从集成电路散热的方法和装置制造方法及图纸

导热基片（５０）被安装在印刷电路板（５２）的通孔（６０）内。然后，集成电路（４２）被安装到导热基片的一侧，而散热器（９０）被安装到基片的另一侧而形成热接触。在ＩＣ与ＰＣ板之间没有直接的热接触。通过给基片的多个部分（７１）的法面施加受控的压力，把导热基片安装到ＰＣ板内。这种压力减小了被压部分的厚度和使被压部分的面积扩大，从而固定到ＰＣ板内。在除了基片的被压区域外的任何部位，基片与ＰＣ板之间都有空气隙（７５）。这样的被压区域处于沿基片的周边（６７）处。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
总的说来，本专利技术涉及用于消散来自集成电路器件的热量的基片，更准确地说，涉及把这样的基片安装到印刷电路板的方法。当集成电路(“ICs”)，特别是，微处理器被设计在越来越高的速度下运行时，这种电路消耗越来越大的功率，并产生越来越多的热量。需要消散这些热量以便把这电路和附近的电路维持在额定的工作温度范围内。通常，通过把IC’s连接到散热器和利用风扇吹风的方法来做到这一点。此外，某些较快的微处理器芯片，例如某些PentiumTM微处理器样品已经把最高温度容限提高到95℃。虽然这种芯片能承受提高了的和相对高的工作温度，但是，邻近的IC’s却不能。邻近的芯片经常限制在大约70℃的一般的最高工作温度。由于微处理器靠近这些耐热性较差的元件，微处理器产生的一部分热量就有流入印刷电路(“PC”)板并流到这类元件的倾向。周围元件的过热是个重要的问题。为了避免损坏在产生热的微处理器周围的耐热性较差的元件，已经知道的做法是，当检测到峰值工作温度时，就减慢微处理器的速度。减慢速度使得微处理器产生较少热量。可是，这也意味着，消费者的生产就不能运行得象预期的那么快。因此，就有进一步发展的必要，以便在不使邻近元件过度受热和不牺牲处理器速度的情况下把热从微处理器传走。一种传统的传热方法利用在印刷电路板上的衬铜的通孔来把热从微处理器传到散热器。铜是好的热导体。微处理器安装到印刷电路板，从而提供了微处理器与通孔的铜壁之间的热接触。散热器通常安装在印刷电路板的底面。然后，从微处理器来的热从微处理器沿着铜壁传到散热器。这种方法的一个缺点是，沿着通孔的铜壁传导的热不只到达散热器，还进入印刷电路板的几层敷铜层。印刷电路板通常包括多层敷铜层，用于为印刷电路板上的多个IC芯片提供电互连。这种铜层在铜衬(copper lining)处与通孔连接。这样，在微处理器与附近的器件之间形成了不希望的有效导热通道。传统的传热方法的另一个缺点与微处理器表面安装工艺有关。为了增加微处理器与印刷电路板的通孔之间的热传导，要安装微处理器的区域通常用焊料复盖。在表面安装过程期间，焊料变成液体。然后，当再次凝固时，焊料形成了微处理器到印刷电路板的导热桥。遗憾的是，焊料形成了表面非常不平的区域。在微处理器与印刷电路板之间的非平面的焊料介面减小了导热桥的传热效率。因此，需要有更有效的芯片安装技术和更有效的热接触。根据本专利技术，导热基片安装在印刷电路(“PC”)板的通孔内。然后，集成电路安装到导热基片的一侧，而散热器与导热基片的另一侧热接触。特别是，集成电路安装成与PC板不热接触。由于IC与PC板之间没有直接的热接触，就消除了IC与邻近电路之间的一条传热通道。根据本专利技术的一个方面，导热基片包括有第一厚度的第一部分，此第一厚度与导热基片要装入的PC板的厚度大致相同。此外，导热基片包括多个第二部分，它们沿着导热基片的周边隔开。每个第二部分都有厚于第一部分的第二厚度。这样，导热基片的周边包括处于第二厚度的部分和处于第一厚度的其他部分。根据本专利技术的另一个方面，PC板有通孔，它有与基片的周边大致相同的形状。可是，通孔有比基片面积稍大的面积。最初，把导热基片装入通孔时，基片与印刷电路板不接触。更准确地说，在基片与PC板之间有间隙。根据本专利技术的另一个方面，通过对基片的第二部分的法面施加受控的压力，来把基片安装到PC板。这压力使第二部分处的材料移动，实际上减小了厚度和扩展了第二部分的面积。在最佳实施例中，第二部分被压到与基片的第一部分有相同的厚度。这种压缩使第二部分处的材料移动到第二部分与PC板之间的间隙中，并与PC板相接触。事实上，第二部分的面积已越过间隙扩展，把基片固定在PC板内。