[發明專利]具有可焊接熱界面結構的IC管芯和散熱器

在審

• 申請號: 202011528890.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN113451241A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: D·馬利克;J-Y·常;R·維斯瓦納思;E·博佐格-格拉耶利;A·A·穆罕默德
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L23/427;H01L25/16;H01L23/488
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李嘯;姜冰

本發明標題為“具有可焊接熱界面結構的IC管芯和散熱器”。具有可焊接熱結構的散熱器和/或IC管芯可以與焊料陣列熱互連組裝在一起。散熱器可包括非金屬材料和一個或多個金屬化表面，該金屬化表面適合于與被采用作為散熱器與IC管芯之間的熱界面材料的焊料合金接合。IC管芯可包括類似地適合于與包括焊料合金的熱互連接合的金屬化的背側表面。IC管芯和/或散熱器上的金屬化可包括多個可焊接結構。多芯片封裝可包括具有不同管芯厚度的多個IC管芯，這些不同管芯厚度通過IC管芯或散熱器的熱互連和/或可焊接結構中的z高度厚度變化來容適。

相關申請

本申請涉及具有代理案卷號為01.AC7952-US、具有標題為“IC DIE WITHSOLDERABLE THERMAL INTERFACE STRUCTURES FOR ASSEMBLIES INCLUDING SOLDER ARRAYTHERMAL INTERCONNECTS（用于包括焊料陣列熱互連的組裝件的具有可焊接熱界面結構的IC管芯）”并于2020年3月26日提交的美國專利申請。本申請還涉及具有代理案卷號為01.AC7955-US、具有標題為“IC DIE AND HEAT SPREADERS WITH SOLDERABLE THERMALINTERFACE Structures for Multi-chip Assemblies Including Solder Array ThermalInterconnects（用于包括焊料陣列熱互連的多芯片組裝件的具有可焊接熱界面結構的IC管芯和散熱器）”并于2020年3月26日提交的美國專利申請。

背景技術

在制造薄集成電路（IC）裝置封裝時，熱變形（warpage）可能是具有挑戰的。裝置和封裝材料之間的熱膨脹溫度系數（CTE）可能不同，這可導致熱變形的問題。缺少集成散熱器（IHS）的薄形狀因子封裝可經歷IC管芯、IHS和/或系統級散熱器或熱管之間的熱界面材料（TIM）的逐漸泵出（pump-out）。此類泵出可以歸因于管芯表面曲率隨著管芯在計算系統操作期間在冷階段和熱階段之間的循環而變化。隨著TIM被泵出，IC裝置的熱性能下降，從而限制了計算系統的性能和/或壽命。

IC裝置的熱性能在較大的TIM厚度的情況下也會下降。管芯厚度以及第一級互連（例如，焊料）高度的變化可以引起多芯片封裝（MCP）的相鄰管芯之間的階梯高度變化。通常，階梯高度變化由TIM來容適，從而導致TIM在較薄的IC管芯上比在較厚的IC管芯上更厚。

因此，可以解決這些問題中的一個或多個的IC管芯和散熱器結構在商業上將是有利的。

附圖說明

在附圖中，通過示例并非限制的方式示出了本文所描述的材料。為了說明的簡單和清楚，附圖中示出的元件不一定按比例繪制。例如，為清楚起見，一些元件的尺寸可能相對于其他元件被夸張。此外，在認為適當的地方，在附圖當中已經重復了附圖標記以指示相應或類似的元件。在附圖中：

圖1是示出根據一些實施例的在IC管芯表面和/或散熱器上制造熱互連結構并與焊料陣列TIM組裝的方法的流程圖；

圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E和圖2F示出了根據一些實施例的系統級IC裝置組裝件的分解等距視圖；

圖3A是示出根據一些實施例的在IC管芯表面上制造熱互連界面結構的方法的流程圖；

圖3B是示出根據一些實施例的向IC管芯表面上的熱互連界面結構應用焊料TIM的方法的流程圖；

圖4A示出了根據一些實施例的在圖3A和圖3B中的方法的實踐期間演變的熱互連界面結構的截面圖；

圖4B示出了根據一些實施例的在IC管芯表面上的熱互連界面結構的平面圖示；

圖5A示出了根據一些備選實施例的在圖3A和圖3B中的方法的實踐期間演變的熱互連界面結構的截面圖；

圖5B示出了根據一些備選實施例的在IC管芯表面上的熱互連界面結構的平面圖示；

圖6是示出根據一些備選實施例的在IC管芯上制造熱互連界面結構的方法的流程圖；