[發(fā)明專利]用于集成電路(IC)芯片的散熱結構設計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280058629.0
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN103959462B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設計）人: S·S·安克雷迪;D·W·科普蘭德
• 申請（專利權）人: 甲骨文國際公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/44
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 馮玉清

技術領域

所公開的實施例涉及集成電路(IC)冷卻機構。更特別地，所公開的實施例涉及用于IC芯片的散熱結構設計。

背景技術

計算機系統(tǒng)(諸如服務器)中的IC芯片的功率和速度的驚人增長導致對除去在系統(tǒng)操作過程中由這些IC芯片生成的熱量的更大挑戰(zhàn)。為了散熱，有些芯片冷卻技術把IC芯片置于與空氣冷卻的熱沉接界的有蓋封裝中。其它芯片冷卻技術通過減小芯片表面和熱沉之間的熱阻來對散熱路徑(也稱為“熱路徑”)提供進一步的改進。例如，有些技術利用液體冷卻的冷軋板代替空氣冷卻的熱沉。其它技術嘗試通過消除芯片表面和熱沉之間的任何材料來減小熱阻。

單獨來說，已經提出了可以讓冷卻劑與硅表面直接接觸的直接液體冷卻技術。為了避免與這些技術相關聯(lián)的電短路問題，可以使用電介質流體作為冷卻劑。但是，有限的芯片表面積會限制可以被冷卻劑有效除去的熱量，而且還會遭受使冷卻劑過熱和沸騰的風險。結果，這種風險限制了IC芯片的有效操作功率。

因此，需要一種沒有上述問題的IC芯片冷卻機構。

發(fā)明內容

所描述的實施例提供了一種用于冷卻集成電路(IC)管芯的裝置。該裝置包括涂覆在IC管芯的表面上的粘合劑層，其中所述粘合劑層，優(yōu)選地是焊料，具有高的熱導率。該裝置還包括粘附到粘合劑層上的散熱結構。該散熱結構進一步包括基本上彼此機械隔離的一組分立的散熱元件。這組分立的散熱元件為IC管芯提供擴展的散熱表面。應注意，這組分立的散熱元件中每一個都具有高順應性，這允許粘合劑層足夠薄，由此減小粘合劑層的熱導率。

在一些實施例中，這組分立的散熱元件是散熱板/散熱鰭的二維(2D)陣列。

在一些實施例中，散熱板陣列中的板基本彼此相同。

在一些實施例中，散熱板陣列中的板基本沿相同方向取向。

在一些實施例中，散熱板陣列中的板取向為使得板的最大的面垂直于IC管芯的表面。

在一些實施例中，在與板的最大的面垂直的方向上板的厚度顯著小于板的與該最大的面相關聯(lián)的長度和高度。

在一些實施例中，板的寬度是1毫米的一部分。

在一些實施例中，在與IC管芯的表面平行的方向上板的長度在1毫米和10毫米之間。

在一些實施例中，在與IC管芯的表面垂直的方向上板的高度在0和10毫米之間。

在一些實施例中，在寬度方向上一行散熱板的節(jié)距(pitch)在0.1毫米和1毫米之間。

在一些實施例中，在寬度方向上一行散熱板通過位于遠離IC管芯的表面在散熱板的上角處的第一組連接梁而互連。

在一些實施例中，在長度方向上一列散熱板通過位于遠離IC管芯的表面在散熱板的上角處的第二組連接梁而互連。

在一些實施例中，在寬度方向上兩個相鄰散熱板之間的通道提供冷卻劑從其流過且同時直接接觸散熱板的相關面的路徑。

在一些實施例中，散熱板的陣列布置成使得更多散熱板置于IC管芯的表面上的發(fā)熱熱點附近。

在一些實施例中，粘合劑層具有至少10瓦特/米/℃的熱導率。

在一些實施例中，粘合劑層的厚度在10微米和50微米之間。

在一些實施例中，粘合劑層可以包括環(huán)氧樹脂層或焊料層。

附圖說明

圖1示出根據所述實施例的芯片封裝的側視圖。

圖2A示出根據所述實施例的散熱結構(部分示出)的頂視圖。

圖2B示出根據所述實施例的另一散熱結構(部分示出)的頂視圖。

圖2C示出根據所述實施例的又一散熱結構(部分示出)的頂視圖。

圖3A示出根據所述實施例的散熱結構(部分示出)的三維(3D)視圖。

圖3B示出根據所述實施例的另一散熱結構(部分示出)的3D視圖。

圖3C示出根據所述實施例的又一散熱結構(部分示出)的3D視圖。

圖3D示出根據所述實施例的單片式散熱結構(部分示出)的3D視圖。

圖4示出根據所述實施例的用于支承分立散熱結構的裝配固定裝置的剖切圖。

圖5呈現(xiàn)了根據所述實施例的框圖，示出了包括諸如圖1的芯片封裝100之類的芯片封裝的系統(tǒng)。

具體實施方式