專利名稱：控制熱界面間隙距離的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及控制電子電路芯片和蓋、熱沉或其它冷卻機構(gòu)之間間隙厚度的結(jié)構(gòu)和方法。具體地，本發(fā)明涉及控制電路芯片和蓋或熱沉之間間隙尺寸的系統(tǒng)，更具體地控制使所述間隙盡可能地小，不會有害地影響組裝工藝或芯片集成度。本發(fā)明特別涉及控制設(shè)置在單個芯片或多芯片組件與它的蓋或蓋板之間的熱膏材料的厚度。
隨著器件集成水平的不斷提高，更有效地冷卻大功率電子電路芯片的解決方案變?yōu)楂@取需要的系統(tǒng)性能越來越重要的因素。由于熱膏或凝膠的簡便性和高度的熱性能，因此使用熱膏或凝膠冷卻單芯片或多芯片組件非常理想。熱膏也不受小顆粒雜質(zhì)影響；因此，組件的組裝可以在非凈化室環(huán)境中完成，這是有助于減小組件組裝成本的一個因素。此外，熱膏的柔順性使它們吸收與芯片高度以及硬件變化相關(guān)的機械容差。
有效地冷卻電子電路芯片的另一方法是在芯片和它的相應(yīng)組件蓋之間使用焊料。此時，芯片背面金屬化，焊料潤溫蓋和芯片表面，由此當回流芯片時，在芯片和蓋之間獲得接合，焊料的熱導(dǎo)率約10倍于可得到的最好熱膏的熱導(dǎo)率；因此和熱膏相比它顯著地提高了熱性能。然而，通過控制芯片和蓋之間間隙中的膏厚度可以獲得熱膏的柔順性優(yōu)點，同時提高熱傳導(dǎo)性。
現(xiàn)已公知需要電子器件在低溫下工作以增強性能和可靠性。這對CMOS器件特別適用，當溫度減小10℃，系統(tǒng)速度增加約2％。
對于一級近似，通過以下一維方程得到芯片的溫度T芯片＝T空氣+P芯片xR內(nèi)+P組件xR外當為單芯片組件時，組件的功率等于芯片功率，以上的方程簡化為
T芯片＝T空氣+P芯片x(R內(nèi)+R外)在以上方程中，R內(nèi)表示組件的內(nèi)部熱阻，即從芯片向上穿過熱膏到達組件蓋的阻值，而R外表示組件外部的熱阻，即蓋與熱沉界面加上熱沉的阻值，包括空氣加熱效應(yīng)。
內(nèi)部熱阻由三個阻值串聯(lián)組成R內(nèi)＝R芯片+R膏+R蓋由于蓋通常由如鋁等的高熱導(dǎo)率材料制成，因此熱膏的阻值對內(nèi)部熱阻R內(nèi)影響最大。因此減小熱膏電阻值為減小整個器件溫度的重要因素。
膏的熱阻由下面的方程給出R膏＝L間隙/(K膏×A芯片)其中L間隙為芯片和組件蓋之間的膏厚度，K膏為膏的熱導(dǎo)率，A芯片為芯片的面積。從以上的表達式可以清楚僅通過(i)減小膏間隙尺寸和/或(ii)增加熱膏的熱導(dǎo)率就可以減小膏的熱阻R膏。
目前的設(shè)計利用熱膏的柔順性調(diào)節(jié)熱膏間隙中的變化。公差主要包括芯片厚度的公差、芯片焊料球的公差以及硬件和襯底的公差。這些公差的統(tǒng)計變化通常在±0.003到0.004英寸之間。由于隨著膏被擠入很小的間隙內(nèi)，即擠入0.003英寸的間隙內(nèi)，熱膏的“擠壓力”按指數(shù)規(guī)律上升，因此任何單芯片或多芯片組件應(yīng)設(shè)計得能在正常條件下獲得至少0.007英寸的熱膏間隙。因此統(tǒng)計的最大膏間隙變?yōu)?.010到0.011英寸。
如果在芯片和組件蓋之間使用焊料，那么仍需要考慮和僅有熱膏時相同類型的設(shè)計公差。雖然焊料的膏間隙控制對熱性能并不重要，但這里公開的控制熱膏間隙的裝置和方法也可用于獲得最佳的焊縫形狀，因為在熱循環(huán)期間這對焊料的可靠性有影響。因此，通過本發(fā)明，熱膏冷卻變得更有效，焊料的熱界面變得更可靠。(應(yīng)該注意與僅使用熱膏相比，較高的熱導(dǎo)率的焊料能減小設(shè)計公差問題。)本發(fā)明提供一種控制芯片和組件蓋之間間隙同時將芯片和它的互連結(jié)構(gòu)保持在密封環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和方法。