CZ290553B6 - Pouzdro pro soupravu elektroniky a způsob jeho výroby - Google Patents

Pouzdro pro soupravu elektroniky a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ290553B6
CZ290553B6 CZ19973638A CZ363897A CZ290553B6 CZ 290553 B6 CZ290553 B6 CZ 290553B6 CZ 19973638 A CZ19973638 A CZ 19973638A CZ 363897 A CZ363897 A CZ 363897A CZ 290553 B6 CZ290553 B6 CZ 290553B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thermally conductive
heat sink
compressible
conductive members
members
Prior art date
Application number
CZ19973638A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ363897A3 (cs
Inventor
David James Alcoe
Sanjeev Balwant Sathe
Original Assignee
International Business Machines Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corporation filed Critical International Business Machines Corporation
Publication of CZ363897A3 publication Critical patent/CZ363897A3/cs
Publication of CZ290553B6 publication Critical patent/CZ290553B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3733—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/563—Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4093—Snap-on arrangements, e.g. clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1089—Methods of surface bonding and/or assembly therefor of discrete laminae to single face of additional lamina
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1089—Methods of surface bonding and/or assembly therefor of discrete laminae to single face of additional lamina
    • Y10T156/1092—All laminae planar and face to face
    • Y10T156/1093—All laminae planar and face to face with covering of discrete laminae with additional lamina

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

Pouzdro (10) pro soupravu elektronky, kde elektronick² p° stroj (18) (nap°. ip) na substr tu (12) s obvody sestavy (10) je tepeln p°ipojen k tepeln j mce (22) odd liteln²m zp sobem pomoc stla iteln²ch tepeln vodiv²ch len (26) (nap°. kuli ek p jky). Tyto leny (26) jsou stla eny a trvale p°etvo°eny jako st tepeln ho spojen . Zp sob v²roby pouzdra zahrnuje v²robu substr tu s vodi i na povrchu, um st n elektronick ho p° stroje na substr tu a p°ipojen k vodi m, tepeln p°ipojen tepeln j mky k elektronick mu p° stroji odd liteln²m zp sobem, ulo eny stla iteln²ch tepeln vodiv²ch len mezi elektronick² p° stroj a tepelnou j mku a vyvinut tla n s ly na tuto sestavu.\

Description

Vynález se týká se týká elektronických pouzder polovodičových přístrojů a zejména takových pouzder, kde jsou jako jejich část použity tepelné jímky.
Dosavadní stav techniky
Jeden z obecných cílů při výrobě elektronických pouzder je zvýšit rychlost a programovací funkce polovodičových přístrojů a naproti tomu vyrábět produkty s menšími fyzickými rozměry. Pro danou polovodičovou technologii, jako například CMOS nebo galium arsenid, vede tento trend k vyššímu odvodu výkonu a také k vyšším tepelným tokům. Spolehlivost polovodičových přístrojů a elektronických sestav obecně je spojena s provozními teplotami, přičemž nižší teploty podporují zvýšení spolehlivosti. Aby bylo tudíž dosaženo vyšší provozní schopnosti polovodičového přístroje bez obětování jeho spolehlivosti, je nezbytné dosažení lepšího odvodu tepelného výkonu. Tento trend byl pozorován od počátku polovodičových přístrojů v průmyslu a v předvídatelné budoucnosti se očekává jeho pokračování.
K dosažení tohoto cíle byly zavedeny různé způsoby zlepšování odvodu tepla elektronických sestav, přičemž příklady jsou podrobně popsány v následujících US patentových spisech a jiných souvisejících dokumentech:
034 468 - Koopman 4 993 482 - Dolbear a kol.
254 431 - Babuka a kol. 5 088 007 - Missele
825 284 - Soga a kol. 5 444 300 - Miyauchi
Japonská zveřejněná přihláška Zveřejněný průzkum 340110 3—77355(A) - Omura (8/92, čís. 340)
034 468 a 4 254 431 patří stejnému subjektu jako tento vynález.
Elektronické sestavy typicky používají polovodičová zařízení nebo přístroje. Takové přístroje, též známé jako čipy nebo matrice, generují za provozu teplo. Množství generovaného teplaje známo jako výkon čipu a pro danou polovodičovou technologii je úměrné rychlosti a složitosti čipu.
Vytvoření tepelně vodivé cesty z čipu ven je jedním z hlavních problémů v technologii pouzder elektroniky. Je nutné zajistit tepelnou cestu, která vykazuje co nejnižší tepelný odpor a současné bude splňovat přísná ekonomická kritéria, omezení pro zpracování a manipulaci s pouzdrem a kritéria ochrany životního prostředí. Jak je známo, je čip elektricky připojen ke vnějším obvodům sestavy, která může dále tvořit část větší celkové struktury, např. mikroprocesoru. Udržování spolehlivého spojení v těchto sestavách je velice důležité. Čip musí být dále chráněn před poškozením, rozlomením a chemickým napadením povlakem, ochranou, přelisováním, zakapáním, zapouzdřením nebo uzavřením zapojené matrice způsoby a materiály v oboru dobře známými. Čipy mohou být zapouzdřovány takovým způsobem, aby sestava čipu mohla být následně připojena k substrátu s obvody (deska s tištěnými obvody nebo pružný obvod), který tvoří část výše uvedené struktury. Čipy nebo elektronické přístroje mohou být také elektricky připojeny k substrátu s obvody dobře známým způsobem přímého připojení čipu, přičemž čip je postupně zapouzdřen, uzavřen, nebo jinak chráněn ochranným materiálem. Elektronický přístroj, který odvádí výkon, je tudíž elektricky připojen k substrátu o obvody buďto přímým připojením neboje připojen jako zapouzdřený přístroj.
V obou případech musí být teplo z přístroje odváděno bez zasahování do elektrického spoje se substrátem s obvody. Je známo, že jisté množství tepla může být odstraněno z přístroje elektrickými spoji a do substrátu s obvody. Nicméně toto teplo musí být poté odstraněno ze substrátu s obvody a toto uspořádání nemusí zajistit tepelně nejúčinnější cestu. Je dobře známo, že tepelně účinná cesta je z přístroje přímo do sousední struktury obyčejně známé jako tepelná jímka a následně do vnějšího prostředí obklopujícího tepelnou jímku. V oboru jsou známa různá provedení tepelných jímek (jako například velikost, tvar a umístnění žeber tepelné jímky) a materiály (například hliník) pro její optimální výkon; připojení tepelné jímky k přístroji však klade mnoho nároků co se týče odvodu tepla.
Typicky jsou tepelné jímky připevněny lepidlem přímo kčelu polovodičového přístroje. Tento způsob připojení využívá tepelně účinné lepidlo, typicky se jedná o teplem tvrzený epoxid, nanesený v tenké vrstvě. Tepelná jímka se typicky připojuje k přístroji po elektrickém připojení přístroje k substrátu s obvody, takže tepelná jímka nezasahuje do procesu spojování (typicky vlna pájky nebo proces přetavování pájky).
Jedno klíčové omezení tohoto způsobu připojení je to, že tepelné lepidlo nelze po vytvrzení odstranit. Po připojení tepelné jímky je tudíž nutné odstranit celý přístroj z karty obvodu, protože samotnou jímku nelze odstranit. Nastane-li změna součástky, změny v okolí přístroje, nebo nastanou jiné okolnosti vyžadující specifické tepelné zpracování, u kterého nelze připustit přítomnost tepelné jímky, musí být celý přístroj vyřazen, což je samozřejmě ekonomicky nežádoucí.
Aby bylo možné vyhnout se tomuto omezení, požaduje se oddělitelné spojení přístroje a tepelné jímky. V oboru je běžné a známé prostě přitisknout plochou základnu tepelné jímky na ploché čelo součástky a připevnit jej tam šrouby, pružinami, nebo jiným vazebním technickým materiálem, který umožňuje v případě potřeby odstranit tepelnou jímku. Ve skutečnosti je však toto „suché rozhraní“ tepelně neefektivní. Protože při výrobě přístrojů a tepelných jímek nastávají nevyhnutelně odchylky, není ani jeden z nich bezvadně rovný. Suché rozhraní bude tedy vykazovat mezery mezi povrchem přístroje a povrchem tepelné jímky, přičemž tyto mezery značně snižují účinnost tepelného přenosu.
Aby se vylepšila účinnost tepelného přenosu, je také známo přidat materiál vylepšující přenos tepla, jako například tepelný tuk nebo přizpůsobivý tepelně vodivý materiál. S tepelným tukem (jeden příklad je silikonový tuk plněný oxidem hlinitým) je přidání tuku do styčné oblasti problémem provedení a výroby, protože únik může znečistit desku s obvody a podporovat vysychání a ztrátu tepelné účinnosti styčné oblasti s tukem. Použití tepelně vodivého přizpůsobivého materiálu jako například oxidu hlinitého nebo silikonového elastomeru plněného nitridem hlinitým je známo, ale tento materiál má omezenou tepelnou účinnost (v porovnání s pevným kovem jako například s pájkou) a omezenou schopnost vyplnit mezery a přizpůsobit se čelům tepelné jímky a přístroje bez nadměrného aplikovaného tlaku. Je také známo, že výzkum a vývoj správného složení tuku je dosti nákladný.
