專利名稱：助粘層及應(yīng)用了助粘層的散熱器部件和助粘層的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般說(shuō)涉及一種用于把聚合物粘結(jié)劑粘到金屬上的助粘層，特別是涉及一種散熱器，它把助粘層用作薄的粘結(jié)界面間的粘結(jié)層，該層處于多芯片組件管帽和用于附加散熱器的聚合物粘結(jié)劑之間。
電子裝置諸如計(jì)算機(jī)在其工作中要依靠大量的集成電路和其他的電子元件，這些集成電路和電子元件大部分裝在印制電路板上。許多電子元件在其正常運(yùn)行中都要產(chǎn)生熱。為了適應(yīng)對(duì)高運(yùn)算速度的不斷增長(zhǎng)的要求，已開(kāi)發(fā)出了多芯片組件(“ MCM”)系統(tǒng)并已付諸實(shí)用。一個(gè)MCM在一個(gè)基板上要一個(gè)接一個(gè)地裝配多個(gè)集成電路(IC)。這種MCM布局可以允許高密度裝配并可以有效地縮短連接線的長(zhǎng)度，使得電子電路增加運(yùn)算速度。
但是，隨著運(yùn)算速度要求的增加，元件所必須消散的熱的量一般說(shuō)也要增加。許多元件需要外部散熱器的幫助來(lái)消散所產(chǎn)生的運(yùn)行熱。術(shù)語(yǔ)“散熱器”，就像這兒所用的那樣，通常被看作是一種無(wú)源裝置，比如說(shuō)是一種壓制成型的帶有許多散熱片的鋁板或水冷冷卻板，它們被熱結(jié)合到某一電子元件上以吸收源于元件的熱并借助于熱對(duì)流把這些吸收的熱消散到空氣或水中去。雖然散熱器本身通常在本性上是無(wú)源的，但應(yīng)當(dāng)明白，如果需要的話直接使用扇風(fēng)裝置或給散熱器散熱片加上一個(gè)扇風(fēng)裝置以增加對(duì)流的熱傳遞速率，仍然在這一術(shù)語(yǔ)所包涵的范圍之內(nèi)。就如在U.S.專利No.5396403(申請(qǐng)人Patel)中所講的那樣。
基于實(shí)踐上的必要性，大部分元件經(jīng)常共享一個(gè)公共散熱器，在這些情況下，需要高封裝密度和/或小的單個(gè)元件的尺寸。在上述美國(guó)專利U.S.Pat.No.5396403(Patel)就講到了給這樣一種共享散熱器的方法，它涉及到用于應(yīng)用倒裝芯片工藝的高功率MCM系統(tǒng)的一種冷卻構(gòu)造。在Patel(申請(qǐng)人)的專利中，對(duì)于要被消散的熱來(lái)說(shuō)，主要的熱路徑順序如下通過(guò)高功率芯片的已金屬化了的背面一側(cè)，上述高功率芯片具有已裝在其相反一側(cè)的產(chǎn)生熱的元件；通過(guò)銦焊料的界面；通過(guò)硅碳化物或者鎢銅化合物的熱傳導(dǎo)板；通過(guò)熱糊狀物的界面以及最后，通過(guò)諸如用壓制鋁而制成的散熱器。由Patel專利所講述的散熱器是一個(gè)整體的構(gòu)造，它既對(duì)于該MCM構(gòu)成了一個(gè)殼體又在其外部形成了散熱片以把熱通過(guò)對(duì)流消散到周圍的空氣中去。另外，如上所述，需要形成4個(gè)分隔開(kāi)來(lái)且獨(dú)特的熱中介層并把它們排列整齊，它們夾在芯片和散熱器之間而不弄臟該裝置，描繪出一個(gè)相對(duì)復(fù)雜而集約的把散熱器加到芯片上去的制作方案。
在美國(guó)專利U.S.Pat.No.5387815(Nishiguchi，西口)中講述的另一建議涉及用于冷卻半導(dǎo)體組件中一個(gè)或多個(gè)高功率倒裝芯片的構(gòu)造。西口專利所宣稱的目標(biāo)是用少量的元件提供一個(gè)出色的熱消散設(shè)計(jì)。西口的專利敘述了一個(gè)半導(dǎo)體芯片組件，它有一個(gè)已在其上邊形成了布線部分的基板；已裝上了一個(gè)半導(dǎo)體芯片，使電路一側(cè)面朝下地裝到布線部分上；一個(gè)散熱器，其一端與半導(dǎo)體芯片的電路一側(cè)相反的一側(cè)接觸；一個(gè)管帽，它把半導(dǎo)體芯片封了起來(lái)同時(shí)有一個(gè)把散熱器的另一端暴露于外邊的開(kāi)孔。西口的專利講述了一個(gè)金屬膜，它相對(duì)于將被應(yīng)用的焊料具有濕潤(rùn)性質(zhì)，被形成在管帽開(kāi)孔部分內(nèi)壁上和被插入到管帽中去的散熱器的頂端和/或側(cè)表面上邊。一種粘性焊接材料被充填進(jìn)散熱器的頂端部分與半導(dǎo)體芯片的背面一側(cè)之間的縫隙中去，同時(shí)，該粘性焊接材料也被填到管帽開(kāi)口部分的內(nèi)壁上的金屬薄膜和散熱器的側(cè)面之間以把管帽與外界隔絕地密封起來(lái)。但是，為了形成和精確地排列那些管帽開(kāi)孔和穿過(guò)芯片表面而插入開(kāi)孔的散熱器所需要的時(shí)間和物力，以及對(duì)由于焊料溢出而污濁半導(dǎo)體裝置的擔(dān)心和在這方面所必須采取的附加的防護(hù)措施，將使成品率和可靠性受到限制。
作為另外一種方法，一個(gè)用于熱冷卻的散熱器用一種已填充進(jìn)來(lái)的硅氧烷彈性體粘結(jié)劑粘附到平頂MCM管帽的上表面外側(cè)，用于這種目的硅氧烷彈性體粘結(jié)劑是一種通常在電子工業(yè)中用于把電子組件或裝置包成膠丸狀的那種硅氧烷罐裝樹(shù)脂(例如，Dow-Corning公司生產(chǎn)的“Sylgard”商標(biāo)系列的硅氧烷樹(shù)脂)。這種平頂MCM管帽的內(nèi)表面和封在管帽里邊的芯片通過(guò)熱漿糊進(jìn)行熱交換。對(duì)于經(jīng)過(guò)陽(yáng)極化處理鋁或陶瓷管帽表面，直接完成要用硅氧烷樹(shù)脂把散熱器粘附到MCM管帽外側(cè)的連接體。