需要密封的封裝以防止特別是經(jīng)過長時間之后潮氣接觸芯片。因此，如本發(fā)明中使用的熱膏冷卻變得更有效，以焊料為基礎(chǔ)的冷卻變得更可靠。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種電子芯片組件以控制熱膏厚度。特別是，具有電導(dǎo)體的基板與面朝下貼到基板的電子電路芯片一起提供，以進行電路芯片和基板上導(dǎo)電體之間的電接觸?；酒教沟膶?dǎo)熱蓋設(shè)置在芯片上并與膏熱接觸。在一個實施例中，蓋的水平范圍比芯片大，因此部分蓋懸在芯片上。此外所述伸出的蓋部分從蓋周邊的凸起蓋密封環(huán)上伸出。此外，在基板上提供對應(yīng)的凹槽。所述槽有側(cè)壁，密封劑設(shè)置在槽內(nèi)，由此形成槽的側(cè)壁和向下伸出的凸起蓋密封環(huán)之間的密封。
在本發(fā)明的另一實施例中，代替在基板上使用凹槽，將凹槽設(shè)置在導(dǎo)熱蓋中，對應(yīng)的凸起頂環(huán)設(shè)置在基板上。所述凸起密封環(huán)具有T形剖面，“T”形的垂直部分延伸到密封劑內(nèi)，所述密封劑設(shè)置在密封環(huán)和蓋部分中接收凹槽側(cè)壁之間的。
在本發(fā)明另一實施例中，在蓋中也使用了凹形槽，并且使用了T形凸起密封環(huán)。然而，在該實施例中，具有T形剖面的凸起密封環(huán)沿基板的外周邊設(shè)置，“T”通常形的垂直部分設(shè)置在密封到基板的水平位置中?！癟”形通常的水平剖面部分向上延伸到設(shè)置在凸起密封環(huán)和蓋之間密封劑內(nèi)。當蓋延伸超出基板時，所述實施例特別有利。在所述實施例中，蓋不僅伸出在芯片之外，也伸出在基板之外。當需要較大的熱沉和散熱能力時，本實施例特別有利。
在另一實施例中，凹槽提供在蓋中，中間凸起環(huán)首先密封地貼到基板上，隨后設(shè)置在蓋的凹槽部分內(nèi)。和以上相應(yīng)的實施例中一樣，固化形密封劑材料提供在凸起部分和設(shè)置在蓋內(nèi)的凹槽之間。這里密封劑可以為可固化的聚合物或合適的焊料。
在本發(fā)明的另一實施例中，不使用凹槽部分和凸起密封構(gòu)件。取而代之，蓋的側(cè)壁制得很短，以便在蓋和基板之間使用密封劑材料。
如這里和附帶的權(quán)利要求書中使用的，以水平或垂直介紹提到的部分。然而，應(yīng)該注意這些術(shù)語是相對的。這些結(jié)構(gòu)實際上不是必須設(shè)置在圖中示出的位置中，具體地它們可以顛倒或設(shè)置在與顯示的旋轉(zhuǎn)90°的方向中，或?qū)嶋H上可以旋轉(zhuǎn)距圖中顯示的任何量。還應(yīng)該注意這里電路芯片有兩個邊。一面是芯片平坦的背面，另一面為距制成的電連接面朝上。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種控制設(shè)置在芯片和單個芯片或多芯片組件的蓋之間可塑的導(dǎo)熱材料厚度的方法和裝置。
本發(fā)明的另一目的是提高集成電路芯片器件的熱流動。
本發(fā)明的又一目的是增加電子電路芯片器件的工作速度。
本發(fā)明的再一目的是提供焊料和熱膏系統(tǒng)的熱優(yōu)點。
本發(fā)明的還一目的是減小組裝的電子電路芯片組件中公差變化的統(tǒng)計效應(yīng)。
本發(fā)明的另一目的是將導(dǎo)熱蓋和由蓋密封的電子電路芯片之間的間隙減小到小于約2到3密耳的距離。
最后，但不限于此，本發(fā)明的再一目的是不僅減小而且控制設(shè)置在電子電路芯片和它們含有的封裝之間熱膏材料的厚度。
