JP3445936B2 - ヒートパイプを備えた半導体パッケージリッド - Google Patents

ヒートパイプを備えた半導体パッケージリッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部ヒートパイプ
を備えた、半導体パッケージ・リッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの半導体パッケージは、個々の電力
装置であろうと、大型のマイクロプロセッサであろう
と、あるいは、単一基板に取り付けられたいくつかの集
積回路のハイブリッド・アセンブリであろうと、ヒート
・シンクを必要とするのに十分な高温で動作する。ヒー
ト・シンクは、ヒート・シンクが取り付けられた装置に
おける望ましくない温度上昇を阻止するのに十分な速度
で、熱を別の媒体（一般に空気）に伝達するのに十分な
表面積を備えた領域に、半導体材料に生じる熱流束を伝
導するので有効である。電力消費（熱）は、通常、ヒー
ト・シンクの入口領域に対して小さい局部領域において
発生するので、ヒート・シンク内における熱の内部拡散
は、ヒート・シンク内部における冷却される半導体パッ
ケージに対するその取り付け位置の近くに１つ以上のヒ
ート・パイプを含めることによって改善することが可能
である。
【０００３】この構成により、かなり問題は改善される
が、図１に示すように、熱エネルギ束全体が、依然とし
て、半導体ダイ１から、パッケージ２のリッドを介し
て、ヒート・シンク３に入る込む経路を移行しなければ
ならない。該経路は、その有効範囲が矢印４で画され
た、その始端が、ダイ１と半導体パッケージのリッド２
の内側との接触領域に等しい断面を備えている。ダイ１
の温度をできるだけ低く保つためには、ダイ１の温度が
あまりにも大幅に上昇する前に、経路４の断面が拡大す
る（ヒート・シンク３に達することによって）ことが望
ましい。あいにく、ダイ１（または複数のダイ）からヒ
ート・シンク３までの熱経路部分の熱抵抗は、その限界
が周囲温度で作用するヒート・シンクによって決まらず
に、電力消費の制限要因になるほど十分に高くなる場合
が多い。すなわち、所定の電力レベルにおける動作のた
め、「より優れた」ヒート・シンク（ヒート・パイプ５
を含んでいるヒート・シンクのような）を利用しても、
ダイ温度があまり低下しないといった場合があり得る。
【０００４】これには、少なくとも３つの理由があり、
その理由には、ダイとリッドの内側との（内部）機械的
界面の熱抵抗、熱流束が側方に進行して拡散しより大き
い外部ヒート・シンクに接触する際におけるリッドの断
面の熱抵抗、及び、リッドの表面とヒート・シンクの表
面との（外部）機械的界面における熱抵抗が含まれる。
内部機械的界面の熱抵抗は、熱伝導性化合物を用いるこ
とによって低下させることが可能である。外部機械的界
面の熱抵抗は、２つの部品の嵌合及び仕上げによって影
響される。表面間の接触が良好であるように見えていて
も、微視的特徴によって悪影響を受けている可能性があ
る。そうではあっても、一般に、外部機械的界面自体
は、適正なサイジング、加工、及び、部品間における適
合する熱化合物の利用によって、必要に応じて良好にす
ることが可能である。その結果、残りの抑制されていな
いかなりの熱抵抗源として、パッケージのリッドを通る
熱流束の側方への流れが残される。リッドを通る側方熱
流の熱抵抗を低下させることができれば、ある特定のヒ
ート・シンク構成について、ダイ（または、ハイブリッ
ドをなすダイの集合）は、所定の温度に関して、より大
電力で動作するか、あるいは、所定の電力に関して、よ
り低い温度で動作することが可能になる。実際の大電力
システムにおいては、こうした改良は、周囲空気を利用
した対流による「受動的」冷却と実際に必要とされる
（強制的）冷却との差を意味する場合もあり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を解決するためになされたものであっ
て、その目的とするところは、半導体パッケージのリッ
ドを通る熱流束の側方への流れに対する熱抵抗を減少さ
せることにより、より優れたヒートシンクを提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】半導体パッケージのリッ
ドを通る熱流束の側方への流れに対する熱抵抗は、リッ
ド自体に１つ以上のヒート・パイプを組み込むことによ
って低下させることが可能である。これには、さらに、
熱流束が伝導する面積が拡大するため、パッケージのリ
ッドと外部ヒート・シンクとの機械的界面の有効熱抵抗
を低下させる利点もある。この結果、半導体パッケージ
内の熱源における温度が低下する。
【０００７】
【発明の実施例】次に図２を参照すると、そのリッド１
０が、１つ以上のダイ７とリッド１０に取り付けられた
ヒート・シンク１２との熱的接続を改良するため、１つ
以上の内部ヒート・パイプ１１を備えている半導体パッ
ケージ１３の略断面図が示されている。
【０００８】先に進む前に、ダイ７を基板６に、その
後、プリント回路基板のようなより大きいアセンブリ
（不図示）に相互接続するために用いられる方法を明ら
かにしておくのがおそらく役立つであろう。用いられる