Další problém je, že se změnou teploty může elektronický přístroj několika způsoby měnit velikost. Přístroj se může prostě rozpínat a v tom případě ať byl výchozí tvar jakýkoli, zůstanou proporce zachovány. Velikost se však může měnit nejednotným způsobem, například nastane deformace a v tom případě styčná oblast mezi tepelnou jímkou a přístrojem může změnit rozměry složitým způsobem. Tyto změny mohou být malé nebo velké a rozhraní musí být schopné úspěšně zajistit tepelný kontakt navzdory těmto „změnám mezery“. Protože typická činnost elektronického přístroje představuje použití při vysoké teplotě po delší časové období, rozhraní, které vyhovuje uspořádání rozhraní pro vysoké teploty, úspěšně umožní chlazení součástky při použití.
Má se tudíž za to, že rozhraní tepelné jímky, které by zajistilo „suché“, oddělitelné (např. po oddělení není zapotřebí čištění tuku nebo zbytků materiálu a nejsou problémy se složením tuku) tepelné spojení, zároveň přizpůsobitelné (aby vyrovnalo kolísání plochosti tepelné jímky nebo
-2CZ 290553 B6 čela přístroje), zároveň vhodné k montáži a k použití s existujícími elektronickými přístroji a tepelnými jímkami, relativně málo nákladné a vykazující relativně nízký tepelný odpor, by v oboru znamenalo významný pokrok.
Podstata vynálezu
Proto je hlavním předmětem tohoto vynálezu zlepšit způsob chlazení elektronických sestav.
Podrobněji je předmětem vynálezu zajistit styčný přístroj k tepelnému spojení elektronického přístroje s tepelnou jímkou jako součást takové elektronické sestavy.
Je dalším předmětem tohoto vynálezu zajistit takový styčný přístroj, který tepelně spojuje elektronický přístroj s tepelnou jímkou oddělitelným způsobem.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je zajistit takový styčný přístroj, který je poměrně nenákladný, lze jej použít s existujícími elektronickými sestavami a tepelnými jímkami a je relativně jednoduché jej smontovat.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je zajistit elektronickou sestavu pomocí tohoto styčného přístroje.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je zajistit pouzdro pro soupravu elektroniky pomocí soupravy elektrotechniky, která má jako svoji část tento styčný přístroj.
Podle jednoho provedení vynálezu je zajištěno pouzdro pro soupravu elektroniky, obsahující substrát s obvody, který má na svém prvním povrchu vodiče, elektronický přístroj umístěný na substrátu s obvody a elektricky připojený k vodičům, tepelnou jímku tepelně připojenou k elektronickému přístroji, stlačitelné, tepelně vodivé členy, umístěné mezi elektronickým přístrojem a tepelnou jímkou a tepelně k němu připojené oddělitelným způsobem a prostředek pro vyvíjení tlačné síly mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem a na stlačitelné tepelně vodivé členy. Vybrané ze stlačitelných tepelně vodivých členů jsou stlačeny a trvale přetvořeny jako následek tlačné síly k zajištění oddělitelného spojení mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem.
Podle jiného provedení vynálezu je zajištěna elektronická sestava obsahující elektronický přístroj, tepelnou jímku tepelně připojenou k elektronickému přístroji, stlačitelné, tepelně vodivé členy umístěné mezi elektronickým přístrojem a tepelnou jímkou a k ní tepelně připojené oddělitelným způsobem, a prostředek pro vyvíjení tlačné síly mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem a na stlačitelné tepelně vodivé členy. Vybrané ze stlačitelných, tepelně vodivých členů jsou stlačeny a trvale přetvořeny jako následek tlačné síly k zajištění oddělitelného spojení mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem.
Podle jiného provedení vynálezu je zajištěn způsob výroby pouzdra pro soupravu elektroniky obsahující kroky výroby substrátu s obvody, který má vodiče na svém prvním povrchu, umístnění elektronického přístroje na substrát s obvody a elektronické připojení přístroje k vodičům, tepelné připojení tepelné jímky k elektronickému přístroji oddělitelným způsobem, umístnění stlačitelných, tepelně vodivých členů podstatně mezi elektronický přístroj a tepelnou jímku k vytvoření tepelného spojení mezi nimi, a vyvinutí tlačné síly mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem a na stlačitelné, tepelně vodivé členy, aby stlačily a trvale přetvořily stlačitelné, tepelně vodivé členy k zajištění oddělitelného spojení mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem aby se tím vymezilo pouzdro pro soupravu elektroniky.
Podle jiného provedení vynálezu je zajištěn způsob výroby elektronické sestavy obsahující kroky výroby elektronického přístroje, tepelného připojení tepelné jímky k elektronickému přístroji oddělitelným způsobem, umístění stlačitelných, tepelně vodivých členů podstatně mezi elektro
-3 CZ 290553 B6 nický přístroj a tepelnou jímku k vytvoření tepelného spojení mezi nimi a vyvinutí tlačné síly mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem a na stlačitelné, tepelně vodivé členy, aby tlačily a trvale přetvořily stlačitelné, tepelně vodivé členy k zajištění oddělitelného spojení mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem, aby tak vymezily elektronickou sestavu.
Podle dalšího provedení vynálezu je zajištěn způsob výroby tepelně vodivé struktury, který obsahuje kroky výroby ohebného členu, který má první a druhou protilehlou stranu, opatření otvorů uvnitř ohebného členu umístěného mezi první a druhou stranou ohebného členu, umístění prvních stlačitelných, tepelně vodivých členů na jedné straně ohebného členu tak, aby se vybrané ze stlačitelných, tepelně vodivých členů vyrovnávaly s příslušnými členy z otvorů a umístění druhých stlačitelných, tepelně vodivých členů na druhou stranu ohebného členu tak, aby se vybrané z druhých stlačitelných, tepelně vodivých členů vyrovnávaly s příslušnými členy z otvorů podstatně přímo proti zvoleným z prvních stlačitelných, tepelně vodivých členů a byly s nimi v přímém fyzickém kontaktu, přičemž první a druhé stlačitelné, tepelně vodivé členy jsou tepelně spojeny.
Podle jiného provedení vynálezu je definován způsob výroby tepelně vodivé struktury, který obsahuje krok výroby ohebného členu, který má první a druhou protilehlou stranu, zajištění alespoň jedné vrstvy maskovacího materiálu, přičemž vrstva maskovacího materiálu je nanesena na první straně ohebného členu, opatření otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu a umístnění prvních stlačitelných, tepelně vodivých členů na první stranu ohebného členu uvnitř příslušných otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu.
Podle dalšího provedení vynálezu je zajištěn způsob výroby tepelně vodivé struktury, který obsahuje kroky výroby podstatně tuhé tepelné jímky, která má alespoň jeden povrch, zajištění alespoň jedné vrstvy maskovacího materiálu, přičemž vrstva maskovacího materiálu je nanesena na povrchu tepelné jímky, opatření otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu a umístění stlačitelných, tepelně vodivých členů na povrch tepelné jímky tak, aby vybrané ze stlačitelných, tepelně vodivých členů byly umístěny uvnitř odpovídajících otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu.
Podle dalšího provedení je definován způsob výroby tepelně vodivé struktury obsahující kroky výroby členu, který má alespoň jeden povrch, umístění vrstvy lepicího materiálu na povrch členu a umístnění stlačitelných, tepelně vodivých členů na vrstvu lepicího materiálu, aby tak byly stlačitelné tepelně vodivé členy připevněny ke členu.