但是，當(dāng)連接體位置是用含有銅的高熱傳導(dǎo)性材料諸如鎢化銅(CuW)制成的高性能MCM管帽時(shí)就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。由于熱膨脹系數(shù)和與熱消散有關(guān)的變化以及隨著不斷增加的功率需要的進(jìn)展這些含銅管帽的應(yīng)用更加肯定無(wú)效。為了把散熱器附加到含銅MCM管帽的背面上去，這種含銅帽被金屬化以提供并保持與外界隔絕的包成膠丸狀的封裝。之所以這樣地金屬化的主要理由是由于在諸如鎢化銅之類的合成物中存在著露了出來(lái)的連續(xù)的銅網(wǎng)狀物(network)的緣故，它們比如說(shuō)對(duì)侵蝕是敏感的。由于現(xiàn)如今的MCM常常必須在10年以上的時(shí)間里保持工作能力，故上述問(wèn)題就更突出了。進(jìn)行這種金屬化的一個(gè)工藝牽涉到在整個(gè)管帽上邊鍍鎳、鍍鎳管帽在管帽的密封帶狀物區(qū)選擇性地鍍金使得可在管帽和支持芯片的基板之間形成一個(gè)與外界隔絕的焊料(例如Pb/Sn)密封。
但是，在管帽上邊的鎳鍍層和硅氧烷樹(shù)脂之間直接粘結(jié)粘結(jié)劑是不合適的。因?yàn)殒嚭凸柩跬橛邢嗳菪缘膯?wèn)題。因而，鎳-硅氧烷帶易于分成層。因此在滿足現(xiàn)行封裝性能和可靠性要求上失敗了。但是，采用把高度傳導(dǎo)性的管帽通過(guò)鎳到硅氧烷樹(shù)脂帶粘結(jié)到一部分隔開(kāi)來(lái)的、分立的散熱器上去在設(shè)計(jì)方面很困難，特別是希望把低熱膨脹系數(shù)和高熱導(dǎo)率結(jié)合起來(lái)的那些地方。例如，高冷卻要求傾向于需要一種大(高)的散熱器。用高度傳導(dǎo)性的管帽材料諸如或者鎢化銅(CuW)或者鋁硅碳化物(AlSiC)制造一個(gè)整個(gè)的管帽和散熱器。如果不是辦不到，也是非常困難和花費(fèi)極大的。在CuW的情況下，附加的重量也會(huì)形成一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)(例如，CuW的密度約為鋁的6倍)。
從一個(gè)更為普遍的觀點(diǎn)來(lái)看，在引線框架和聚合物鑄模樹(shù)脂之間應(yīng)用一個(gè)含有鉻、鋅或更為理想的含有鉻和鋅的混合物的薄層去加強(qiáng)其粘結(jié)性，這已在美國(guó)專利U.S.Pat.No.5343073(申請(qǐng)人Parthasarthi)中進(jìn)行了描述。該專利認(rèn)為鉻和鋅的混合物中鋅-對(duì)-鉻的比例超過(guò)4∶1則更為理想。引線框架是用一種電傳導(dǎo)性金屬基板形成的。
用鉭，鈦或鉻膜來(lái)促進(jìn)金屬基板與碳氟化合物(fluorocarbon)膜之間的粘結(jié)也是眾所周知的。此外，美國(guó)專利U.S.Pat.No.4582564(申請(qǐng)人Shanefield)講述了一種在某種環(huán)氧樹(shù)脂基板上形成粘結(jié)金屬層的方法，這種方法先在用濺射刻蝕法對(duì)基板進(jìn)行預(yù)整修以去掉表面上的弱的邊界層之后，在環(huán)氧樹(shù)脂基板的表面上形成一層薄金屬膜。然后，在薄的助粘基底金屬膜上邊淀積一層主要的金屬膜。在環(huán)氧樹(shù)脂表面上真空淀積一層粘結(jié)薄金屬膜，這些金屬是鉻、鎳、一種鎳-釩合金、鉑、鈀或者鈦，厚度為50-10000埃，一般是1000埃。上述Shanefield的專利描述了真空淀積促粘膜的應(yīng)用，盡管該膜僅僅對(duì)于橡膠修正(rubber-modified)型環(huán)氧樹(shù)脂和在聚合物鏈中具有高的非飽和度的那些環(huán)氧樹(shù)脂，才顯露出是獨(dú)特的。
從以上的敘述可知，還有一種要求，要求一種有效地把硅氧烷彈性體粘結(jié)劑粘結(jié)到對(duì)該種粘結(jié)劑具有低粘結(jié)能力的金屬例如鎳上去的方法，還有一個(gè)特殊的要求，要求一種易于作到且沒(méi)有精度負(fù)擔(dān)(taxing)的方法，它把散熱器部件與MCM結(jié)合在一起，在這種方法中，必須把一種鍍過(guò)鎳的高熱導(dǎo)性MCM管帽可靠地粘結(jié)到硅氧烷彈性體上，而另一方面，硅氧烷彈性體又被用于把散熱器結(jié)合到上述管帽上。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在聚合物粘結(jié)劑與金屬之間形成良好粘結(jié)的促粘層。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在含硅聚合物粘結(jié)劑與含金屬的材料(向它上邊直接粘結(jié)的粘結(jié)性不好)之間形成高粘結(jié)效率的促粘層。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一個(gè)用于消散由多芯片組件(“MCM”)中的芯片所產(chǎn)生的熱的散熱器部件，上述多芯片組件具有用于提供一種良好且可靠的粘結(jié)的裝置，使得就象在MCM管帽和用于把散熱器粘附到MCM上的散熱器粘結(jié)劑之間那樣的粘結(jié)。
簡(jiǎn)要地并用通常的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)中有一個(gè)散熱器部件，該散熱器部件包括一個(gè)形成于MCM的表面金屬化管帽和用于把散熱器粘附到MCM上的助粘層之間的薄的粘結(jié)金屬膜，其中薄的粘結(jié)金屬膜是一種金屬材料而其厚度對(duì)把管帽表面粘結(jié)到聚合物粘結(jié)劑上是有效的。MCM為包含一個(gè)多芯片組件類型。該多芯片組件有一基板和至少一個(gè)集成電路芯片，該芯片裝配在帶有把集成電路芯片封在里邊的管帽的基板的第1表面上，而且那里還形成了一個(gè)機(jī)構(gòu)，用于在集成電路芯片和管帽之間進(jìn)行有效的熱傳送。薄的粘結(jié)金屬膜有助于在管帽表面的上表面和聚合物散熱器粘結(jié)劑之間的粘接，并借助于此提供一種滿足封裝性能和可靠性要求的界面之間的粘結(jié)。
