[發明專利]制造散熱片的方法和設備

無效

• 申請號: 97119600.1
• 申請日: 1997-09-29
• 公開（公告）號: CN1181630A
• 公開（公告）日: 1998-05-13
• 發明（設計）人: 萊昂·L·吳
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

本發明一般涉及到集成電路封裝件的冷卻，更具體地說是涉及到采用散熱片的冷卻。

集成電路工藝中諸如降低電路電壓和根據發熱而有選擇地修改電路工作之類的改善，已然有助于稍許減輕通常伴隨越來越高的電路密度和工作頻率而不斷提高的熱密度。盡管如此，集成電路的發熱仍然是很成問題的。本技術領域有很多改善IC冷卻的方法和器件，特別是涉及到采用散熱片。

使用散熱片來作IC冷卻有許多困難。困難之一是如何將一個小的相當易碎的IC固定到一個更大的相對更結實的散熱片上。熱處理通常被用來將IC固定于一個相對小的載體。在熱處理爐中要容納一個固定于IC或載體的相當大的散熱片，這可能延長工藝時間并引起困難的溫度控制問題。

因此，現有技術包括改善散熱片和IC之間或散熱片和IC與載體組合件之間的機械固定或接觸的熱導率，其中的固定或接觸可無需熱處理。例如，授予M.D.Rostoker等人的美國專利5,311,1300描述了一種散熱片，它在IC管心上方緊鄰處有一個平坦表面，其間帶有硅膠。管心安裝在其下方的襯底上。這種管心/散熱片固定的一個問題是鄰近于散熱片的管心的平面將不可避免地相對于散熱片的平坦表面稍有傾斜，導致熱導率下降。

授予L.R.Fox的美國專利5,184,211描述了一種安裝于襯底的散熱片，用襯底來支持管心。管心上方的散熱片用機械固定方法被向下拉向襯底以達到與管心的緊密接觸。在管心與襯底下方之間排列一個柔性墊層。用墊層作為彈簧似地將管心壓向散熱片，這樣就較適應尺寸的變化。但由于管心還受到將IC連接于襯底的導電引線的限制，故彈簧狀的作用必須很小。

由這些例子可見，有必要找出一種IC管心冷卻的改進了的方法和設備。

本發明的一個目的是用散熱片來改善IC管心的熱耗散，這種散熱片與用來將熱從管心傳送到散熱片的一種元件之間具有機械固定。

根據本發明，用一種耗散熱的裝置達到了前述的和其他的目的，這種裝置包括一個含有電子線路(“芯片”)的管心和一個鄰接于芯片且有助于熱傳導的熱傳輸元件(“HTE”)。此HTE有一面對著芯片。散熱片有一個有助于匹配HTE面的表面。散熱片面和HTE面被彼此緊密固定。

在本發明的另一種情況下，散熱片面和HTE面整個地覆蓋著芯片。

在又一種情況下，HTE面和散熱片面基本上是平坦的，以致減小了其間的間隙從而改善了其間的熱傳輸。

此裝置還包括HTE面與散熱片面之間的一薄層第一柔軟導熱材料以及管心與HTE之間的一薄層第二柔軟導熱材料。

在一個實施例中，襯底支持著管心并被固定于HTE，使管心緊貼于HTE。襯底的熱膨脹系數與HTE的大致相同。

在裝置的最佳實施例中，芯片的電路被連接于布線襯底的導體。第一柔軟導熱材料被加于熱傳輸元件(“HTE”)。芯片被緊靠于第一柔軟導熱材料。對芯片、第一柔軟導熱材料、布線襯底和HTE進行加熱。加熱之后，散熱片被緊貼于HTE固定。

在本方法的另一種情況下，在HTE上形成一個面，并在散熱片上形成一個基本上與HTE上的面匹配的面。在向HTE加第一柔軟導熱材料時，是對著HTE面施加。在緊貼芯片時，是緊貼于對著HTE面的第一柔軟導熱材料。

在本方法的又一種情況下，第二柔軟導熱材料也可在加熱之后加于HTE與散熱片之間。第一和第二柔軟導熱材料二者都可傾向于用作粘合劑。或者，第一和第二柔軟導熱材料中的一個可傾向于用作粘合劑。或者二者都不傾向于用作粘合劑。

由于HTE與散熱片的結構，使HTE可與散熱片以密配方式緊密地固定，而且由于管心和HTE的尺寸較小，使HTE也可與管心一起被熱處理，這是一個優點。這樣就得到了從管心到HTE以及從HTE到散熱片的良好的熱傳輸。

本發明的另一優點是熱可以沿芯片到HTE和散熱片的直線并由此向外耗散。

在下列描述中提出了其它的目的、優點和新穎特點，對本技術領域熟練人員或本發明的實踐者是顯而易見的。其它的實施例都在本發明的構思與范圍之中。借助于所附權利要求中指出的各種組合，可獲得這些目的和實施例。本發明只受權利要求中條款的限制。

圖1示出了本發明引線鍵合封裝件的最佳實施例。

圖2示出了本發明倒裝片封裝件的最佳實施例。

為了清楚地指出本發明的新穎特點，諸如引線鍵合和倒裝片之類的芯片封裝、諸如可能包括粘合劑使用及熱處理之類的芯片至載體的固定、以及為達到金屬部件上平坦面緊密配合而進行的機加工等對本技術領域熟練人員顯而易見的常規特點在下列描述中從略或只簡要地加以敘述。