Podle dalšího provedení tohoto vynálezu je definován způsob výroby tepelně vodivé struktury, který obsahuje kroky výroby stlačitelných, tepelně vodivých členů, opatření lepicího materiálu, přičemž lepicí materiál je nanesen k alespoň jedné předem zvolené části každého ze stlačitelných, tepelně vodivých členů, opatření členu, který má alespoň jeden povrch a umístění stlačitelných, tepelně vodivých členů, které mají na sobě nalepený lepicí materiál na povrchu členu tak, aby lepicí materiál upevňoval stlačitelné, tepelně vodivé členy k povrchu členu.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1A pouzdro pro soupravu elektroniky podle jednoho provedení vynálezu, toto pouzdro pro soupravu elektroniky je ukázáno před aplikací tlačné síly;
obr. 1B detailní pohled na část pouzdra pro soupravu elektroniky z obrázku 1A, jak je vyznačeno vztahovou značkou 1B na obrázku 1 A;
obr. 2 pouzdro pro soupravu elektroniky z obrázku 1A po aplikaci tlačné síly;
-4CZ 290S53 B6
obr. 3 pouzdro pro soupravu elektroniky podle jiného provedení vynálezu, toto pouzdro pro soupravu elektroniky je ukázáno se stlačitelnými tepelně vodivými členy upevněnými k ohebnému členu. Toto pouzdro pro soupravu elektroniky je ukázáno před aplikací tlačné síly;
obr. 4 detailní pohled na tepelně vodivou strukturu, která má stlačitelné, tepelně vodivé členy upevněné k ohebnému členu podle provedení vynálezu ukázaného na obrázku 3;
obr. 5 elektronická sestava podle jiného provedení vynálezu, přičemž tato elektronická sestávaje ukázána se stlačitelnými tepelně vodivými členy upevněnými k ohebnému členu. Elektronická sestava na obrázku 5 je ukázána před aplikací tlačné síly a je připojena k substrátu s obvody s elektrickými vodiči;
obr. 6A tepelně vodivá struktura obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy upevněné k ohebnému členu, který může být použit s provedením vynálezu jak je ukázán na obrázku 5;
obr. 6B tepelně vodivá struktura obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy upevněné k ohebnému členu podle jiného provedení vynálezu;
obr. 6C tepelně vodivá struktura obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy upevněné k ohebnému členu podle dalšího provedení vynálezu;
obr. 6D tepelně vodivá struktura, která má stlačitelné, tepelně vodivé členy upevněné k ohebnému členu podle dalšího provedení vynálezu;
obr. 7A a 7B jeden příklad způsobu umísťování stlačitelných, tepelně vodivých členů vynálezu vzhledem k vnějšímu povrchu;
obr. 8A a 8B další příklad umísťování stlačitelných, tepelně vodivých členů vynálezu na vnější povrch.
Příklady provedení vynálezu
Na obrázcích 1A a 1B je ukázáno pouzdro 10 pro soupravu elektroniky podle jednoho provedení vynálezu. Toto pouzdro 10 pro soupravu elektroniky obsahuje substrát 12 s obvody (např. desku tištěného spoje), který má první povrch 16 s elektrickými vodiči 14 (např. s měděnými podložkami). Návrh, výroba a použití různých provedení substrátů s obvody jako například desek s plošnými obvody, desek s tištěnými obvody, ohebných obvodů, atd.... jsou v elektronickém oboru známy a další popis není nutný. Také jsou známy různé způsoby elektrického připojování elektronického přístroje 18 (např. polovodičového čipu) k takovému substrátu 12 s obvody. Příkladem takových způsobů připojování elektronického přístroje jsou pájené spoje vývod-otvor, pájené spoje polem kuliček (BGA), čipové spoje C4, bezvývodové čipové spoje a připojení povrchovým pájením (obsahuje-li přístroj několik vyčnívajících vývodů). Podle vynálezu je upřednostňovaný způsob připojení pomocí kuliček 20 pájky typu C4, přičemž každá je spojená s příslušným vodičem 14. Podobně existuje mnoho známých provedení elektronických přístrojů 18, které mohou být elektronicky spojeny se substrátem 12 s obvody, obsahujícím polovodičové čipy (jak je ukázáno), moduly polí kuliček (BGA), součástky s vývody (například dvouřadá pouzdra (DIPy)), bezvývodové součástky, paměťová zařízení, transformátory, atd., která generují při provozu teplo a která mohou být výhodně připojena k tepelné jímce nebo podobné struktuře podle popisu tohoto vynálezu.
-5CZ 290553 B6
V elektrotechnickém oboru je známo, že použití tepelné jímky může být výhodné ke snížení teploty elektronického přístroje jako například čipu 18. Základní problém úspěšného provedení takové tepelné jímky je účinné tepelné spojení tepelné jímky s přístrojem tak, aby byla vytvořena cesta nízkého tepelného odporu. Cesta nižšího tepelného odporu umožňuje, aby bylo jímkou odvedeno větší množství tepla, takže elektronický přístroj může zase za provozu generovat větší množství tepla. Existují samozřejmě jiné problémy co se tyče odvodu tepla z pouzdra pro soupravu elektroniky, jako například proudění vzduchu nad tepelnou jímkou, provedení žeber tepelné jímky, vnitřní tepelný odpor elektronického přístroje, provedení tepelné cesty z přístroje do podložního substrátu s obvody atd. Rozumí se, že se vynález přímo týká přenosu tepla z přístroje do tepelné jímky nebo podobného tělesa. Lze tudíž provést implementaci tohoto vynálezu podle libovolné kombinace výše uvedených problémů, čímž lze docílit přípustného výsledku pro libovolnou takovou kombinaci.
Na výkresech je tepelná jímka znázorněna značkou 22 a je přednostně kovová (například měděná nebo hliníková). Tato tepelná jímka může obsahovat rovinnou základovou část 23. která má jednu nebo více (přednostně několik) zpříma stojících žeber 24 vyčnívajících ze základny. Tato žebra jsou prostorově umístěna s odstupem k usnadnění průchodu vzduchu mezi nimi. Vynález není omezen na použití s výše opsanými tepelnými jímkami, avšak v ostatních členech odvodu tepla (včetně kapalinou chlazené desky) jsou přípustné.
Na obrázku 1A a podrobněji na obrázku 1B jsou znázorněny stlačitelné tepelně vodivé členy 26, které nejsou ještě stlačeny. Ve znázorněném provedení jsou členy 26 přímo upevněny do částí povrchu (čela) 92 tepelné jímky 22. Typický materiál pro tyto členy obsahuje pájku z cínu a olova o různých hmotnostních poměrech, včetně pájky v poměru 63:37 (cín:olovo) (a/k/a eutektická pájka), pájky v poměru 3:97 (cín:olovo) a jiných pájek obsahujících jiné materiály, jako například indium a molybden. (Tj. ve variantě 63:37 obsahuje pájka okolo 37 procent hmotnosti olova z celkové hmotnosti pájky.) Tyto materiály mají relativně vysoké tepelné vodivosti a tepelně závislé rychlosti tečení (vyšší rychlosti tečení nastávají při vyšších teplotách a nižší rychlosti tečení při nižších teplotách). Eutektická pájka je běžně známa jako „nízkotavná“ pájka, protože má nejnižší teplotu tuhnutí ze všech hmotnostních poměrů cín.olovo, přibližně 183 stupňů Celsia (°C). „Nízkotavná“ pájka pro účely tohoto vynálezu je typicky pájka s teplotou tuhnutí pod 200 °C, charakteristika pájky s obsahem olova od okolo 30 do 43 procent s vyvažujícím cínem. „Vysokotavná“ pájka je typicky známá jako pájka s teplotou tuhnutí nad 290 °C, charakteristika pájky s obsahem olova 80 procent váhy a více s vyvažujícím cínem. Obě pájky jsou přijatelné pro použití v tomto vynálezu.
Cleny 26 jsou prostorově umístěny mezi tepelnou jímkou 22 a přístrojem 18, takže jakmile je tepelná jímka přitlačena směrem k elektronickému přístroji, četné členy 26 jsou v přímém tepelném kontaktu jak s přístrojem, tak s tepelnou jímkou, a tím tvoří vícenásobnou cestu z několika paralelních tepelných cest. V jednom příkladě může být celkem 400 členů 26 ve formě kulových kuliček pájky úspěšně použito pro čip, který má rozměry stran 180 milimetrů (mm). Celkově tepelný odpor mezi přístrojem 18 a tepelnou jímkou 22 je paralelním součtem těchto několika „malých“ tepelných cest. Při použití několika stovek stlačitelných členů 26 je také možné, aby se každý stlačitelný člen nemusel dotýkat tepelné jímky nebo přístroje, pokud tvoří dostatečný počet tepelný kontakt k vytvoření dostatečné celkové tepelné cesty mezi přístrojem a tepelnou jímkou. Bylo zjištěno, že účinný přenos tepla může být proveden tímto vynálezem použitím od jedné do čtyřiceti kuliček pájky na čtvereční mm oblasti čipu (povrchu přímo se dotýkajícího těchto kuliček). Kuličky pájky, které mají průměry od okolo 0,10 do okolo 1,5 mm mohou být úspěšně využívány v takových množstvích, aby se zajistil důkladný přenos tepla čipu do horní tepelné jímky.