用于把散熱器粘到MCM上的聚合物粘結(jié)劑可以是一種具有合適的散熱器粘結(jié)能力的熱塑性的、熱固性的或者一種彈性體聚合材料，上述材料還應(yīng)具有不透水、在碳?xì)浠衔锶軇┲胁慌蛎浿惖膶?duì)于MCM環(huán)境合適的屬性。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中，上述薄的粘結(jié)金屬膜被用于促進(jìn)和提供一種在(a)一種對(duì)含硅聚合粘結(jié)劑具有不好的直接粘結(jié)能力的MCM管帽的金屬表面與(b)被用于把散熱器粘附到MCM上的含硅聚合物粘結(jié)劑(例如，一種硅氧烷彈性體材料)之間的粘結(jié)。對(duì)于本發(fā)明的那些目的來(lái)說(shuō)，一種對(duì)含硅聚化物粘結(jié)劑具有“不好的直接粘結(jié)能力”的金屬意味著該金屬對(duì)于SylgardTM6605硅氧烷彈性體材料(直接接觸)來(lái)說(shuō)具有小于150bs/inch2(p.s.i)的切變強(qiáng)度。對(duì)于含硅聚合物粘結(jié)劑，特別是諸如硅氧烷彈性體材料具有這樣不好的直接粘結(jié)能力的金屬例如包括鎳、銅、銀、金、和它們的合金。
在本發(fā)明的一個(gè)值得推薦的實(shí)施形態(tài)中，上述薄的，界面粘合金屬膜是用從元素周期表(CAS版)的IVB族、VB族、VIB族中選出來(lái)的金屬或者它們的合金(除去放射性元素Unq，Unp和Unh之外)形成的。鉻或鉻的一種合金對(duì)于在本發(fā)明中所用的薄的界面粘結(jié)金屬膜來(lái)說(shuō)是最為令人滿意的金屬。
本發(fā)明中所用的薄的粘結(jié)金屬膜被淀積于一種金屬表面，諸如鍍鎳MCM管帽的表面上，膜厚從50埃～10000埃，更為令人滿意的是從大約450埃～大約550埃。
在本發(fā)明的另外一個(gè)令人滿意的實(shí)施形態(tài)中，MCM管帽是鎳，諸如形成于管帽基板上的鎳鍍層，如果留下一塊暴露于外(即不鍍鎳)則它對(duì)侵蝕是敏感的。比如，當(dāng)管帽含有銅的時(shí)候，諸如在一種銅鎢化合物中，鍍鎳層用于防止管帽中的銅組分的銹蝕。
用于在金屬表面上，諸如在對(duì)含硅聚合物粘結(jié)劑(例如硅氧烷彈性體材料)具有不好的粘結(jié)能力的金屬的表面上淀積薄的粘結(jié)金屬膜的工藝包括真空淀積工藝，諸如濺射淀積，和離子電鍍淀積工藝諸如電解電鍍，這些工藝允許形成薄膜。濺射淀積是在金屬表面上邊淀積薄的粘結(jié)金屬膜的最為理想的模式。
本發(fā)明提供許多好處和優(yōu)點(diǎn)。下面例舉幾點(diǎn)。本發(fā)明應(yīng)用了一種易于作到且有效的金屬化步驟以促進(jìn)和形成在用金屬(例如鎳)鍍過(guò)且對(duì)含硅聚合物粘結(jié)劑諸如硅氧烷彈性體材料具有低的直接粘結(jié)能力的MCM管帽和被用來(lái)把散熱器粘結(jié)到管帽上邊的含硅聚合物粘結(jié)劑之間的粘結(jié)。這種創(chuàng)造性的金屬化步驟可以不對(duì)與外界隔絕的密封冶金學(xué)性能造成不利的干擾而完成。例如，可以完成鍍鎳MCM管帽的金屬化而不會(huì)危及用于對(duì)管帽和基板之間進(jìn)行隔絕密封的金屬化了的鍍金密封帶，也不會(huì)對(duì)它造成不利的影響。此外，本發(fā)明的散熱器部件完全經(jīng)得起在持續(xù)的時(shí)間間隔和運(yùn)行中在MCM裝置的工作環(huán)境中所預(yù)期到的溫度循環(huán)，T/H和震動(dòng)沖擊。本發(fā)明還降低了否則要安裝一個(gè)帶機(jī)械硬件的散熱器的造價(jià)，而且還由于取消了安裝硬件的位置而減小了對(duì)空間的要求。另外，本發(fā)明還提供了生產(chǎn)的靈活性，就像對(duì)于鍍鎳MCM管帽的金屬化的時(shí)序那樣。例如，鍍鎳MCM管帽的表面，可以在比如把管帽粘附到基板如集成電路芯片上之前，用有助于對(duì)含硅聚化物粘結(jié)劑的粘結(jié)的薄的粘結(jié)金屬膜預(yù)先形成涂層，以此來(lái)消除形成成品率降低的危險(xiǎn)。本發(fā)明還提供一種和MCM系統(tǒng)結(jié)合在一起的散熱器部件，就像被高加速應(yīng)力試驗(yàn)(即“ HAST”)所證明了的那樣，這種散熱器部件對(duì)于高溫、高濕度，和/或高壓的綜合應(yīng)力具有增強(qiáng)了的容限。這種高加速應(yīng)力試驗(yàn)歸結(jié)為把被試部件放進(jìn)一個(gè)密封室中去，在室內(nèi)它們同時(shí)經(jīng)受高溫(125℃)，高濕度(85％)和高壓(約3個(gè)大氣絕對(duì)值)，持續(xù)24小時(shí)。在這種情況下，在被加速的小時(shí)數(shù)之內(nèi)可以產(chǎn)生等效于產(chǎn)品壽命的應(yīng)力。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“聚合物粘結(jié)劑”意味著含有聚化物的一種天然的或人工合成的粘結(jié)性物質(zhì)。
對(duì)于本發(fā)明的意圖來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“含硅聚合物粘結(jié)劑”意味著含有聚化物分子的一部粘結(jié)性物質(zhì)，在聚合物鏈的任一主要組分，懸空基(groups)和/或末端基中，每一聚合物分子中有至少一個(gè)硅原子。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“含硅彈性體材料”意味著一種含硅聚合物粘結(jié)劑，這是一種彈性體。術(shù)語(yǔ)“彈性體”指的是一些聚合物，這些聚合物具有值得重視的彈性變形的能力。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“硅氧烷彈性體材料”意味著一種含硅彈性體材料，它是一種含有硅氧烷聚合物的化合物，其中硅聚合物是每一種都以聚合物鏈基礎(chǔ)的硅聚合物，其特點(diǎn)是在其主要組分中交換硅(Si)和氧(O)原子，而這里主要組分是沒(méi)有或?qū)嵸|(zhì)上沒(méi)有碳原子，除去末端基(terminal end groups)之外。硅聚合物還具有定位于主要成分中的附加到硅原子上的有機(jī)側(cè)基(organic side groups)。