本發(fā)明的主題特別指出并清楚地陳述在說明書的結(jié)束部分中。然而，通過參考下面結(jié)合附圖的說明將更好地理解本發(fā)明的組織和實施方法以及其它的目的和優(yōu)點。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用分別提供的U形接收槽的側(cè)視圖；圖2示出了本發(fā)明的另一實施例的剖面?zhèn)纫晥D，其中U形接收槽提供在蓋結(jié)構(gòu)中；圖3為本發(fā)明一個實施例的剖面?zhèn)纫晥D，其中既沒有使用槽也沒有使用凸起密封環(huán)，而是依靠可塑性密封劑材料。
圖4為本發(fā)明一個實施例的剖面?zhèn)纫晥D，其中接收槽提供在蓋中；圖5為類似于圖4的本發(fā)明一個實施例的剖面?zhèn)纫晥D，除了凸起密封環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)置在基板的周邊附近，由此為蓋延伸伸出芯片和基板提供可能。
本發(fā)明增強了設(shè)計用于器件集成度、速度和密度的增加所需的越來越高的功率水平的電子組件封裝的熱性能。具體地本發(fā)明提供一種減小密封的電子組件或封裝中熱膏間隙的方法和裝置。本發(fā)明的優(yōu)點在于使用直接的熱間隙方式，通過芯片器件和組件蓋之間較短的熱傳輸路徑，提高組件的熱性能。密封的組件滿足了所有產(chǎn)品的性能和可靠性的要求。
在本發(fā)明中最好借助使組件用可變高度的密封接縫加以包封的機械支座(standoff)來控制蓋和芯片器件表面之間的區(qū)域。當芯片器件和蓋表面直接借助這些機械支座定位時，減小了“累積公差”的水平。在不提供可變高度密封接縫的組件設(shè)計中，芯片和蓋間隙可能有較大的統(tǒng)計公差，例如±0.003到0.004英寸。然而，使用這里的直接間隙方式，芯片和蓋之間的公差可以減小到約±0.0005英寸。標定的間隙尺寸由以前的0.007英寸減小到0.003到0.004英寸。所述間隙尺寸和公差減小轉(zhuǎn)變成顯著的熱改善，特別是對高功率的芯片。例如，如果假設(shè)每邊12mm的芯片散熱60瓦，熱膏的熱導(dǎo)率為3瓦每米-開爾文，那么電流間隙設(shè)計(在0.010英寸)在熱膏界面產(chǎn)生35°的溫度下降，即芯片比蓋溫度高35°。然而，使用本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約0.004英寸的最大膏間隙，在膏上轉(zhuǎn)變?yōu)閮H14°的溫度下降。即，芯片溫度減小20°以上。這對應(yīng)于增加約4％可使用的系統(tǒng)速度。
在本發(fā)明中有幾個實施例。在一個實施例中，提供一種柔性熱界面，使用芯片器件和蓋之間的熱膏，同時使用U形槽作為可變高度的密封接縫。在另一實施例中，使用如焊料等的金屬熱界面材料，蓋具有一提供可變高度密封接縫的槽結(jié)構(gòu)。使用金屬熱界面材料，增強了熱導(dǎo)率。例如，與僅具有小于5瓦每米-開爾文的熱導(dǎo)率的柔性熱膏材料相比，焊料具有約30瓦每米-開爾文的熱導(dǎo)率。然而，這些實施例都提供了具有氣密或非氣密密封的組件。如果熱間隙支座結(jié)構(gòu)的公差很小，對于密封接頭，可以避免使用可變高度的密封接縫，因為焊料可以跨越基板和蓋之間的高度公差間隙，如第三實施例中所示。
圖1示出了使用了單芯片組件(SCM)的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中為了環(huán)境和操作保護，器件16連接到基板10和蓋20。圖1中的實施例特別示出了用“芯片朝上”制造的SCM的組裝工藝。熱沉50用導(dǎo)電粘合劑51粘貼到蓋20，以進一步加強組件的冷卻。通常，芯片器件16通過焊料球14和基板焊盤12固定到基板10?；?0通常也包括一個或多個分立器件，例如電容器、電阻等。以和芯片器件16相同的方式，這些器件借助它們自己的焊料球14和基板焊盤12固定。由于在熱循環(huán)期間材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配，器件底膜材料13施加到焊料球14或器件互連，以增加焊料接縫的疲勞壽命?；寤ミB(管腳)31用于直接固定到卡組件30或印刷電路板(PCB)。為了方便、簡單和易于理解的目的，熱沉50和卡組件30在圖2-5中沒有具體地示出，當然它們其中的內(nèi)含物也不容易看出。