Stlačitelná povaha členů 26 je využita k zajištění přizpůsobivého rozhraní v těch situacích, kdy podstatně nerovinný elektronický přístroj nebo nerovinný povrch tepelné jímky k sobě navzájem přiléhají. Toho je dosaženo přizpůsobením několika faktorů provedení vynálezu. Obecně je aplikována malá, ale dostatečná tlačná síla pomocí prostředků 30, takže členy 26 jsou podrobová
-6CZ 290553 B6 ny síle vyvolávající tečení. Protože může existovat mnoho stovek (nebo tisíců) členů 26, kvůli tolerancím rozměrů mezer může být počet členů, které právě tvoří počáteční kontakt, úplně malý. Tyto členy jsou tudíž vystaveny relativně vysokému tlaku, který může způsobit deformaci a tečení poměrně rychle. Jinými slov}', rozměry mezery rozhraní se snižují tak, jak jsou tyto stlačitelné členy stlačovány. Pokračující aplikace síly, snižování rozměrů styčné mezery má nakonec za následek tvoření kontaktů více a více členů 26. Tak jak více členů 26 přichází do kontaktu a nese tlačnou zátěž, významně se omezuje tlak ve stlačitelných členech a proces deformace se zpomaluje. Po časovém období aplikace síly se mohou téměř všechny stlačitelné členy 26 dostat do kontaktu s oběma členy 18 a 22. Navíc, jak se stlačitelné členy stlačují, zmenšuje se výška každého členu s odpovídajícím vzrůstem v oblasti členu dotýkajícího se jak přístroje 18, tak tepelné jímky 22. Stojí rovněž za zmínku, že zatímco nastává tento proces, je vysoký tlak na členy 26 snížen kvůli zvýšené kontaktní oblasti a oblasti členů.
Protože stupeň tečení je vysoce závislý na teplotě, může být proces urychlen zvýšením teploty (např. činností přístroje 18 během stlačování, externě aplikovaným teplem (např. umístěním pouzdra do pece nebo použitím proudu horkého vzduchu, atd.)). Nicméně není nezbytné (ani vyžadováno) překračovat teplotu tavení stlačitelných členů 26 k dosažení přizpůsobeného rozhraní, jak snadno nastává tečení při teplotách pod teplotou tavení těchto materiálů. Kvůli tomu neexistuje dostatečná přilnavost mezi stlačitelnými členy a přístrojem 18 a tepelnou jímkou, takže je snadno možné jednoduché rozebrání a odstraněni tepelné jímky 22 a stlačitelných členů 26 z elektronického přístroje 18. To je zvláště důležitá vlastnost tohoto vynálezu, protože umožňuje přístup k elektronickému přístroji (např. pro testování, přepracování, výměnu, atd.). Také zamezuje možnosti přetavení kuliček 20 pájky používaných k připojení přístroje 18 k substrátu 12. Rozumí se, že teploty tavení těchto kuliček 20 jsou větší, než zvýšené teploty používané v předchozím stlačování.
Zvolením vhodných materiálů a rozměrů pro stlačitelné členy 26, správný počet těchto členů, správná tlačná zátěž a provozní teplota, poměrně velká velikost tolerance mezery může být pohlcena stlačitelnými členy vynálezu v relativně krátkém časovém období s rozumně velkým množstvím členů tvořících tepelný kontakt pro řady účinných tepelných cest. V jednom příkladě, pomocí kuliček eutektické pájky pro stlačitelné členy (každá s průměrem okolo 0,80 mm) umístěnými v pravidelném pravoúhlém poli s rozpětím 1,27 mm o 28 x 29 řadách (celkem 812 členů), je účinné stlačení možné pomocí celkové zátěže pouze přibližně od deseti do třiceti liber. Je zaznamenáno, že použití stlačitelných členů místo pevného kusu podobného materiálu a tloušťky značně snižuje tlačnou zátěž potřebnou k přetvoření stlačitelných členů oproti požadované pro podobné přetvoření takového pevného kusu.
Jak je znázorněno na obrázku IA, prostředek 30 k aplikaci výše uvedené tlačné síly obsahuje vazební pružinu 58, dvě oddělené spony 60 a dvojici čepů 62. Na obr. 2 je ukázáno pouzdro elektronické sestavy po aplikaci tlačné síly po předem určené časové období tak, že stlačitelné členy byly přetvořeny do rozměru dovoleného vymezovací částí 64 (která může jednoduše obsahovat jeden nebo více připevněných (například připájených) kovových členů k povrchu 92 tepelné jímky). Ve výše uvedeném příkladě může deformace členů 26 zabrat prodloužené časové období při poměrně nízké teplotě (např. 80 °C). Avšak při zvýšené teplotě v rozmezí okolo 100 až 140 °C by členům dostatečná deformace k převzetí několika tisícin palce tj. cca 0,1 mm neshody koplanarity zabrala pouze poměrně málo (např. 5) minut. Takový čas je dostatečný k umožnění toho, aby nastal dostatečný kontakt se stlačitelnými členy k vytvoření dobré celkové tepelné cesty (vlastně několika jednotlivých cest) mezi přístrojem 18 a tepelnou jímkou 22.
Aby se zabránilo stlačení a namáhání kuliček 20 pájky mezi přístrojem 18 a substrátem 12 tak, jak je tlačná síla aplikována na členy 26, je znázorněno použití zapouzdřovacího materiálu 44 na obrázcích ΙΑ, 1B a 2. Tento zapouzdřovací materiál 44. který může být známý materiál jako například Hysol 4510, dostupný od Dexter Electronic Materials, Industry, Califomia (Hysol je registrovaná obchodní známka Dexter Electronic Materials), je tvrdší, než kuličky 20 pájky a typicky nese téměř veškerou tlačnou sílu mezi elektronickým přístrojem 18 a substrátem 12
-7CZ 290553 B6 s obvody, takže toto elektrické spojení způsobuje malý nebo žádný tlak. U schémat přímého připojení čipů (kde přístroj 18 je polovodičový čip) se využití zapouzdřovacího materiálu 44 typicky vyžaduje z jiných důvodů (např. ulehčení neshody sdílení tepla mezi čipem a kartou plošného obvodu) a proto je s tímto vynálezem ve shodě.
Na obrázku 3 je znázorněno pouzdro elektronické sestavy 10' podle jiného provedení vynálezu. Toto pouzdro pro soupravu elektroniky je ukázáno s tepelně vodivou strukturou 66 obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy 26' upevněné k ohebnému členu 68 (viz. níže uvedený obrázek 4). Členy 26' jsou přednostně z podobného materiálu jako členy 26 na obrázcích 1 A, 1B a 2. Jak ío je znázorněno, ohebný člen 68 je umístěný mezi tepelnou jímkou 22 a elektronickým přístrojem před aplikací tlačné síly pomocí podobných prostředků jako na obrázku 2. Vymezovací část 64' je upevněná k ohebnému členu 68 tak, aby bylo přetvoření stlačitelných členů omezeno na předem určenou velikost.
Na obrázku 4 je znázorněný zvětšený pohled na tepelně vodivou strukturu 66 obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy 26' upevněné k ohebnému členu 68, jak je ukázáno na obrázku 3. (vlastně jsou zobrazeny pouze tři členy 26' z důvodu přehlednosti.) V tomto provedení je materiál pro ohebný člen 68 přednostně žíhaná (lehká) měděná fólie tlustá 0,0254 mm (1 mil tj. 0,001 palce) nebo méně, takže je zajištěna dobrá tepelná vodivost a nízká tuhost v ohybu, kromě účinného připojení ke členům 26'. Jiné kovové materiály, včetně fólie ze slitiny mědi nebo fólie ze slitiny hliníku jsou také přípustné. Maskovací materiál 88 s otvory 89 může být použit k vymezení umístění stlačitelných členů 26', ale není vyžadován. Navíc, může být použito tepelné lepidlo k upevnění stlačitelných členů 26' k ohebnému členu 68. Příkladem takového lepidla je lepidlo RTK 7455, dostupné od AI Technology, lne., Lavvrenceville, Nevv Jersey.
Vymezovací část 64' je také znázorněna na obrázku 3. takže přetvoření stlačitelných členů je omezeno na předem definovanou velikost. Část 64' stejně jako část 64 na obrázcích 1 A, 1B a 2 je přednostně kovový člen a je připojena k ohebnému členu 68, např. také pomocí vhodného lepidla jako například EG 7655, také k dispozici od AI Technology, lne.. Část 64' může být také z materiálu pájky, zejména takové, která má vyšší teplotu tavení, než materiály členů 26' a 20.
Část 64' může být také přímo upevněna k povrchu přístroje 18 místo toho, jak je zde popsáno.