借助于參看附圖從下邊對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明中可以更好地了解到前邊說(shuō)過(guò)的和其他目的，外貌和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中。


圖1是本發(fā)明的散熱器部件的斷面圖，它畫出了裝置的一個(gè)有代表性的右側(cè)斷面。
人們看到，為了便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行討論，畫于圖1中的特征已被放大或者在比例上已進(jìn)行了修改。
本發(fā)明提供了一種助粘層，它在聚合物粘結(jié)劑和如若不然則對(duì)這種聚合物粘結(jié)劑具有不好的直接粘結(jié)能力的金屬之間提供了一種良好的粘結(jié)。本發(fā)明的一個(gè)有利的應(yīng)用牽涉到一個(gè)散熱器部件和一種用于粘附含硅聚合物粘結(jié)劑的機(jī)構(gòu)。上述含硅聚合物粘結(jié)劑用于把散熱器粘到如若不然則粘結(jié)不好的管帽表面上去，諸如一個(gè)鍍鎳MCM管帽，這種含硅聚合物粘結(jié)劑所產(chǎn)生的管帽-散熱器粘結(jié)強(qiáng)度滿足了封裝性能和可靠性要求。
現(xiàn)在參看附圖，特別是附圖1。圖1中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的散熱器部件10，它包括鍍鎳管帽18，它被用一種界面之間的、薄的粘結(jié)金屬膜20固定地粘結(jié)到硅氧烷彈性體材料層21(用于粘結(jié)散熱器22)上。薄的粘結(jié)金屬膜是一種金屬材料，諸如鉻或從元素周期表(CAS版)的IVB族，VB族，VIB族元素中選出的其他金屬或合金(除出放射性的元素Unq，Unp和Unh之外)，用諸如真空濺射工藝制作成相對(duì)薄的厚度，這種薄粘結(jié)金屬膜對(duì)于各種各樣的基板諸如鎳金屬和硅氧烷彈性體材料表現(xiàn)出相互兼容和粘結(jié)能力。
說(shuō)得更詳細(xì)一點(diǎn)，散熱器部件10被畫成為和一種MCM結(jié)合到一起，該MCM具有一個(gè)下部基板11和通過(guò)焊錫突出電極14把多個(gè)集成電路芯片(圖中為了保持簡(jiǎn)潔只畫出了一個(gè)芯片12)面朝下地裝配到薄膜上部基板13上的電極上。下部基板11是用絕緣材料諸如“4211”陶瓷制作的。并具有多個(gè)從其下側(cè)伸出去的管腿15，這些管腿將被連接到用上部基板13形成的電子電路上去。上部基板13是用具有低電介常數(shù)的絕緣材料制作的并具有已形成了圖形的制作于其上邊的電子布線電路，諸如聚亞酰胺多層布線構(gòu)造。
一種熱糊狀物或油脂狀物16，諸如把金屬(例如鋁)和/或金屬氧化物(例如氧化鋁)微粒分散到一種PAO(聚阿爾發(fā)烯烴油polyalphaolefin oil)，碳?xì)浠衔餆o(wú)機(jī)油，或者硅氧烷油中去而形成的糊狀物或油脂狀物被供給到芯片12的背面一側(cè)17和管帽18的內(nèi)側(cè)之間。PAO油更為令人滿意，因?yàn)樗试S再次使用。熱糊狀物被制作成厚度約9個(gè)密爾(即大約229μm)。此外，盡管和本發(fā)明并沒(méi)什么特殊關(guān)系，作為一個(gè)理所當(dāng)然的事，MCM有代表性地將包括其他的電子裝置，諸如示于圖1的電容器26，和/或芯片。這些芯片對(duì)于布線(沒(méi)有畫出來(lái))是電路一側(cè)朝上，這些電子裝置并沒(méi)有熱粘結(jié)到管帽的內(nèi)側(cè)上。
管帽18是用諸如鎢化銅(CuW)、鋁硅碳化物、鋁、鋁氮化物、立方硼氮化物以及金剛石等的等的高度傳導(dǎo)性材料形成的。含有銅的管帽特別是以連續(xù)網(wǎng)狀物(network)形式含有的銅，就像在銅鎢化合物中所有的那樣，在本發(fā)明中具有特殊的重要性。這是因?yàn)楹~管帽的特殊的銹蝕敏感性，而這使得鎳鍍層等等成為必需。管帽(在鍍鎳之前)的厚度約為3mm(在密封壁上)，頂部是平的，呈方形，每邊邊長(zhǎng)約為63mm。
管帽18在其整個(gè)外表面進(jìn)行圓滿的預(yù)涂敷，而對(duì)其內(nèi)部表面，典型地說(shuō)來(lái)有用傳統(tǒng)的蒸發(fā)技術(shù)或離子電鍍工藝(例如，電鍍，無(wú)電(解)電鍍(electroless plating)形成的薄的鎳鍍層，最小厚度為1.0μm。理想的厚度是從約2.5μm到約10μm。管帽18的薄的外層金屬鍍層的外形在圖1中沒(méi)有分開(kāi)來(lái)畫出來(lái)，目的是為了簡(jiǎn)化附圖以便于討論。為了對(duì)銅鎢管帽進(jìn)行電鍍，推薦進(jìn)行鎳涂敷。鎳涂敷層可用氨基磺酸鹽溶進(jìn)行電鍍或者用Ni(B)或Ni(P)浴無(wú)電(解)電鍍，淀積到裸露的管帽(基板)上。應(yīng)該知道，本發(fā)明還包括替代管帽材料或者其上邊的電鍍材料，這些替代材料包括那些對(duì)硅氧烷彈性體材料的粘結(jié)性不好的材料，該如銅、銀、金或它們的合金。雖然價(jià)格方面的考慮將有助于反對(duì)在這種情況下使用銀或金，而且如果使用裸銅的話，必須考慮突出的銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還被期望可被應(yīng)用于具有其他類型的金屬鍍層，諸如鈷，鈷/鎳合金，鈀，銠，釕等的金屬鍍層的MCM管帽上去，它們盡管也許存在對(duì)含硅聚合物粘結(jié)劑，特別是對(duì)于硅氧烷彈性體材料具有更小的粘結(jié)能力問(wèn)題，然而借助于應(yīng)用本發(fā)明的薄的粘接(界面之間的)金屬膜，可以促進(jìn)并達(dá)到它們的散熱器-金屬的粘結(jié)。
一個(gè)薄的粘結(jié)金屬薄膜20被使用到管帽18的頂部表面19上邊的鎳涂層上，它將基本上被用作在管帽18上的鎳表面和用了粘附帶散熱片的散熱器22的硅氧烷彈性體材料21之間的助粘層。散熱器可以用任何對(duì)其功能具有適宜的熱性質(zhì)的材料制作，而且它可以用比如說(shuō)用擠壓成型的鋁或加工成型的鋁或其他合適的材料制作。