圖1中的本發(fā)明示出了減小并控制密封組件中熱間隙變化和公差的工藝。通過在芯片器件16和蓋20之間引入支座21可以較好地控制熱間隙18。支座21例如可以是組裝期間放置在芯片器件16和蓋20之間獨立的圓盤或者它們實際上為蓋20整體的一部分。實際上，支座21可以為任何常規(guī)形狀。當使用支座21時，僅基于本發(fā)明的直接熱間隙控制僅為支座21的公差。然而為了提供組件周圍的密封，使用了用密封材料41貼到基板10上的U形槽40。所述密封材料優(yōu)選包括如Sylguard等可以買到的材料。柔性熱界面材料17施加到設(shè)置芯片器件16的蓋20上的位置。然后具有潛在一體的支座21的蓋20放置到位，蓋44的周邊凸起邊緣密封部分在含有氣密或非氣密密封劑的U形槽40內(nèi)“浮動”。對于焊料密封劑，組件進行爐回流工藝，焊料48氣密地密封組件。所述密封的SCM可以是氣密密封或非氣密密封的組件。
在非氣密密封的實施例中，組件放置在施加負荷70的夾具中，組件在盒形對流型烘箱或其它加熱/冷卻裝置中固化。在氣密組件中，圖2中的基板密封區(qū)域45例如使用鎳或金金屬化。U形槽40優(yōu)選由鐵鎳鈷合金制成，并鍍金，用例如金錫焊料等的焊料粘貼到基板密封區(qū)域45。如鉛錫焊料等的低溫焊料放置在U形槽40內(nèi)用于以后的氣密密封。蓋密封區(qū)域44優(yōu)選用鎳或金金屬化，蓋放置在U形槽40內(nèi)并焊接在原位形成氣密密封。夾具組合件將負載70施加到組件，然后在爐中加熱組件，作為回流工藝的一部分氣密密封組件。使用較高熔點的焊料將U形槽40粘貼到基板10，使用低熔點焊料最后密封單元，以減小在焊料界面上進行組件密封的復(fù)雜性(U形槽40與基板10，蓋20與U形槽40)。
圖2示出了本發(fā)明特別優(yōu)選的實施例，其中在芯片器件16和蓋20之間使用金屬熱界面材料19。這是制造期間以芯片朝下方式處理單芯片組件的另一組裝工藝。該方法的優(yōu)點是較好地控制金屬熱界面材料19(焊料)，防止在回流接合期間在芯片器件16和蓋20之間留下熱界面間隙18。通過焊料球14將芯片器件16連接到基板10上的基板焊盤12。附加的分立器件15也可以使用相同的焊料球技術(shù)貼到基板焊盤12和基板10。芯片器件16的背面優(yōu)選用例如鎳和金金屬化(16a)以提高可焊性。
對于非氣密密封的組件，密封環(huán)43優(yōu)選包括鋁。密封環(huán)43借助基板密封材料41(見圖2)粘貼到基板10。蓋20有用鎳和選擇性金電鍍金屬化的區(qū)域20a。所述區(qū)域與芯片器件16具有相同的圖象尺寸和位置，用于提高可焊性。蓋20在壓力下貼到基板10上，并送到爐回流工藝，以便金屬熱界面材料粘貼到蓋20和芯片器件16上。施加覆蓋密封材料42，在加熱工藝中固化組件，以形成非氣密密封。
對于氣密密封的組件，密封環(huán)43優(yōu)選包括如鐵鎳鈷合金等的材料，并用鎳和金電鍍以提高可焊性。密封環(huán)43和芯片器件16和分立器件15同時粘貼到基板。如果存在可能的芯片器件再加工工藝，那么用低溫焊料連接芯片器件16而不是施加到焊料球14之后，可以加入密封環(huán)43。蓋20包括用鎳和選擇性金電鍍覆蓋的金屬化區(qū)域22a，和芯片器件16相同的尺寸和圖象位置。同樣用于提高可焊性。密封區(qū)域44也金屬化，并用焊料鍍錫用于以后組件的密封。組件放置在壓力施加夾具中，金屬熱界面材料19(例如蓋和焊料)同時熔化，在對流或紅外線帶爐回流操作期間，將蓋20結(jié)合到芯片器件16，并將密封環(huán)43結(jié)合到蓋密封區(qū)域44。
除同時粘貼金屬焊料界面材料和氣密密封的組件之外，還可以分別地進行這些步驟。此時，蓋20粘貼到器件16之后，可以使用低溫焊料形成蓋密封。
