[發明專利]用在芯片堆疊中的熱界面材料

有效

• 申請號: 201310416873.6
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103681517A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: G.K.巴特利;C.L.約翰遜;J.E.凱利三世;J.庫奇斯基;D.R.莫特施曼;A.K.辛哈;K.A.斯普利特斯托瑟;T.J.托菲爾
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/98
• 分類號: H01L21/98;H01L23/373;H01L21/48;H01L25/065;H01L23/367
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

1.一種用于增強對半導體芯片的芯片堆疊冷卻的方法，包括：

在第一側制成具有電路的第一芯片；

制成通過連接器格柵以電氣方式和機械方式耦接到所述第一芯片的第二芯片；以及

將熱界面材料墊板放置在所述第一芯片和所述第二芯片之間，其中，所述熱界面材料墊板包括平行于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維以及垂直于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述平行于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維將熱量從所述第一芯片和所述第二芯片抽吸至所述熱界面材料墊板的邊緣，所述垂直于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維在所述第一芯片和所述第二芯片的配合面之間生成豎直熱傳送通道。

3.如權利要求2所述的方法，其中，通過局部加熱熱界面材料墊板中的一區域并使用磁性掩膜在加熱區域中垂直于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列納米纖維而生成豎直熱傳送塊。

4.如權利要求2所述的方法，其中，通過將具有沿熱界面材料長軸排列的納米纖維的熱界面材料切割成片并將熱界面材料的片組裝為熱界面材料墊板而生成豎直熱傳送塊。

5.如權利要求2所述的方法，其中，所述納米纖維布置成使熱界面材料墊板的兩個相對側在平行于熱界面材料墊板的側的第一方向上傳導熱量，而另兩個相對側在垂直于第一方向且仍平行于熱界面材料墊板側的第二方向上傳導熱量。

6.如權利要求2所述的方法，其中，所述熱界面材料墊板中的納米纖維布置成納米纖維均垂直于所述熱界面材料墊板的最靠近納米纖維一端的邊緣。

7.如權利要求1所述的方法，其中，所述納米纖維是納米管。

8.一種制成增強的熱界面材料墊板的方法，所述熱界面材料墊板用來冷卻半導體芯片的芯片堆疊，所述方法包括：

將熱界面材料熔化；

將納米纖維分散在熱界面材料中；

制成所述增強的熱界面材料墊板，其中，所述增強的熱界面材料墊板包括納米纖維，所述納米纖維布置成使熱界面材料墊板的兩個相對側在平行于熱界面材料墊板的側的第一方向上以及垂直于熱界面材料墊板的側的第二方向上傳導熱量。

9.如權利要求8所述的方法，其中，所述制成增強的熱界面材料墊板包括將納米纖維布置成在平行于熱界面材料墊板的側且垂直于所述第一方向的第三方向上傳導熱量。

10.如權利要求8所述的方法，其中，所述制成增強的熱界面材料墊板還包括：

施加足夠強度的磁場以彼此平行地排列熱界面材料中的納米纖維；

將熱界面材料澆鑄進片料模具；

將熱界面材料切割成墊板；以及

將熱界面材料的片組裝成增強的熱界面材料墊板。

11.如權利要求8所述的方法，其中，所述制成增強的熱界面材料墊板還包括：

施加足夠強度的磁場以彼此平行地排列熱界面材料中的納米纖維；

將熱界面材料澆鑄進片料模具；

將熱界面材料切割成增強的熱界面材料墊板的期望覆蓋區域；

加熱增強的熱界面材料墊板中的局部區域；以及

使用磁性掩膜在垂直于熱界面材料墊板的側的第二方向上排列納米纖維。

12.如權利要求8所述的方法，其中，所述納米纖維是納米管。

13.如權利要求8所述的方法，其中，所述納米纖維沿纖維的傳導軸線排列。

14.如權利要求8所述的方法，其中，所述熱界面材料中的納米纖維占的重量百分比大約為5%。

15.一種具有增強的冷卻的半導體芯片的芯片堆疊，包括：

位于第一側的具有電路的第一芯片；

第二芯片，通過連接器格柵以電氣方式和機械方式耦接至所述第一芯片；以及

熱界面材料墊板，放置在所述第一芯片和所述第二芯片之間，其中，所述熱界面材料墊板包括平行于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維和垂直于所述第一芯片和所述第二芯片的配合面排列的納米纖維。