為了在鍍鎳管帽18上邊形成薄的粘結(jié)金屬膜20，一種令人滿意的實(shí)施形態(tài)包括下述規(guī)程。對(duì)鍍鎳管帽18進(jìn)行預(yù)清洗，例如在一個(gè)乙醇或者異丙醇超聲或循環(huán)浴中去掉任何沾污。清洗后的管帽在最小值100℃下進(jìn)行真空烘干以揮發(fā)掉所有的殘存液體溶劑。清洗過(guò)的鍍鎳管帽接著用任何合適的現(xiàn)有濺射刻蝕技術(shù)，例如，離子束，輝光放電，或者RF(DC和磁控管)濺射刻蝕進(jìn)行充分地清洗(擦洗)以去掉鎳上邊的自然鎳氧化物層。有代表性地是恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用濺射刻蝕技術(shù)以從鎳上去掉大于20埃的表面材料，完成自然鎳氧化物的排除。
在濺射刻蝕之后，諸如用眾所周知的濺射工藝，在管帽18的頂平面19上邊真空淀積薄的粘結(jié)金屬20，膜厚理想的是從50埃到10000埃，更為理想的是從約50埃到550埃。薄的粘結(jié)金屬20的充分的厚度必須在鎳和聚合物粘結(jié)劑，諸如硅氧烷彈性物材料之間提供適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)粘結(jié)能力，盡管不能厚到使中間粘結(jié)層值得重視地影響應(yīng)用。
為了確保完全覆蓋住管帽18的背面表面19的外圍邊沿，對(duì)于真空淀積的薄粘結(jié)金屬膜來(lái)說(shuō)，把整個(gè)管帽18的背面一側(cè)的表面19覆蓋起來(lái)并且部分地向下封到外部側(cè)壁上，是有好處的。此外，在濺射工藝處理 期間采取一些合適的固定管帽的步驟以防止密封帶污染是很重要的，這些沾污將使焊料結(jié)合物的性能下降，而該焊料結(jié)合物將在散熱器部件制造的后期制作。
對(duì)于用作粘結(jié)鎳或某些其他對(duì)含硅聚合物粘結(jié)劑的粘結(jié)能力不好的金屬薄的粘結(jié)金屬膜20要選擇合適的金擇屬材料的種類，這包括鉻和元素周期表(CAS版)的IVB族，VB族，VIB族的其他元素或它們的合金，但不包括放射性元素Unq，Unp和Unh。用來(lái)形成該薄的粘結(jié)金屬膜的這些金屬包括Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo和W以及它們的合金。
濺射淀積后的薄的粘結(jié)金屬膜20要經(jīng)受后濺射退火處理。溫度從稍高于室溫到300℃，在空氣，氮?dú)?，氬氣或任何別的惰性氣體環(huán)境之中進(jìn)行。
接著，管帽可因任何針孔問(wèn)題而重新制作、重新制作要進(jìn)行真空烘烤，清洗，淀積1000埃到2μm的鎳(蒸發(fā)和/或?yàn)R射)，接下來(lái)重重以上濺射淀積工藝以再次金屬化鉻(或者其他薄的粘結(jié)金屬材料)。
鍍鎳管帽理想的是在管帽被與外界隔絕地用焊料密封到下部基板11上之前，用薄的粘結(jié)金屬膜在其頂表面19的整個(gè)表面面積上進(jìn)行濺射涂敷。這樣作是有好處的，因?yàn)楣苊笨梢宰鳛橐粋€(gè)分立元件進(jìn)行預(yù)涂敷，而且已預(yù)先準(zhǔn)備好在以后的任何方便的時(shí)間內(nèi)和散熱器部件形成一個(gè)整體。在在管帽上濺射涂敷薄的粘結(jié)金屬膜之前把管帽密封到下部基板上也是可能的，但是在這種情況下必須采取一些預(yù)防措施以把濺射淀況積限定于管帽的頂表面上，還要防止MCM中的其他元件的沾污。
為把散熱器22加到管帽18上去，要把一種含硅聚合物粘結(jié)劑諸如硅氧烷彈性體粘結(jié)劑加到或者散熱器22的已暴露出來(lái)的底表面上(當(dāng)散熱器仍然是一個(gè)分隔開(kāi)來(lái)的部件時(shí))，或者換一種方法，在薄的粘結(jié)金屬膜20已形成在管帽18上之后，加到其已露了出來(lái)的表面上。含硅聚合物粘結(jié)劑21的量要加得合適，使得當(dāng)薄的粘結(jié)金屬膜20和散熱器22被制作好，并在夾在中間的含硅聚合物粘結(jié)劑在它凝固或硬化之前使之?dāng)U展和浸漬出來(lái)的形式下把薄的粘結(jié)金屬膜20和散熱器22壓到一起，使含硅聚合物粘結(jié)劑在薄的粘結(jié)金屬膜20和散熱器22之間形成一個(gè)連續(xù)層21。含硅聚合物粘結(jié)劑的連續(xù)層的形成是令人滿意的。硅氧烷彈性體粘結(jié)劑要加一個(gè)足夠的量以形成一個(gè)最終的厚度(在硬化之后)，約1.0到3.0密爾(大約25到76μm)。一旦當(dāng)硅氧烷彈性體材料硬化后，就通過(guò)薄的粘結(jié)金屬界面層20和硅氧烷彈性體材料層21把散熱器22固定地粘結(jié)到管帽18上。
本發(fā)明的含硅聚合物粘結(jié)劑包括硅氧烷彈性體材料。這些硅氧烷彈性體材料包含硅氧烷聚合物的化合物，如所說(shuō)明的那樣至少含有占優(yōu)勢(shì)的組分(按重量算)，或者甚至是其唯一的組分。硅氧烷聚合物是以特征為使硅(Si)和氧(O)原子在主要成分中交替的聚合物鏈為基礎(chǔ)的聚合物，其中主要成分(不把末端基(terminal end groups)考慮在內(nèi))沒(méi)有或基本上沒(méi)有碳原子，而且具有被附加到定位于主要成分中的硅原子上的有機(jī)原子團(tuán)，這樣一種硅氧烷聚合物的反復(fù)循環(huán)單元可用下述公式來(lái)說(shuō)明
其中R1和R2中的每一個(gè)都是一個(gè)有機(jī)原子團(tuán)。該有機(jī)原子團(tuán)比如說(shuō)可以是一種不可取代或可以取代的烷基(alkyl)，鏈烯基(alkenyl)，苯基(phenyl)，三氟丙基(trifluoropropyl)等等。在線性排列(非交叉鏈接排列)下，硅氧烷鏈通常與范圍從約200到約10000的聚合物化程度相一致。線性排列的密度是聚合物化程度的函數(shù)聚合物化程度越高，給定的硅氧烷樹(shù)脂的密度就越高，而且，對(duì)于一種給定的樹(shù)脂，對(duì)于較低的聚合物化程度，在密度上將會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。
