流程圖。

具體實施方式

根據(jù)本原理，提供了針狀鰭片柔順性散熱器(PFCHS)。使用一個或多個針形成結(jié)構(gòu)所形成的薄片來形成散熱器。可以把包括這種針形成結(jié)構(gòu)的薄片的多個層堆疊起來以占據(jù)熱源和支撐結(jié)構(gòu)之間的空隙空間。這些層可包括柔順性元件，或者可設(shè)置在柔順性元件上，以提供柔順性并適應(yīng)需要橋接的不同高度或空隙距離。本實施例提供了一種便宜的制造工藝以及可定制的柔順裝配，用于支撐負載和/或接觸熱源，如芯片或其他電子元件。堆疊的薄片不限于單芯片模塊(SCM)或多芯片模塊(MCM)，而是可用于可受益于散熱器的任何熱源。

根據(jù)特別有用的實施例，通過一個接一個地堆疊包括柱形細針部的薄片來制造針狀鰭片柔順性散熱器(PFCHS)，而且，總體而言，堆疊采用薄的貼合性(conformable)界面薄片(例如外殼壁)。貼合性界面薄片貼合器件表面(例如熱源或附近的結(jié)構(gòu))。貼合性界面薄片可用作流動的冷卻劑的限制部分。存在貼合性界面薄片的情況下，基本單獨的柔順薄片或柔順層形成分布式彈簧，以提供或適應(yīng)柱形針狀鰭片上的機械負載。單獨柔順層可設(shè)置在外殼的頂層(貼合性界面薄片)和負載結(jié)構(gòu)之間，以提供從頂層到針狀鰭片的柔順負載。