Na obrázku 5 je znázorněna elektronická sestava 10 podle jiného provedení vynálezu. Je znázorněna sestava 10 obsahující členy 20 kuliček pájky a substrát 12 s obvody podobné členům na obrázcích ΙΑ, 1B, 2 a 3. Tato elektronická sestávaje také znázorněná se stlačitelnými, 35 tepelně vodivými členy 26 upevněnými k ohebnému členu 68' podle popisu k obrázkům 6A, 6B, 6C nebo 6D. Elektronická sestava na obrázku 5 je ukázána před aplikací tlačné síly se stlačitelnými členy 26 umístěnými mezi elektronickým přístrojem 18 a tepelnou jímkou 22. Další popis ohebného členu a stlačitelných členů 26 bude uveden níže u popisu obrázků 6A, 6B, 6C a 6D.
Na obrázku 5 obsahuje prostředek pro vyvíjení tlačné síly mezi tepelnou jímkou 22 a elektronickým přístrojem 18 prodlouženou vazební pružinu 58' a externí prostředek pro přitlačení pružiny 58' na základnu 23 tepelné jímky 22, jako například dvojici pružinových svorek 60. Pružina 58' je přednostně ze stejného materiálu jako pružina 58, zatímco svorky 60 45 mohou být z nerezové oceli. Je důležité připomenout, že prostředek znázorněný na obrázku 5 pro vyvíjení tlačné síly nevyvíjí významnou sílu nebo zatížení na elektrické spojovací členy 20 mezi elektronickým přístrojem 18 a substrátem 12, takže se nevyžaduje zapouzdřovací materiál (podobný jako na obrázku 3) k odlehčení těchto sil na členy 20. Členy 20, které na sobě nemají tlak, mohou být tudíž kuličky pájky (jak je ukázáno), sloupy pájky, členy kolík-díra (je-li 50 například přístroj 18 elektronický modul), atd. Stlačitelné členy 26 upevněné k ohebnému členu 68' zajišťují dobrou tepelnou cestu mezi přístrojem 18 a tepelnou jímkou 22 snadným přizpůsobováním rozměrů styčné mezery mezi nimi. Jak bude popsáno níže, v tomto provedení vynálezu jsou použita dvě protilehlá množství takovýchto členů 26.
-8CZ 290553 B6
Na obrázku 6A je ukázána tepelně vodivá struktura z obrázku 5, obsahující stlačitelné, tepelně vodivé členy 26” upevněné k mezilehlému ohebnému členu 68'. Jsou zajištěny otvory 86, kterými jsou tepelně spojeny členy 26”, které mohou vést teplo. Upřednostňovaný materiál pro ohebný člen 68' je tenký (např. 0,025 mm tlustý) list polyimidu nebo podobného polymerického nevodivého (elektricky) materiálu. Protože člen 68' je hlavně uvažován pro tepelný přenos, může také být z kovového materiálu, jako například z mědi nebo hliníku ve tvaru tenkého listu. Členy 26” jsou z podobného materiálu jako výše uvedené členy 26 a jsou vyrovnány ve znázorněných spárovaných orientacích a poté částečně přetaveny k připojení příslušných dvojic otvorem 86 ve členu 68'.
Na obrázku 6B jsou znázorněny stlačitelné, tepelně vodivé členy 26” upevněné k ohebnému členu 68” podobně jako provedení vynálezu na obrázku 6A. Maskovací materiál 88' (podobně jako materiál 88 na obrázku 4) s otvory 89 v něm je ukázán podle odpovídajících otvorů 86' v ohebném členu 68”. Upřednostňovaný materiál pro ohebný člen 68” v tomto provedení je tenký list mědi. Maskovací materiál 88' napomáhá při umísťování členu 26 na opačných stranách členu 68” napříč mezilehlých otvorů.
Na obrázku 6C jsou zajištěny stlačitelné, tepelně vodivé členy 26” k mezilehlému ohebnému členu 68”' podle ještě dalšího provedení vynálezu. V tomto provedení nepotřebuje ohebný člen 68”' mít otvory (86'); místo masky 88' má otvory 89', aby se umožnil tepelný kontakt mezi tepelně vodivými členy na protější straně pevných mezilehlých ohebných členů 68'”. Přesné vyrovnání stlačitelných členů 26 na obou protilehlých stranách pevného ohebného členu 68 ' je také zajištěno odpovídajícími vyrovnanými dvojicemi otvorů 89' jak je ukázáno na obrázku 6C. Člen 68' je obyčejně z dobře tepelně vodivého materiálu, upřednostněné příklady jsou tenké listy z hliníku nebo z mědi nebo z jejich slitin.
Ve všech těchto provedeních z obrázků 6A-6D je upřednostňovaný materiál pro členy 26” jedna zvýše uvedených pájek. Eventuálně jsou možné pájky s různými teplotami tavení pro každou ze skupin na příslušné vlastní straně mezilehlého členu. Vymezovací části 64” jsou také z podobného materiálu (jako vymezovací části 64 a 64') a upevněné k mezilehlému ohebnému členu podstatně stejným způsobem buď jako na obrázku 1A-2 nebo na obrázku 3.
Jiná schémata zarovnání, jako například částečně nevyrovnaná a úplně nesfázovaná zarovnání (jako na obrázku 6D) stlačitelných členů vynálezu mezi protilehlými stranami rozdělovacího ohebného členu 68' lze výhodně použít k vylepšení tepelného kontaktu mezi znázorněnými povrchy tepelné jímky 22 a elektronického přístroje 18. Provedení vynálezu je znázorněno na obrázku 6D, ve kterém jsou stlačitelné členy 26” v nesfázovaném vyrovnání s protilehlými členy 26” na opačných stranách tuhého ohebného členu 68”. Je zřejmé, že při stlačení bude ohebný člen působit jako pružina ve shodě se stlačováním a tečením členů 26. Tudíž s malým vzrůstem v tepelném odporu mohou být snadno vstřebány hodně velké styčné mezery a mezery, které významně mění rozměry během používání. Upřednostňovaný materiál pro tenký ohebný člen 68'” na obrázku 6D je tenký list mědi, chovající se jako pružná pružina podle stlačitelných členů 26. Násobné vrstvy takovéhoto provedení mohou být umístěny mezi přístroj 18 a tepelnou jímku 22 k zajištění ještě další poddajnosti a vstřebání tolerancí. Také se rozumí, že na obrázku 6D počet členů 26” na jedné straně členu 68” nemusí být stejný jako počet členů na protější straně. Tyto členy 26” mohou být dokonce náhodně rozmístěny na příslušných protilehlých stranách. Lze také použít maskovací materiál 88' včetně toho, který má v sobě otvory 89'. Na obrázcích 6B a 6C jsou použity dvě vrstvy materiálu 88'.
Na obrázcích 7A-8B jsou ukázány různé způsoby zajištění tepelně vodivých, stlačitelných členů jako například kuliček pájky 26” na povrch (jako například povrch tepelné jímky 22 nebo ohebného členu 68). V provedeních z obrázků 4 a 6B-6D mohou být pájecí pasta nebo kuličky pájky 26” (např. kuličky eutektické pájky o průměru 0,025 palce) umístěny do otvorů 89, zatímco je okolní teplota zvýšena na okolí teploty tavení pájky, čímž způsobí přetavení pájky a pak smočení odpovídajícího povrchu tepelné jímky 22. Tyto pájecí členy postupně přilnou k tepelné
-9CZ 290553 B6 jímce, poté se sníží teplota pod teplotu tavení pájky a pájka vychladne (ztuhne). Na obrázcích 7A a 7B je jednoduché zapouzdření kuliček pájky 26 s tepelně vodivým lepidlem 90 (zatímco kuličky jsou podrženy v šabloně 91) a poté jemné přitlačení kuliček pájky s lepidlem na nich na tepelnou jímku nebo ohebný člen jak účinné, tak ekonomické. Přitlačení kuliček pájky slouží k dostatečnému odstranění lepidla k vytvoření otvorů v něm (neukázáno na obrázku 7B) a tím zajištění přímého kontaktu kuličky pájky s tepelnou jímkou (nebo ohebným členem). Upřednostňované lepidlo je měkké, tepelně vodivé lepidlo, přičemž jeden příklad je GE32XX silikonové lepidlo od Generál Electric Company, Waterford, New York. „Body“ tohoto lepidla mohou být eventuálně umístěny do předem určených pozic na ohebný člen nebo tepelnou jímku s kuličkami pájky zvednutými adhezí v těchto bodech a jemně natlačenými na místo. Nevulkanizovaný pevný maskovací materiál může sloužit jako lepidlo, nebo může být též ekonomicky použito stínící tepelné lepidlo na ohebném členu způsobem podobajícím se pájecí masce. Na obrázcích 8A a 8B mohou být náhodně rozptýleny vodivé členy 26 na vrstvě lepidla 90 tepelného vodiče 22 nebo ohebného členu 68' (ukázán naznačené) a poté stlačeny do přímého kontaktu sním (neukázáno). „Body“ lepidla 90 mohou být eventuálně opatřeny na příslušných površích (téměř tak, jak bylo popsáno výše), přičemž členy 26 tím připojí tento materiál a opět je aplikován tlak, který způsobí přímý kontakt (neukázán) pájka-povrch.