為了促進(jìn)交叉鏈接(硬化，被硬化)，諸如特征為雙鍵(非飽和鍵)的乙烯基替代物可以少量(約0.5％)地導(dǎo)入到硅氧烷彈性體化合物上去。交叉鏈接也可以用在硅氧烷聚合物的一個(gè)或兩末端上形成反應(yīng)性末端基(例如，烷氧基(alkoxy)，醋酸基(acetoxy))來(lái)促進(jìn)。對(duì)硅氧烷聚合物的這些更改和它們的效果及目的，對(duì)于那些對(duì)本專業(yè)熟練的人來(lái)說(shuō)是很清楚的因而無(wú)需進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種硅氧烷彈性體材料的理想的等級(jí)是一種低密度、室溫硬化(RTV)彈性體，這種材料牽涉到低分子重量的聚硅氧烷且通常對(duì)于在室溫或僅僅稍稍高于室溫之下形成交叉鍵(硬化)要依賴于反應(yīng)性末端基?？梢允褂盟^的單元件(一個(gè)封裝，一個(gè)部分)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對(duì)于硬化依賴于大氣濕度。在所謂的兩部分系統(tǒng)，諸如用在商標(biāo)SylgardTM6605和Sylgard 601之下的Dow-Corning(公司的產(chǎn)品)得到的填充了硅氧烷彈性體的系統(tǒng)中，用苯酰(benzoyl)過(guò)氧化物或其他的帶有或不帶催化劑的自由基的引發(fā)劑來(lái)交叉鏈接硅氧烷聚合物也是可能的。
作為用于硅氧烷彈性體材料的填充劑(filler)捕藥，可以分散開(kāi)來(lái)的狀態(tài)使用粒狀材料它將增加聚合物材料的粘稠度，盡管具有不受加工處理反應(yīng)性硅氧烷彈性體系統(tǒng)影響的某些化學(xué)的和熱的阻抗。合適的填充劑材料是氧化物(例如，Al，Be，Ca，Si，Mg，Zn的氧化物)，和/或氮化物(例如Al，B，Ti的氮化物)，和/或無(wú)機(jī)物(例如，高嶺土，滑石，長(zhǎng)石，勃姆石，重晶石(BaSO4)，硬石膏(CaSO4))等等。還可以使用這些填充劑的經(jīng)現(xiàn)有的表面處理之后的各種品種，諸如那些用有機(jī)硅烷進(jìn)行過(guò)表面處理的品種，以便在該填充劑粒子(作為分散開(kāi)來(lái)之后的狀態(tài))和分散媒質(zhì)(即在本發(fā)明中，是硅氧烷彈性體材料)之間提供一種耦合效應(yīng)。彈性體的韌性(硬度)可用控制填充劑的相對(duì)含量的辦法進(jìn)行調(diào)整。所添加的填充劑的量，一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)該是一個(gè)足夠大的量以增加硅氧烷彈性體的韌性以使之抑制未硬化的先驅(qū)體的自由流動(dòng)性，但這個(gè)量不能大得危及硅氧烷的粘度和/或韌性。一個(gè)專業(yè)人員對(duì)于給定的填充劑種類，可以弄清楚其最佳量，如果要用的話，則對(duì)于硅氧烷彈性體材料，諸如用監(jiān)控粘度，流動(dòng)性質(zhì)管理，粘性、韌性等等方法，用簡(jiǎn)單的觀察和經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。
其它的輔藥，諸如抗氧化劑，染料，穩(wěn)定劑向硅氧烷聚合物中的添加被允許到這么一種限度所加入的材料及其量不妨害硅氧烷粘結(jié)劑的必要的粘結(jié)性能或機(jī)械性能。
本發(fā)明中可以使用的硅氧烷彈性體材料可以忍受在適合于MCM的散熱器部件中通常所經(jīng)受過(guò)的那種溫度而不會(huì)產(chǎn)生熱退化。硅氧烷彈性體材料的機(jī)械性在一個(gè)寬廣的溫度(例如，從-90℃到250℃)的范圍內(nèi)所受到的影響很小。當(dāng)在和上述基板接觸中形成硬化時(shí)，對(duì)于薄的金屬粘結(jié)膜來(lái)說(shuō)，硅氧烷彈性體材料達(dá)到了出色的粘結(jié)度。硅氧烷彈性體，一般地說(shuō)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，但是對(duì)因碳化氫溶劑而形成的隆起是敏感的。因此，一旦當(dāng)硅氧烷彈性體被應(yīng)用到散熱器部件中去的時(shí)候，對(duì)于后一種情況必須給以注意，除非該硅氧烷彈性體對(duì)油和油脂狀物具有良好的阻力而且它們具有出色而穩(wěn)定的絕緣的(電介質(zhì)的)電學(xué)性質(zhì)。
如上邊提到過(guò)的那樣，MCM具有形成在管帽18和下部基板11之間的一個(gè)密封帶。就如圖1中所畫的那樣，鍍鎳管帽被選擇性地在下部管帽底端25鍍金，該部分被用焊料23(例如Pb/Sn)與外界隔絕地密封到下部基板11上，密封到下部基板11上邊的密封帶24(例如，Ni/Au)上。
若應(yīng)用本發(fā)明，在含硅聚合物粘結(jié)劑，特別是硅氧烷彈性體材料和鍍鎳管帽表面之間可形成良好的粘結(jié)強(qiáng)度。在時(shí)間為零和在應(yīng)力試驗(yàn)之后，粘結(jié)劑失效是內(nèi)聚性的(在鎳，鉻或本發(fā)明的其它的薄的粘結(jié)金屬膜材料與含硅聚合物粘結(jié)劑之間不會(huì)分層)。把鍍鎳管帽粘結(jié)到硅氧烷彈性體材料上去的幾個(gè)其它可能的模式已不使用。例如，已經(jīng)試過(guò)在用鋁，鈦/鋁和金對(duì)管帽上的鎳鍍層進(jìn)行電鍍之后，用鈦/鋁進(jìn)行金屬化，但是在鎳界面上起了泡，而且存在著在應(yīng)力試驗(yàn)之后蛻皮的問(wèn)題。另外還試過(guò)在鎳表面上邊使氧化物灰化和進(jìn)行還原處理的模式，但是在應(yīng)力試驗(yàn)之后，粘結(jié)具有不適當(dāng)?shù)臏p弱了的強(qiáng)度。為了努力促進(jìn)鎳-硅氧烷彈性體材料之間的粘結(jié)，還試過(guò)對(duì)鎳表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕或機(jī)械粗糙化組部不滿意。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，腐蝕可給出足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，但是最大限度的好處僅僅在腐蝕之后馬上就進(jìn)行粘結(jié)的情況下未能得到，因?yàn)檫@一好處隨著時(shí)間而衰減(例如，似乎由于在剛露出來(lái)的表面區(qū)域上自然鎳氧化物的形成)。這種現(xiàn)象在管帽已安裝好了(即粘結(jié)到硅氧烷彈性體材料上)的情況可很好地阻止腐蝕。因此，在包成膠丸狀之后需要進(jìn)行腐蝕，這種腐蝕需要而固定方法挑戰(zhàn)以保護(hù)組件的其余部分免受腐蝕處理液的影響。