圖3示出了使用氣密密封的單芯片組件的本發(fā)明另一優(yōu)選實施例，其中蓋20不用密封環(huán)結(jié)合到基板10，并且借助支座21控制熱間隙尺寸。通過焊料球14將芯片器件16結(jié)合到基板10上的基板焊盤12。也可以使用附加的分立器件，并如上所述連接?？伤艿臒峤缑娌牧?7，即熱膏施加在要設(shè)置芯片器件16的蓋20上的間隙18中。然后使用施加約2磅負荷70的夾具將蓋20放置在芯片器件16和基板10上。然后夾具組件送到爐回流工藝，焊料48氣密地密封組件。
要提高SCM的熱性能，要在蓋20和芯片器件16之間放置金屬熱界面材料。此時，用鎳和金金屬化蓋20的區(qū)域和芯片器件16，以提高可焊性。如鉛錫焊料等的焊料鍍錫到芯片16和基板區(qū)域45上。然后將蓋20放置在芯片16和基板10上，夾具施加約2磅的負荷。然后組件進行爐回流工藝，焊料氣密地密封組件。
在以上所有的實施例中，單芯片組件僅作為一個例子。然而，具有多于一個芯片的多芯片組件(MCM)也可以從這里使用的直接熱間隙控制方法中受益，以提高組件的熱性能。具體地，甚至可以使用位于一些或所有芯片上的支座提供控制的熱間隙，以氣密或非氣密密封多芯片組件。
具體參考圖4，從中可以看出具有T形剖面的密封環(huán)52借助密封劑53密封地粘貼到基板10。如圖所示，密封環(huán)52具有倒置的“T”形結(jié)構(gòu)，它的凸起部分延伸到設(shè)置在蓋20中的U形槽55內(nèi)的密封劑材料42內(nèi)。U形槽55具有側(cè)壁46和底部50。類似地，在圖5中，示出了類似的結(jié)構(gòu)，除了使用密封環(huán)47，同時類似地具有T形剖面，T的一個臂設(shè)置在向上的方向中，延伸到蓋20的槽50內(nèi)，圖5中的水平延伸大于圖4中的蓋20。此時，蓋20作為散熱器。
雖然這里根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例詳細地介紹了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進行許多修改和變形。因此，由附帶的權(quán)利要求書覆蓋在本發(fā)明實際的精神和范圍內(nèi)的所有的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種電子芯片組件，可以控制熱膏的厚度，所述組件包括其中具有導(dǎo)電體的基板；電子電路芯片，面朝下粘貼到所述基板，以與所述導(dǎo)體電連接；設(shè)置在所述芯片的非朝下面上的熱膏；基本平坦的導(dǎo)熱蓋，設(shè)置在所述芯片上，與所述膏熱接觸，所述蓋的水平范圍比所述芯片大，因此具有伸出部分從所述蓋周圍的凸起的蓋密封環(huán)上伸出；具有側(cè)壁的凹槽，所述槽設(shè)置在所述基板上或基板內(nèi)，用于接收所述凸起密封環(huán)；以及密封劑材料，設(shè)置在所述凹槽的所述側(cè)壁和所述凸起的蓋密封構(gòu)件之間的所述凹槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的芯片組件，還包括設(shè)置在所述蓋和所述芯片的非面朝下面之間的至少一個間隔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述蓋的一體部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的芯片組件，其中用做所述間隔結(jié)構(gòu)的材料選自塑料、金屬和陶瓷構(gòu)成的組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)包括多個分立的間隔元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述芯片定制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的芯片組件，其中所述槽在所述芯片周圍的路徑中延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的芯片組件，其中所述路徑封閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的芯片組件，其中所述槽為可密封地粘貼到所述基板的分離結(jié)構(gòu)。