Přestože zde byla popsána upřednostňovaná provedení tohoto vynálezu, odborníkům je zřejmé, že v něm lze provádět různé změny a úpravy bez odchýlení od rozsahu vynálezu, který je definován v přiložených nárocích.

Claims (37)

1. Pouzdro pro soupravu elektroniky, vy z n a č u j í c í se t í m , že obsahuje substrát (12) s obvody mající na svém prvním povrchu (16) vodiče (14), elektronický přístroj (18) umístěný na substrátu (12) s obvody a elektricky spojený s vodiči (14), tepelnou jímku (22) tepelně připojenou k elektronickému přístroji (18), stlačitelné tepelně vodivé členy (26, 26', 26) umístěné mezi elektronickým přístrojem (18) a tepelnou jímkou (22) sním tepelně spojenou oddělitelným způsobem, a prostředek (30) pro vyvíjení tlačné síly mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18) a na stlačitelné tepelně vodivé členy (26, 26', 26) zvolené ze stlačitelných tepelně vodivých členů (26, 26', 26), které jsou stlačeny a trvale přetvořeny jako následek uvedené tlačné síly pro zajištění oddělitelného spojení mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18).
2. Pouzdro podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že substrát (12) je deska s tištěnými obvody.
3. Pouzdro podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že elektronický přístroj (18) obsahuje polovodičový čip.
4. Pouzdro podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vy z n a č uj í c í se t í m , že obsahuje první pájecí prvky (20) pro elektrické připojení čipu k vodičům (14).
5. Pouzdro podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje zapouzdřovací materiál (44) nesoucí čip nad substrátem (12).
6. Pouzdro podle nároku 4, vyznačující se tím, že stlačitelné tepelně vodivé členy (26, 26', 26) obsahují druhé pájecí prvky.
- 10CZ 290553 B6
7. Pouzdro podle nároku 6, vyznačující se tím, že první pájecí prvky (20) mají vyšší teplotu tavení než druhé pájecí prvky.
8. Pouzdro podle nároku 7, vy z n ač u j í c í se t í m , že první pájecí prvky (20) sestávají z cínu a olova ve hmotnostním poměru 10:90 a druhé pájecí prvky sestávají z cínu a olova ve hmotnostním poměru 63:37.
9. Pouzdro podle nároku 1,vyznačující se t í m , že elektronický přístroj (18) obsahuje polovodičový modul.
10. Pouzdro podle nároku 1,vyznačující se tím, že stlačitelné, tepelně vodivé prvky (26, 26', 26) obsahují první pájecí prvky (20).
11. Pouzdro podle nároku 10, vyznačující se tím, že první pájecí prvky (20) sestávají z pájky s nízkou teplotou tavení.
12. Pouzdro podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek (30) pro vyvíjení tlačné síly obsahuje alespoň jednu vazební pružinu (58) funkčně spojenou se substrátem (12) s obvody a s tepelnou jímkou (22).
13. Pouzdro podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že obsahuje prostředek pro upevnění vazební pružiny (58) k substrátu (12) s obvody.
14. Pouzdro podle nároku 13,vyznačující se tím, že prostředek pro upevnění obsahuje alespoň dva čepy prostorově umístěné uvnitř substrátu (12) s obvody.
15. Pouzdro podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu vymezovací část umístěnou mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18) pro vymezení předem určeného umístění mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18), přičemž vymezovací část je upevněna k elektronickému přístroji (18), neboje upevněna nebo tvoří část tepelné jímky (22).
16. Pouzdro podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje ohebný člen (68, 68', 68”, 68') umístěný mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18), přičemž stlačitelné tepelně vodivé členy (26, 26', 26) jsou připevněné k ohebnému členu (68, 68', 68, 68').
17. Pouzdro podle nároku 16, v y z n a č u j í c í se t í m , že ohebný člen (68, 68', 68”, 68') obsahuje otvory (86), přičemž zvolené tepelně vodivé členy (26, 26', 26) jsou umístěny uvnitř příslušných otvorů.
18. Pouzdro podle nároku 1, v y z n a č uj í c í se t í m , že ohebný člen (68, 68', 68, 68') alespoň jednu vymezovací část (64, 64', 64) k němu připojenou nebo tvořící jeho část pro vymezení předem určeného umístění mezi tepelnou jímkou (22) a elektronickým přístrojem (18).
19. Způsob výroby pouzdra pro soupravu elektroniky podle alespoň jednoho z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že obsahuje výrobu substrátu majícího na prvním povrchu vodiče, umístění elektronického přístroje na substrátu a elektrické připojení elektronického přístroje k vodičům, tepelné připojení tepelné jímky k elektronickému přístroji oddělitelným způsobem, uložení stlačitelných tepelně vodivých členů mezi elektronický přístroj a tepelnou jímku, vyvinutí tlačné síly mezi tepelnou jímkou a elektronickým přístrojem a na tepelně vodivé stlačitelné členy.
20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že elektrické spojení přístroje s vodiči je provedeno pomocí elektricky vodivých členů.
- 11 CZ 290553 B6
21. Způsob podle nároku 19 nebo 20, vyznačující se tím, že umístění stlačitelných, tepelně vodivých členů mezi elektronický přístroj a tepelnou jímku obsahuje nejprve umístnění stlačitelných tepelně vodivých členů na tepelnou jímku a potom umístění tepelné jímky a stlačitelných tepelně vodivých členů na elektronický přístroj v tepelném spojení s ním.
22. Způsob podle kteréhokoli z nároků 19 až 21, vy z n a č u j í c í se tím, že vyvinutí tlačné síly obsahuje spojení elektronického přístroje a tepelné jímky vazební pružinou.
23. Způsob podle kteréhokoli z nároků 19 až22, vy zn ač u j í c í se tí m , že dále obsahuje umístění tepelné jímky a elektronického přístroje uvnitř ohřívaného prostředí, které má předem určený tepelný rozsah během vyvíjení tlačné síly.
24. Způsob podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se tím, že předem určený rozsah teplot vyhřívaného prostředí je nižší, než teplota tavení stlačitelných, tepelně vodivých členů.
25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že tlačná sílaje aplikována při předem určených teplotách po předem určené časové období.
26. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že předem určené časové období je v rozmezí od jedné minuty do deseti minut.
27. Způsob výroby tepelně vodivé struktury, vyznačující se t í m , že obsahuje: výrobu ohebného členu (88), který má první a druhou protilehlou stranu; opatření otvorů (89) uvnitř ohebného členu nacházejícího se mezi první a druhou stranou ohebného členu; umístění prvních stlačitelných tepelně vodivých členů (26) na první straně ohebného členu tak, aby vybrané ze stlačitelných tepelně vodivých členů byly vyrovnány s příslušnými členy z otvorů; a umístění druhých stlačitelných tepelně vodivých členů (26) na druhou stranu ohebného členu tak, aby vybrané z druhých stlačitelných tepelně vodivých členů byly vyrovnány s příslušnými členy z otvorů přímo proti vybraným členům prvních stlačitelných tepelně vodivých členů a byly s nimi v přímém fyzickém kontaktu, přičemž první a druhé stlačitelné tepelně vodivé členy jsou tepelně spojeny.
28. Způsob podle nároku 27, vy z n a č uj í c í se t í m , že dále obsahuje připojení alespoň jedné vymezovací části (64) k ohebnému členu, přičemž vymezovací část je tvrdší než první a druhé stlačitelné tepelně vodivé členy.
29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že krok připojení vymezovacího členu k ohebnému členu obsahuje použití tepelně vodivého lepidla.
30. Způsob podle nároku 28 nebo 29, v y z n a č u j í c í se t í m , že stlačitelné tepelně vodivé členy prvních tepelně vodivých členů mají podobnou nebo vyšší teplotu tavení, než stlačitelné tepelně vodivé členy druhých tepelně vodivých členů.
31. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že otvory uvnitř ohebného členu jsou rozmístěny náhodně.
32. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že dále obsahuje zajištění alespoň dvou vrstev maskovacího materiálu (88'), přičemž každá z vrstev maskovacího materiálu je nanesena na příslušné z protilehlých stran ohebného členu.
33. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že dále obsahuje výrobu alespoň jedné vrstvy maskovacího materiálu (88'), přičemž vrstva maskovacího materiálu je nanesena na stranu ohebného členu.
- 12 CZ 290553 B6
34. Způsob podle nároku 33, v y z n a č u j í c í se tím, že dále obsahuje zajištění druhé vrstvy maskovacího materiálu (88'), přičemž druhá vrstva maskovacího materiálu je nanesena na druhou stranu ohebného členu, opatření otvorů uvnitř druhé vrstvy a poté umístění druhých stlačitelných tepelně vodivých členů uvnitř příslušných členů z otvorů ve druhé vrstvě maskovacího materiálu.