雖然對(duì)本發(fā)明已在上邊舉例說(shuō)明過(guò)了，且為了方便起見(jiàn)，使用術(shù)語(yǔ)含硅聚合物粘結(jié)劑，諸如硅氧烷彈性體材料作為散熱器粘結(jié)劑，但一般說(shuō)來(lái)本發(fā)明也可以被應(yīng)用于聚合物粘結(jié)劑，為是人們所期望的。這就是說(shuō)，用于把散熱器粘結(jié)到MCM上的聚合物粘結(jié)劑可以是熱塑性的，熱固性的或者所供給的彈性體聚合物材料，它具有適宜的散熱器粘結(jié)能力，防水能力，在碳?xì)浠衔锶軇┲械目孤∑鹦缘鹊葘?duì)MCM環(huán)境合適的一些屬性。盡管沒(méi)有要求，但是也常常希望把聚合物粘結(jié)劑用作散熱器粘結(jié)劑，這種聚合物粘結(jié)劑在應(yīng)用和初始硬化之后可以再次使用。一種可再次使用的粘結(jié)劑意指一種具有“熱塑性”特性的粘結(jié)劑，它呈現(xiàn)出一些優(yōu)點(diǎn)，其方便和制作靈活性在于可在第一次應(yīng)用之后，用加熱的辦法可使它再次使用(使之軟化)，而且在再次使用之后，用冷卻的辦法，可使之重新固化(恢復(fù)原狀)。一個(gè)普通的專業(yè)人員把這些準(zhǔn)則的類型記在腦子里就可以選擇和適配合適的聚合物材料以用作本發(fā)明中的散熱器粘結(jié)劑。
例如，用本發(fā)明可以期待的其他類型的聚合物粘結(jié)劑包括，如，硅氧烷聚酰亞胺美國(guó)通用電氣公司(General ElectricCompany)生產(chǎn)的商標(biāo)為AltisilTM(SPI系列)的市售這種含硅聚合物的嵌段共聚物類就是這種粘結(jié)劑。熱塑彈性體，諸如烯烴(的)、苯乙烯(的)、聚氨酯(類)以及它們的聚脂類也被期待作為本發(fā)明的聚合物散熱器粘結(jié)劑。此外，氫化硅烷化的熱塑彈性體材料也是可期待的。這一類的彈性體涉及到源自一種非飽和合成彈性體的碳-碳雙鍵的氫化硅烷化的多功能有機(jī)硅分子。
雖然本發(fā)明在適合于MCM的冷卻系統(tǒng)中找到了主要的應(yīng)用。但它對(duì)于其他類型的熱傳輸系統(tǒng)具有普遍的適用性。另外，本發(fā)明對(duì)于滿足含硅聚合物粘結(jié)劑的粘結(jié)要求是普遍地有用的。上述粘結(jié)要求包括對(duì)上述含硅聚化物粘結(jié)劑具有不好的直接粘結(jié)能力的金屬。
雖然本發(fā)明的某些實(shí)施形態(tài)已被說(shuō)明并畫了出來(lái)，但是本發(fā)明并不受限于這樣說(shuō)明和畫出的特定形狀和部件的安排，而且只要不偏離本發(fā)明的范圍和宗旨，可以進(jìn)行各種各樣的修改和改變。因此，在附屬的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，可以和已特別說(shuō)明和畫出來(lái)的實(shí)施形態(tài)不相同的另外一種樣子來(lái)實(shí)行本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種散熱器部件，包括一個(gè)多芯片組件，具有一個(gè)基板和裝在上述基板的第1表面上的至少一個(gè)集成電路芯片；一個(gè)把上述至少一個(gè)集成電路芯片封在里邊的管帽，上述管帽有一上部的外表面；用于在上述至少一個(gè)集成電路芯片和上述管帽之間進(jìn)行熱傳送的裝置；一個(gè)聚合物粘結(jié)劑層；一個(gè)在上述管帽表面和上述聚合物粘結(jié)劑層之間的薄的粘結(jié)金屬膜，該薄的粘結(jié)金屬膜由含金屬的材料構(gòu)成且其厚度對(duì)把上述管帽表面粘到上述聚合物粘結(jié)劑層上是有效的；和一個(gè)被粘結(jié)到上述聚合物粘結(jié)劑層上的散熱器。
2.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽表面包含一種金屬，該金屬對(duì)硅氧烷彈性體材具有小于150lbs/inch2的切變強(qiáng)度。
3.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽表面含有金屬。
4.權(quán)利要求3的散熱器部件，其特征是上述金屬包括鎳。
5.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜是一種選自由Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，和W組成的群體中的金屬及其合金。
6.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜是一種選自由鉻和鉻的合金組成的群體中金屬。
7.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度為50?！?0000埃。
8.權(quán)利要求5的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度為50?！?0000埃。
9.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度為約450埃～約550埃。