10.一種電子芯片組件，可以控制熱膏的厚度，所述組件包括其上具有導(dǎo)電體的基板；電子電路芯片，面朝下粘貼到所述基板，以與所述導(dǎo)體電連接；設(shè)置在所述芯片的非朝下面上的熱膏；基本平坦的導(dǎo)熱蓋，設(shè)置在所述芯片上，與所述膏熱接觸，所述蓋的水平范圍比所述芯片大，因此所述蓋具有伸出部分，所述蓋還具有設(shè)置在所述伸出部分中的凹槽，所述凹槽具有側(cè)壁；凸起密封環(huán)，設(shè)置在所述基板上，由此位于所述槽上與之面對，至少部分設(shè)置在所述槽內(nèi)；以及密封劑材料，設(shè)置在所述側(cè)壁和所述凸起的密封環(huán)之間的所述凹槽內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的芯片組件，還包括設(shè)置在所述蓋和所述芯片的非面朝下面之間的至少一個間隔結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述蓋的一體部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中用做所述間隔結(jié)構(gòu)的材料選自塑料、金屬和陶瓷構(gòu)成的組。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)包括多個分立的間隔元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述芯片定制。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中所述槽在所述芯片周圍的路徑中延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的芯片組件，其中所述路徑是封閉的。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的芯片組件，其中凸起密封環(huán)設(shè)置在所述基板周邊附近。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的芯片組件，其中所述凸起密封環(huán)具有T形剖面。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的芯片組件，還包括與所述蓋熱接觸的熱沉。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的芯片組件，還包括與所述蓋熱接觸的熱沉。
22.一種電子芯片組件，可以控制熱膏的厚度，所述組件包括其上具有導(dǎo)電體的基板；電子電路芯片，面朝下粘貼到所述基板，以與所述導(dǎo)體電連接；設(shè)置在所述芯片的非朝下面上的熱膏；基本平坦的導(dǎo)熱蓋，設(shè)置在所述芯片上，熱接觸所述膏，所述蓋的水平范圍比所述芯片和所述基板大，因此具有伸出部分，所述蓋還具有設(shè)置于其內(nèi)的凹槽，所述凹槽具有側(cè)壁；凸起密封環(huán)，密封地設(shè)置在所述基板的周邊附近，所述密封劑材料設(shè)置在所述凹槽的所述側(cè)壁和垂直的所述凸起的密封環(huán)之間的所述凹槽內(nèi)，所述環(huán)的垂直凸起部分至少部分延伸到所述槽內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的芯片組件，還包括設(shè)置在所述蓋和所述芯片的非面朝下面之間的至少一個間隔結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述蓋的一體部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的芯片組件，其中用做所述間隔結(jié)構(gòu)的材料選自塑料、金屬和陶瓷構(gòu)成的組。