35. Způsob podle nároku 33, v y z n a č u j í c í se t í m , že je vyroben ohebný člen v tuhé formě a neobsahuje v sobě otvory.
36. Způsob podle nároku 35, vy znač u j í c í se tí m , že druhé stlačitelné tepelně vodivé členy jsou umístěny s odstupem vzhledem k prvním stlačitelným tepelně vodivým členům.
37. Způsob výroby tepelně vodivé struktury, vy z n a č uj í c í se t í m , že obsahuje: výrobu tuhé tepelné jímky, která má alespoň jeden povrch; zajištění alespoň jedné vrstvy maskovacího materiálu, přičemž vrstva maskovacího materiálu je nanesena na povrch tepelné jímky; opatření otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu; a umístění stlačitelných tepelně vodivých členů na povrch tepelné jímky tak, aby vybrané ze stlačitelných tepelně vodivých členů byly umístěny uvnitř příslušných členů z otvorů ve vrstvě maskovacího materiálu.
CZ19973638A 1996-12-16 1997-11-17 Pouzdro pro soupravu elektroniky a způsob jeho výroby CZ290553B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/767,465 US5786635A (en) 1996-12-16 1996-12-16 Electronic package with compressible heatsink structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ363897A3 CZ363897A3 (cs) 1998-11-11
CZ290553B6 true CZ290553B6 (cs) 2002-08-14

Family

ID=25079573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19973638A CZ290553B6 (cs) 1996-12-16 1997-11-17 Pouzdro pro soupravu elektroniky a způsob jeho výroby

Country Status (10)

Country Link
US (4) US5786635A (cs)
JP (2) JP3274642B2 (cs)
KR (2) KR100288409B1 (cs)
CN (1) CN1163962C (cs)
CZ (1) CZ290553B6 (cs)
HU (1) HUP9701376A3 (cs)
MY (1) MY118259A (cs)
PL (1) PL323321A1 (cs)
SG (1) SG66409A1 (cs)
TW (1) TW360959B (cs)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985697A (en) * 1996-05-06 1999-11-16 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for mounting an integrated circuit to a printed circuit board
US5786635A (en) * 1996-12-16 1998-07-28 International Business Machines Corporation Electronic package with compressible heatsink structure
KR100246333B1 (ko) * 1997-03-14 2000-03-15 김영환 비 지 에이 패키지 및 그 제조방법
JPH10294423A (ja) * 1997-04-17 1998-11-04 Nec Corp 半導体装置
US5900675A (en) * 1997-04-21 1999-05-04 International Business Machines Corporation Organic controlled collapse chip connector (C4) ball grid array (BGA) chip carrier with dual thermal expansion rates
US5894166A (en) * 1997-09-17 1999-04-13 Northern Telecom Limited Chip mounting scheme
US6043560A (en) * 1997-12-03 2000-03-28 Intel Corporation Thermal interface thickness control for a microprocessor
US6753922B1 (en) * 1998-10-13 2004-06-22 Intel Corporation Image sensor mounted by mass reflow
US6203191B1 (en) * 1998-10-28 2001-03-20 Speculative Incorporated Method of junction temperature determination and control utilizing heat flow
US6218293B1 (en) 1998-11-13 2001-04-17 Micron Technology, Inc. Batch processing for semiconductor wafers to form aluminum nitride and titanium aluminum nitride
US6887723B1 (en) * 1998-12-04 2005-05-03 Formfactor, Inc. Method for processing an integrated circuit including placing dice into a carrier and testing
US6179047B1 (en) * 1998-12-10 2001-01-30 Unisys Corporation Mechanical assembly for regulating the temperature of an electronic device which incorporates at least two leaf springs for self-alignment plus a low initial contact force and a low profile
US6456099B1 (en) 1998-12-31 2002-09-24 Formfactor, Inc. Special contact points for accessing internal circuitry of an integrated circuit
JP2000223608A (ja) * 1999-01-29 2000-08-11 Nec Corp 半導体パッケージ及びその製造方法
US6352944B1 (en) 1999-02-10 2002-03-05 Micron Technology, Inc. Method of depositing an aluminum nitride comprising layer over a semiconductor substrate
US6750551B1 (en) * 1999-12-28 2004-06-15 Intel Corporation Direct BGA attachment without solder reflow
SE516139C2 (sv) * 1999-03-17 2001-11-26 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för att förbättra termiska och elektriska egenskaper hos komponenter förbunda med ett substrat monterat på en bärare
US6255143B1 (en) * 1999-08-04 2001-07-03 St. Assembly Test Services Pte Ltd. Flip chip thermally enhanced ball grid array
US6461891B1 (en) * 1999-09-13 2002-10-08 Intel Corporation Method of constructing an electronic assembly having an indium thermal couple and an electronic assembly having an indium thermal couple
US6486499B1 (en) * 1999-12-22 2002-11-26 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light-emitting device with increased light generating capability
US6351032B1 (en) * 2000-01-20 2002-02-26 National Semiconductor Corporation Method and structure for heatspreader attachment in high thermal performance IC packages
US6212074B1 (en) 2000-01-31 2001-04-03 Sun Microsystems, Inc. Apparatus for dissipating heat from a circuit board having a multilevel surface
US6459582B1 (en) * 2000-07-19 2002-10-01 Fujitsu Limited Heatsink apparatus for de-coupling clamping forces on an integrated circuit package
WO2002009194A1 (en) * 2000-07-26 2002-01-31 The Research Foundation Of State University Of New York Method and system for bonding a semiconductor chip onto a carrier using micro-pins
US6635513B2 (en) * 2001-05-29 2003-10-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pre-curved spring bolster plate
DE60229821D1 (de) * 2001-09-25 2008-12-24 Tdk Corp Gehäuse für integrierte Schaltung
KR100443399B1 (ko) * 2001-10-25 2004-08-09 삼성전자주식회사 보이드가 형성된 열 매개 물질을 갖는 반도체 패키지
US6504242B1 (en) 2001-11-15 2003-01-07 Intel Corporation Electronic assembly having a wetting layer on a thermally conductive heat spreader
US6710264B2 (en) * 2001-11-16 2004-03-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for supporting a circuit component having solder column interconnects using external support
US20040080033A1 (en) * 2002-04-09 2004-04-29 Advanced Semiconductor Engineering Inc. Flip chip assembly and method for producing the same
JP2004172489A (ja) * 2002-11-21 2004-06-17 Nec Semiconductors Kyushu Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP4272169B2 (ja) * 2003-04-16 2009-06-03 富士通株式会社 電子部品パッケージ組立体およびプリント基板ユニット
US6850411B1 (en) * 2003-10-07 2005-02-01 International Business Machines Corporation Method and structure to support heat sink arrangement on chip carrier packages
JP2005136018A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Denso Corp 半導体装置
US7057295B2 (en) * 2004-04-22 2006-06-06 Ted Ju IC module assembly
US7200006B2 (en) * 2004-06-03 2007-04-03 International Business Machines Corporation Compliant thermal interface for electronic equipment
US7477518B2 (en) * 2004-09-06 2009-01-13 Infineon Technologies Ag Sub-assembly
US7098070B2 (en) 2004-11-16 2006-08-29 International Business Machines Corporation Device and method for fabricating double-sided SOI wafer scale package with through via connections
KR100618881B1 (ko) * 2005-01-05 2006-09-01 삼성전자주식회사 열방출 효율을 증대시킨 반도체 패키지 및 그 제조방법
CN100435304C (zh) * 2005-03-31 2008-11-19 西安交通大学 基于金属球压接互连技术的电力电子集成模块的制备方法
US7250675B2 (en) * 2005-05-05 2007-07-31 International Business Machines Corporation Method and apparatus for forming stacked die and substrate structures for increased packing density
US20060284313A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Yongqian Wang Low stress chip attachment with shape memory materials
JP2007005670A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Fujitsu Ltd 電子部品パッケージおよび接合組立体
US7277291B2 (en) * 2005-08-08 2007-10-02 Verifone Holdings, Inc. Thermal transfer device
US7342306B2 (en) * 2005-12-22 2008-03-11 International Business Machines Corporation High performance reworkable heatsink and packaging structure with solder release layer
US7540616B2 (en) * 2005-12-23 2009-06-02 3M Innovative Properties Company Polarized, multicolor LED-based illumination source
JP4095641B2 (ja) * 2006-01-31 2008-06-04 株式会社東芝 電子機器
JP2007266150A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Fujitsu Ltd 熱伝導性接合材、半導体パッケージ、ヒートスプレッダ、半導体チップ、及び半導体チップとヒートスプレッダとを接合する接合方法
