固态电子组件制造技术

一种固态电子组件，其包括被安装到衬底的第一集成电路(IC)裸片和被安装在第一IC裸片上的散热器。散热器包括导热板和第一热载体。第一热载体具有被机械地固定到热导板的第一端。第一热载体具有从导热板悬伸的第二端。第二端与第一IC裸片的上表面导热接触。

【技术实现步骤摘要】
固态电子组件
本公开的实施例总体上涉及芯片封装和具有该芯片封装的电子器件，尤其涉及具有与热载体连接的裸片以增强温度控制的芯片封装。
技术介绍
电子器件，例如平板电脑、计算机、服务器、室内电信、户外电信、工业计算机、高性能计算数据中心、复印机、数码相机、智能电话、控制系统和自动取款机等通常采用电子组件，其中电子组件利用芯片封装来提高功能和达到更高的组件密度。传统的芯片封装方案通常利用封装衬底，其通常与硅通孔(through-silicon-via,TSV)中介层结合，以使多个集成电路(IC)裸片能够被安装到单个衬底上。IC裸片可以包括存储器、逻辑、MEMS、RF或其他IC器件。尽管芯片封装已经实现了提升的器件密度和性能，但提升的密度和性能也使得管理由器件产生的热量更具挑战性。在传统的芯片封装中，通常采用散热器(heatsink)来传导地去除芯片封装中的裸片产生的热量。然而，用于提升对IC裸片的热量的传递的散热器通常受限于可以通过直接热传导传递的热量。而且，无盖芯片封装通常使封装内部和不同封装之间的裸片具有不同的高度。因此，无盖芯片封装的IC裸片可能与散热器之间不具有良好的热接触，从而不会实现有效的热传递。此外，如果需要大厚度的热界面材料来桥接IC裸片和散热器的距离，则由于热界面材料的不希望的过大厚度，IC裸片和散热器之间的热传递将进一步降低。因此，需要一种用于增强芯片封装的热管理的改进配置。
技术实现思路
提供了芯片封装和电子器件，它们包括与裸片灵活连接的用于增强温度控制的散热器。在一个示例中，提供了一种固态电子组件，其包括被安装到衬底的第一集成电路(IC)裸片和被安装在第一IC裸片上的散热器。散热器包括导热板和第一热载体。第一热载体具有被机械固定到导热板的第一端。第一热载体具有从导热板悬伸的第二端。第二端与第一IC裸片的上表面导热接触。在另一个示例中，提供了一种固态电子组件，其包括具有至少第一槽和第二槽的外壳，设置在外壳的第一槽中的第一板组件和设置在外壳的第二槽中的第二板组件。第一板组件具有安装在其上的集成电路(IC)裸片。第二板组件包括导热板和第一热载体。第一热载体包括第一端和第二端。第一端被机械固定在导热板上。第二端从导热板悬伸并且与被安装到第一板的IC裸片的上表面导热接触。在又一个实施例中，提供了一种用于对由集成电路(IC)裸片产生的热量进行热管理的方法，该方法包括将热量从IC裸片传递到热载体的第一端，将热量从热载体的第二端传递至导热板，热载体的第一端从导热板悬伸。附图说明为了能够详细理解本公开的上述特征，可以参考实施例来获得对上文简要总结的本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中被示出。然而，要注意的是，附图仅示出了本专利技术的典型实施例，因此不应被视为限制其范围，因为本专利技术可以允许其他等效实施例。图1是包括与散热器连接的IC裸片的集成芯片(IC)封装的一个示例的横截面示意图。图2是包括与散热器连接的IC裸片的IC封装的另一示例的横截面示意图。图3是包括与散热器连接的IC裸片的IC封装的另一示例的横截面示意图。图4是图3的散热器和集成的IC封装的局部俯视图。图5是包括通过偏置焊盘与散热器连接的IC裸片的IC封装的另一示例的横截面示意图。图6是IC裸片、热载体和散热器之间的热界面的局部横截面示意图。图7是相对的表面之间的热界面的局部横截面示意图，它们之间的热传递通过微槽而增强。图8是包括与公共散热器连接的IC裸片的多个IC封装的横截面示意图。图9是包括与散热器连接的IC裸片的IC封装的横截面示意图。图10是图9的散热器和集成的IC封装的俯视图。图11是具有置于相邻槽中的印刷电路板和散热器的电子盒的侧视图。为了便于理解，在可能的情况下使用相同附图标记来表示各附图中共有的相同元件。可以预期一个实施例的元件可有利地并入其他实施例中。具体实施方式本公开的实施例主要提供芯片封装和电子器件，它们包括改进了对芯片封装的一个或多个IC裸片的热管理的散热器。本文的示例利用了热载体，该热载体被动态地安装到散热器，使得热载体的一端能够相对于热载体被固定到散热器的相对端自由移动。热载体的自由端基本上消除了与散热器和每个裸片的表面之间的距离有关的容差问题，从而减小了在界面上使用的热界面材料的厚度。热界面材料厚度的减小提供了更好的热传递和热管理，并最终提高了裸片性能。不仅如此，由热载体的自由端施加在IC裸片上的力基本上与裸片和散热器之间的容差和尺寸变化无关。因此，可以更精确地控制施加到裸片上的力，从而减小IC封装和印刷电路板上不需要的压力，同时提高器件的可靠性和性能。此外，本文描述的一些示例中提供了裸片和散热器之间的两条热传导路径。例如，裸片可以在第一热传递路径中直接将热量通过焊盘传导至散热器，裸片也可以在第二热传递路径中直接将热量通过热载体传导至散热器。此外，由于热载体将热量传递到散热器的一个区域中，而焊盘将热量直接传递到散热器的另一个区域，这两个区域在空间上分开并相互远离，与仅仅通过两条热传递路径中的任一条相比，从裸片到散热器的传热率大大提高。在其他示例中，可以增加第三热传递路径以将来自IC裸片的热量直接传送到印刷电路板上，IC封装被安装在该印刷电路板上。这种额外的热传递路径不仅改善了电子器件的整体热效率，而且有利地减少了对散热器的依赖以管理整体的热负荷，从而获得更稳固的热传递管理并最终提升了裸片的性能。有利的是，本文所述的热管理封装解决方案可以用在无盖IC封装上。因此，IC封装的材料和组装成本降低，同时提供对IC封装裸片所产生的热的更稳固的热管理。现在参考图1，其示出了被实施为安装在印刷电路板(PCB)136上并与散热器102连接的芯片封装160的示例性电子器件100。散热器102包括导热板(thermallyconductiveplate)130，导热板130可以具有至少与芯片封装160的平面面积相同或者更大的平面面积。尽管图1中仅示出了一个与散热器102连接的芯片封装160，但是可以存在一个或多个额外的芯片封装160与单个散热器102相连接。散热器102的导热板130由具有良好导热性的材料制成，例如金属、金属合金或碳。用于制造散热器102的合适的材料示例包括铜、镀镍铜或铝以及其他合适的材料。散热器102具有背向芯片封装160的顶部172和面向芯片封装160的底部170。散热器102还可以包括一个或多个散热鳍片150(以虚线示出)。如图1所示，散热鳍片150可以从散热器102的顶部172延伸，或者作为替代(或额外地)，如图2所示，散热鳍片150可以从散热器102的底部170延伸。继续参考图1，芯片封装160包括至少一个或多个IC裸片114，这些IC裸片114可选择地通过硅通孔(TSV)中介层112连接到封装衬底122。或者，芯片封装160具有整体结构(monolithicconstruction)，具有直接连接到封装衬底122的一个或多个IC裸片114，例如作为倒装芯片球栅阵列(flipchipballgridarray,FCBGA)、球栅阵列(ballgridarray,BGA)、焊线(wirebond)等。在另一替代实施例中，芯片封装160可被配置为具有垂直叠式结构(verticallystack本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件包括：衬底；第一集成电路IC裸片，所述第一集成电路IC裸片被安装到所述衬底；以及被安装在所述第一集成电路IC裸片上的散热器，所述散热器包括：导热板；以及第一热载体，所述第一热载体具有第一端和第二端，所述第一端被机械地固定到所述导热板；所述第二端从所述导热板悬伸，所述第二端与所述第一集成电路IC裸片的上表面导热接触。