应当指出的是，基片与PC板之间的接触只存在于基片周边的第二部分处，而不在第一部分处。一旦基片固定到位，在导热基片与PC板的各层之间，除基片的第二部分以外的任何部分都存在空气间隙。根据本专利技术的另一个方面，PC板的各导电层与容纳基片第二部分的PC板的通孔部分隔离。在最佳实施例中，PC板的各导电层与整个通孔隔离。通孔的壁是绝热的。根据本专利技术的另一个方面，集成电路被安装在基片的一侧。在最佳实施例中，使用粘合剂来安装集成电路，以便提供平滑的共面接触。共面接触提供了从IC到基片的连续的有效的传热桥。根据本专利技术的另一个方面，散热器与基片的底面热接触。本专利技术的一个好处是，减少了在给定的集成电路，例如在高速微处理器与邻近电路之间的热传导。另一个好处是，在给定的集成电路与散热器之间建立有效的传热通道。再另一个好处是，在给定的集成电路封装与基片之间建立有效的热接触。这种安装方法的一个优点是迅速和容易地安装基片。与慢的焊接安装工艺相比，作为自动安装工艺，第二部分的压缩能快而有效地实现。此外，不采用焊接安装就不再需要原先为焊接安装准备的附加的面积部分，并且把焊接接触的边缘换成第二部分接触周边。这样做的结果是，得到相对小的基片与PC板之间的接触面积和较薄的接近于PC板厚度的基片。较薄的基片减小了从集成电路越过基片到散热器的热传导路径的长度。当结合附图，参考下面详细的描述，就会清楚本专利技术的这些和其它方面和优点。附图说明图1是配置来在集成电路与散热器之间实现传统的热传导方法的PC板、集成电路和散热器的分解的横截面图；图2是图1的PC板、集成电路和散热器的横截面图；图3是图1的PC板的底面的局部视图4是配置来在集成电路与散热器之间实现另一种传统热传导方法的PC板、集成电路和两块散热器的横截面图；图5是配置来实现根据本专利技术的实施例的传热方法的PC板、集成电路、导热基片和散热器的分解的横截面图；图6是安装前图5的导热基片与PC板的一部分的平面图；图7是安装后图5的导热基片与PC板的一部分的平面图；和图8是组装后PC板、集成电路、导热基片与散热器的横截面图。图1和2表示用于把热从高速微处理器集成电路12传导出去的传统的散热结构。微处理器12通常通过热安装带15或者别的表面安装技术安装在多层PC板14上。微处理器包括触点16，它使得能与其它集成电路、器件和信号通道电连接。通常，一种聚酰胺结构18在微处理器12与PC板之间构成接触连接。聚酰胺结构18包括压装到微处理器的触点16的内引线20和焊接到PC板迹线的外引线22。聚酰胺结构18有内部电路通道，这些电路通道被绘制成在给定的内引线20(因而在所希望的微处理器的触点16)与给定的外引线22(因而在所希望的PC板迹线)之间形成所希望的通道连接。通常在邻近聚酰胺结构的微处理器12表面处涂上密封剂19。PC板由多层24构成，它们用于形成把微处理器12与装在PC板14上的其他集成电路互连的PC信号通道迹线。PC板14包括在微处理器要安装的区域内的多个通孔26(见图3)。为了说明，以夸大的直径表示出通孔26。典型的通孔有大约14密耳(0.014英寸)的直径。虽然只表示了4×4个通孔26的阵列29，但传统上位于微处理器底面的下面有大约100个通孔，在每边伸展0.5英寸。通孔有衬铜的壁28(见图1和2)，它起着传热导体的作用。在通孔26区域，散热器30固定在PC板14的底面32。通常，用安装螺丝34把散热器30固定在PC板14。热从微处理器12沿着铜壁28传到散热器30。可是，这种铜壁28也与PC板各层24处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在集成电路（４２）与散热器（９０）之间形成传热通道的方法，其特征在于包括：把导热基片（５０）压装在ＰＣ板（５２）的通孔（６０）内；把集成电路固定到基片的第一表面区（６４）上而形成热接触，集成电路有底面区（８２），基片的第一表面的 面积起码与集成电路的底面面积一样大；以及把散热器安装到基片下而形成热接触，同时，在散热器与ＰＣ板之间没有直接的热接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PA鲁奔斯，CW吉尔森，BG斯普雷德贝里，HF伊姆谢尔，TJ约德罗，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]