US9299634B2 (en) * 2006-05-16 2016-03-29 Broadcom Corporation Method and apparatus for cooling semiconductor device hot blocks and large scale integrated circuit (IC) using integrated interposer for IC packages
US9013035B2 (en) * 2006-06-20 2015-04-21 Broadcom Corporation Thermal improvement for hotspots on dies in integrated circuit packages
US20080042270A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-21 Daryl Carvis Cromer System and method for reducing stress-related damage to ball grid array assembly
US20080068803A1 (en) * 2006-09-18 2008-03-20 Shyh-Ming Chen Heat dissipating device holder structure with a thin film thermal conducting medium coating
US7995344B2 (en) * 2007-01-09 2011-08-09 Lockheed Martin Corporation High performance large tolerance heat sink
DE102008009510B3 (de) * 2008-02-15 2009-07-16 Danfoss Silicon Power Gmbh Verfahren zum Niedertemperatur-Drucksintern
US8963323B2 (en) 2008-06-20 2015-02-24 Alcatel Lucent Heat-transfer structure
JP2010267954A (ja) * 2009-04-15 2010-11-25 Panasonic Corp 電子機器
CN101540206B (zh) * 2009-04-15 2012-09-05 中国科学院物理研究所 外压式低热阻可分离热沉结构
US8198739B2 (en) 2010-08-13 2012-06-12 Endicott Interconnect Technologies, Inc. Semi-conductor chip with compressible contact structure and electronic package utilizing same
CN102655728B (zh) * 2011-03-01 2015-01-28 联想(北京)有限公司 一种散热控制装置、电子设备及散热控制方法
WO2012131519A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thermal interface pad material with perforated liner
JP2014033092A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6179843B2 (ja) * 2012-12-04 2017-08-16 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 実装装置及び実装方法
US9148962B2 (en) 2013-01-02 2015-09-29 International Business Machines Corporation Heat transfer device for wave soldering
EP2854170B1 (en) 2013-09-27 2022-01-26 Alcatel Lucent A structure for a heat transfer interface and method of manufacturing the same
JP5963732B2 (ja) * 2013-10-31 2016-08-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ チップ支持基板の配線部裏面に放熱器設置の面領域を設定する方法およびチップ支持基板並びにチップ実装構造体
US9967986B2 (en) * 2014-01-02 2018-05-08 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package and method therefor
US20180190596A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Intel Corporation Standoff members for semiconductor package
JP6885194B2 (ja) * 2017-05-15 2021-06-09 富士通株式会社 電子機器
US10957656B2 (en) 2017-09-27 2021-03-23 Intel Corporation Integrated circuit packages with patterned protective material
US10973114B2 (en) 2018-10-29 2021-04-06 L3 Technologies, Inc. Indium-based interface structures, apparatus, and methods for forming the same
US12040469B2 (en) * 2018-11-21 2024-07-16 Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. Heat dissipating structure and battery provided with the same
US11037860B2 (en) 2019-06-27 2021-06-15 International Business Machines Corporation Multi layer thermal interface material
CN113453483A (zh) * 2020-03-26 2021-09-28 中科寒武纪科技股份有限公司 用于散热的装置及其电子器件
US11774190B2 (en) * 2020-04-14 2023-10-03 International Business Machines Corporation Pierced thermal interface constructions
US11579668B2 (en) 2020-09-24 2023-02-14 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Multipoint contact conduction cooling of a removable device
WO2024063341A1 (ko) * 2022-09-19 2024-03-28 삼성전자주식회사 써멀 모듈을 포함하는 pcb 어셈블리

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034468A (en) * 1976-09-03 1977-07-12 Ibm Corporation Method for making conduction-cooled circuit package
US4254431A (en) * 1979-06-20 1981-03-03 International Business Machines Corporation Restorable backbond for LSI chips using liquid metal coated dendrites
US4654754A (en) * 1982-11-02 1987-03-31 Fairchild Weston Systems, Inc. Thermal link
JPS60126853A (ja) * 1983-12-14 1985-07-06 Hitachi Ltd 半導体デバイス冷却装置
JPS62136865A (ja) * 1985-12-11 1987-06-19 Hitachi Ltd モジユ−ル実装構造
GB2214719B (en) * 1988-01-26 1991-07-24 Gen Electric Co Plc Housing for electronic device
JPH0377355A (ja) * 1989-08-19 1991-04-02 Fujitsu Ltd 放熱型半導体装置
US4993482A (en) * 1990-01-09 1991-02-19 Microelectronics And Computer Technology Corporation Coiled spring heat transfer element
US5076485A (en) * 1990-04-24 1991-12-31 Microelectronics And Computer Technology Corporation Bonding electrical leads to pads with particles
US5088007A (en) * 1991-04-04 1992-02-11 Motorola, Inc. Compliant solder interconnection
JP2839795B2 (ja) * 1991-08-09 1998-12-16 シャープ株式会社 半導体装置
EP0588609B1 (en) * 1992-09-15 1997-07-23 Texas Instruments Incorporated Ball contact for flip-chip devices
JPH06268122A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Hitachi Ltd 半導体装置
US5616206A (en) * 1993-06-15 1997-04-01 Ricoh Company, Ltd. Method for arranging conductive particles on electrodes of substrate
US5474458A (en) * 1993-07-13 1995-12-12 Fujitsu Limited Interconnect carriers having high-density vertical connectors and methods for making the same
JPH0878574A (ja) * 1994-09-08 1996-03-22 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JPH08125112A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2762958B2 (ja) * 1995-05-26 1998-06-11 日本電気株式会社 バンプの形成方法
US5808874A (en) * 1996-05-02 1998-09-15 Tessera, Inc. Microelectronic connections with liquid conductive elements
US5847929A (en) * 1996-06-28 1998-12-08 International Business Machines Corporation Attaching heat sinks directly to flip chips and ceramic chip carriers
US5786635A (en) * 1996-12-16 1998-07-28 International Business Machines Corporation Electronic package with compressible heatsink structure
US6064573A (en) * 1998-07-31 2000-05-16 Litton Systems, Inc. Method and apparatus for efficient conduction cooling of surface-mounted integrated circuits

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10189839A (ja) 1998-07-21
KR19980063404A (ko) 1998-10-07
US6245186B1 (en) 2001-06-12
KR100288409B1 (ko) 2001-06-01
TW360959B (en) 1999-06-11
CN1163962C (zh) 2004-08-25
MY118259A (en) 2004-09-30
CN1185655A (zh) 1998-06-24
PL323321A1 (en) 1998-06-22
HUP9701376A2 (hu) 1998-07-28
JP2002141447A (ja) 2002-05-17
US5863814A (en) 1999-01-26
HU9701376D0 (en) 1997-10-28
JP3677470B2 (ja) 2005-08-03
KR100304085B1 (ko) 2001-11-07
CZ363897A3 (cs) 1998-11-11
JP3274642B2 (ja) 2002-04-15
US5786635A (en) 1998-07-28
SG66409A1 (en) 1999-07-20
US6255136B1 (en) 2001-07-03
HUP9701376A3 (en) 1999-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ290553B6 (cs) Pouzdro pro soupravu elektroniky a způsob jeho výroby
US5969947A (en) Integral design features for heatsink attach for electronic packages
US6459582B1 (en) Heatsink apparatus for de-coupling clamping forces on an integrated circuit package
US6122171A (en) Heat sink chip package and method of making
JP4746283B2 (ja) 回路組立体および集積回路デバイスに放熱器を接続する方法
JP3109479B2 (ja) 放熱体及び放熱体を装着したメモリモジュール
US5615086A (en) Apparatus for cooling a plurality of electrical components mounted on a printed circuit board
EP1732130A2 (en) Circuit assembly with surface-mount IC package and heat sink
US7006353B2 (en) Apparatus and method for attaching a heat sink to an integrated circuit module
GB1569452A (en) Conduction-coled circuit package and method of fabrication
KR20080014004A (ko) 인터포저 및 반도체 장치
KR20020018133A (ko) 전자 장치 및 그 제조 방법
JP2015082576A (ja) 電子装置、電子機器及び電子装置の製造方法
US7254032B1 (en) Techniques for providing EMI shielding within a circuit board component
JP2009105209A (ja) 電子装置及びその製造方法
US7310224B2 (en) Electronic apparatus with thermal module
US11177189B2 (en) Module including heat dissipation structure
KR102519530B1 (ko) 반도체 패키지
CN210296357U (zh) Pcb板和组合结构
JPH09321188A (ja) 半導体装置及びその実装方法
JPS6395637A (ja) 半導体集積回路装置
TW439237B (en) Flip chip structure and its manufacturing method
JPH11121660A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN115223962A (zh) 具散热装置的芯片模块及其制作方法
EP1059833A2 (en) Heat transferring printed wiring board

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20031117