【技术特征摘要】
2017.04.24 US 15/495,7201.一种固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件包括：衬底；第一集成电路IC裸片，所述第一集成电路IC裸片被安装到所述衬底；以及被安装在所述第一集成电路IC裸片上的散热器，所述散热器包括：导热板；以及第一热载体，所述第一热载体具有第一端和第二端，所述第一端被机械地固定到所述导热板；所述第二端从所述导热板悬伸，所述第二端与所述第一集成电路IC裸片的上表面导热接触。2.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述散热器还包括：槽，所述槽将所述第一热载体的第一端容纳于其中。3.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述第一热载体的第一端被钎焊或焊接至所述导热板。4.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述第一热载体的第一端以悬伸的取向被耦接至所述导热板。5.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述第一热载体的第二端能相对于所述导热板自由移动。6.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件还包括：热界面材料，所述热界面材料被设置于所述第一热载体的第二端与所述导热板之间。7.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件还包括：热界面材料，所述热界面材料被设置于所述第一热载体的第二端与所述第一集成电路IC裸片之间。8.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件还包括：导热弹性物，所述导热弹性物被设置在所述第一热载体的第二端与所述导热板之间。9.根据权利要求1所述的固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件还包括：被耦接到所述第一热载体的第二端的焊盘，所述焊盘与所述第一集成电路IC裸片热接触。10.根据权利要求9所述的固态电子组件，其特征在于，所述导热板包括槽，形成在所述导热板中的所述槽朝向被配置为容纳焊盘的孔开口。11.根据权利要求10所述的固态电子组件，其特征在于，所述焊盘朝向所述第一集成电路IC裸片偏置。12.根据权利要求11所述的固态电子组件，其特征在于，所述固态电子组件还包括：至少一个紧固件，所述至少一个紧固件接合所述焊盘并且偏置所述焊盘以抵靠所述第一集成电路IC裸片。13.根据权利要求10所述的固态电子组件，其特征在于，所述导热板还包括：传热鳍片，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·雷菲·艾哈迈德，S·拉玛琳伽，D·埃尔夫特曼，B·D·费洛夫斯基，A·托尔扎，
申请(专利权)人：赛灵思公司，
类型：新型
国别省市：美国,US