10.權(quán)利要求5的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度為約450?！s550埃。
11.權(quán)利要求6的散熱器部件，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度為約450埃～約550埃。
12.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述至少一個(gè)集成電路芯片具有一個(gè)面朝下的電路面和面朝上的沒(méi)有電路的相反的面，其中上述電路面通過(guò)焊料突出電極粘到上述基板上。
13.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述用于在上述至少一個(gè)集成電路芯片與上述管帽之間進(jìn)行熱傳送的機(jī)構(gòu)具有一種在上述管帽的內(nèi)表面和上述至少一個(gè)集成電路芯片的頂部表面之間的熱糊狀物。
14.權(quán)利要求13的散熱器部件，其特征是上述熱糊狀物包括(a)一種油，選自由聚阿爾發(fā)烯烴油，碳?xì)浠衔餆o(wú)機(jī)油和硅氧烷油組成的群體，和(b)一種顆粒填充劑，選自由鉛粉，氧化鋁粉和它們的混合物組成的群體。
15.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述聚合物粘結(jié)劑由硅氧烷彈性體材料構(gòu)成。
16.權(quán)利要求15的散熱器部件，其特征是上述硅氧烷彈性體材料由室溫硬化的硅氧烷聚合物粘結(jié)劑構(gòu)成。
17.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽由一種選自銅鎢，鋁硅碳化物，鋁，鋁氮化物，碳，硼氮化物和金剛石的材料構(gòu)成。
18.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽由銅構(gòu)成。
19.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽由銅鎢化合物構(gòu)成。
20.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述管帽由基板管帽構(gòu)造構(gòu)成，上述基板管帽構(gòu)造由銅和由鎳構(gòu)成的金屬質(zhì)的表面層構(gòu)成，上述鎳表面層形成上述上部外表面。
21.權(quán)利要求1的散熱器部件，其特征是上述至少一個(gè)集成電路芯片由眾多集成電路芯片組成。
22.一種用于把含硅聚合物粘結(jié)劑粘結(jié)到一種對(duì)該聚合物粘結(jié)劑具有不好的直接粘接能力的金屬上去的方法，這種方法包括下述步驟(a)準(zhǔn)備一種未硬化的含硅聚合物粘結(jié)劑和一個(gè)具有含金屬的表面的基板，上述金屬對(duì)上述聚合物粘結(jié)劑具有不好的粘結(jié)能力；(b)在上述基板表面上淀積一層薄的粘結(jié)金屬膜；(c)使上述聚合物粘結(jié)劑與上述薄的粘結(jié)金屬膜接觸；(d)固化上述聚合物粘結(jié)劑；其中上述一種薄的粘結(jié)金屬膜由一種金屬材料構(gòu)成且其厚度對(duì)把上述基板表面粘結(jié)到上述聚合物粘結(jié)劑上是足夠的。
23.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述基板表面由一種金屬構(gòu)成。該金屬對(duì)硅氧烷彈性體材料具有小于150lbs/inch2的切變強(qiáng)度。
24.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述基板表面由鎳構(gòu)成。
25.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜是一種選自由Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo和W組成的群體中的金屬和它們的合金。
26.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜是一種選自由鉻和鉻的合金組組成的群體中的金屬。
27.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的上述淀積包括濺射。
28.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述薄的粘結(jié)金屬膜的厚度被淀積為50埃～10000埃。
29.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述基板表面由鎳構(gòu)成而且上述基板表面在步驟(b)之前被適當(dāng)?shù)厥┬袨R射刻蝕以去掉自然鎳氧化物。
30.權(quán)利要求22的方法，其特征是上述聚合物粘結(jié)劑由硅氧烷彈性體材料構(gòu)成。
31.權(quán)利要求30的方法，其特征是上述硅氧烷彈性體材料由在室溫下在步驟(d)硬化的硅氧烷聚合物粘結(jié)劑構(gòu)成。
32.權(quán)利要求22的處理的產(chǎn)品。
33.權(quán)利要求26的處理的產(chǎn)品。
全文摘要
利用薄的助粘金屬膜層把多芯片組件管帽粘附到聚合物散熱器粘結(jié)劑上去的散熱器部件和方法，該薄的助粘金屬膜層在管帽和聚合物粘結(jié)劑之間提供一種滿足封裝性能和可靠性要求的粘結(jié)。還有一種在含硅聚合物粘結(jié)劑和金屬表面之間用薄的助粘金屬薄膜層及其產(chǎn)品來(lái)促進(jìn)粘結(jié)的方法。
文檔編號(hào)F28F3/02GK1153401SQ9611449
公開(kāi)日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月30日
發(fā)明者希爾頓·T·托伊, 戴維·L·愛(ài)德華, 席大元(音譯), 阿賈伊·P·吉利 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司