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的芯片組件，其中所還間隔結(jié)構(gòu)包括多個分立的間隔元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述芯片定制。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的芯片組件，其中所述槽在所述芯片周圍的路徑中延伸。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的芯片組件，其中所述路徑是封閉的。
30.根據(jù)權(quán)利要求22的芯片組件，其中所述槽為可密封地粘貼到所述基板的分離結(jié)構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求22的芯片組件，還包括與所述蓋熱接觸的熱沉。
32.一種電子電路芯片組件，可以控制熱膏的厚度，所述組件包括其上具有導(dǎo)電體的基板；電子電路芯片，面朝下粘貼到所述基板，以與所述導(dǎo)體電連接；設(shè)置在所述芯片的非朝下面上的熱膏；基本平坦的導(dǎo)熱蓋，設(shè)置在所述芯片上，與所述膏熱接觸，所述蓋的水平范圍比所述芯片大，因此所述蓋具有伸出部分，所述蓋還具有設(shè)置在所述伸出部分中的凹槽，所述凹槽具有側(cè)壁；中間凸起密封環(huán)，至少部分位于所述槽內(nèi)，并密封地粘貼到所述基板；以及密封劑材料，設(shè)置在所述側(cè)壁和所述凸起的密封環(huán)之間的所述凹槽內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的芯片組件，還包括設(shè)置在所述蓋和所述芯片的非面朝下面之間的至少一個間隔結(jié)構(gòu)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述蓋的一體部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的芯片組件，其中用做所述間隔結(jié)構(gòu)的材料選自塑料、金屬和陶瓷構(gòu)成的組。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)包括多個分立的間隔元件。
37.根據(jù)權(quán)利要求33的芯片組件，其中所述間隔結(jié)構(gòu)為所述芯片定制。
38.根據(jù)權(quán)利要求32的芯片組件，其中所述槽在所述芯片周圍的路徑中延伸。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的芯片組件，其中所述路徑是封閉的。
40.根據(jù)權(quán)利要求32的芯片組件，還包括與所述蓋熱接觸的熱沉。
全文摘要
借助浮動的密封結(jié)構(gòu)調(diào)整芯片、基板和硬件尺寸中的公差,以確保設(shè)置在芯片和它的蓋之間的柔性導(dǎo)熱膏盡可能地平衡,以便減小膏的熱阻,能夠在冷卻的溫度下運行芯片。還優(yōu)選使用支座以確保適當?shù)母嚅g隙厚度。
文檔編號H01L23/42GK1259766SQ9912645
公開日2000年7月12日 申請日期1999年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月6日
發(fā)明者希爾頓·T.·特羅伊, 里德·A·謝里夫 申請人:國際商業(yè)機器公司