方法は、この特定の技法に関するＩＢＭ社の用語によれ
ば、いわゆる「Ｃ４アタッチ」である。この技法の場
合、ボンディング・ワイヤがなく、代わりに、ダイ７の
下面に、基板６の上側の整合パッド・アレイ（不図示）
と位置合わせが施される金属信号パッドのランド・グリ
ッド・アレイ（やはり、不図示）に相当するものが設け
られている。小さいハンダ球８によって、ダイ７が基板
６に機械的に固定され、同時に、ダイ７と基板６との間
で必要とされる電気的接続が施される。基板６は、実際
には、信号相互接続アレイが拡散し、再編成され、最終
的には、幾分大きめの信号パッド・パターン（やはり不
図示）として基板６の下面に現れることを可能にするバ
イア及び内部相互接続平面が備わった、多層アセンブリ
である。この物理的に大きいパターンは、さらに、プリ
ント回路基板（不図示）のようなホスト・アセンブリに
ハンダ球９によって接続可能な、ランド・グリッド・ア
レイに似ている。
【０００９】基板上のダイが１つだけしか示されていな
いが、プロセッサ及びいくつかのメモリ・チップを含む
大型ハイブリッド・アセンブリに関しては、明らかに、
いくつかのダイを設けることが可能である。代替案とし
て、ダイに大規模集合をなすデジタル回路要素（例え
ば、プロセッサ）を納めずに、単一パワー・トランジス
タまたは増幅器として構成された少数のデバイスを納め
ることが可能である。ここで問題となるのは、どんな回
路であれ、それを含んでいる１つまたは複数のダイは、
その外表面がヒート・シンクを受けることを意図したも
のであるパッケージ・リッドの下面と熱的にしっかり接
触しているということである。こうした環境の場合、リ
ッドをダイからヒート・シンクへのより有効な熱経路に
することが目的になる。
【００１０】従って、図２において、注目されるのは、
ダイ７がリッド１０の下面１５に機械的に接触している
（熱化合物を介してが望ましい。ここでは、不図示。）
点である。ヒート・シンク１２を受ける表面であるリッ
ド１０の外表面１６は、その下面１５（リッド１０が基
板に接触する時、ダイ７のためのクリアランスが得られ
るように凹状になっている）に対してほぼ平行である。
２つの表面１５と１６の間には、１つ以上のヒート・パ
イプ１１が配置されている。ヒート・パイプ１１は、ダ
イ７からの熱をリッドを横切って側方に放散させるの
で、ダイ７からヒート・シンク１２までの経路における
熱抵抗が低下する。ヒート・パイプ１１内には、その外
表面がヒート・パイプの外側スリーブまたは格納容器の
内表面と機械的及び熱的に接触している中空のウィッキ
ング構造３８が設けられている。
【００１１】ヒート・パイプ１１は、ペンシルヴェニア
州ランカスタのＴｈｅｒｍａｎｃｏｒｅ，Ｉｎｃ．から
入手可能なヒート・パイプのような、さまざまな市販の
ヒート・パイプのうち任意のものとすることが可能であ
る。ヒート・パイプ内の作動流体は、おそらく有害物質
とみなされる可能性のある流体の廃棄に関連した問題を
回避するのにより適している水が望ましい。また、ウイ
ッキング構造は、重力に対するあらゆる姿勢または配向
による動作を可能にするものであることが望ましい。
【００１２】次に図３Ａ及び３Ｂを参照する。この実施
態様の場合、矩形断面の２つのヒート・パイプが、リッ
ド１７のスロット１８に埋め込まれている。スロット
は、幅が０．２７インチ（１インチは、約２.５４セン
チメートル）で、深さ０．１４インチとすることが可能
である。該図には、２つのスロット１８が示されている
が、例えば、だいたい１〜５のスロットであれば（ある
いはそれより多くても）、有効と思われる。ヒート・パ
イプは、０．２１×０．０８×５インチのサイズとする
ことが可能であり、所定位置にハンダ付けまたはエポキ
シ樹脂で接着することが可能である。リッド１７に適し
た材料には、アルミニウム、アルミニウム・シリコン、
アルミニウム・シリコン・カーバイド、銅、及び、銅タ
ングステンが含まれいる。ヒート・パイプの外部格納容
器は、銅製にすることが可能である。ヒート・パイプの
ウィッキング構造には、ファイバ、焼結銅、または、銅
のメッシュが含まれている。ヒート・パイプには、部分
真空下において脱イオン水を充填することが可能であ
る。ウィッキング及び作動流体のための他のさまざまな
材料（例えば、アンモニア、アセトン、メタノール）
が、既知のところであり、この用途にとって実用的であ
る。
【００１３】ヒート・パイプ（スロット１８への固定に
利用される接着剤のため、それ自体は見えない）を所定
位置に「埋め込んだ」後、研磨、研削、または、フライ
ス加工によって過剰な接着剤を除去して、ヒート・シン
ク（不図示）との接触に適した平滑でフラットな上部表
面１９が残されるようにすることが望ましい場合もあ
る。
【００１４】図３Ｂには、リッド１７の下面が示されて
いる。隆起した周縁２１によって囲まれた凹状表面２０
に留意されたい。引っ込み量は例えば０．４０インチと
することが可能である。隆起した周縁２１は、基板と接
触する。
【００１５】次に図４Ａ及び４Ｂを参照する。この実施
態様では、リッド２２自体及びカバー・プレート２３が
協働して、１つ以上のヒート・パイプのために外部格納
容器を形成するほうを選択し、個別のコンポーネント・
ヒート・パイプが不要になる。このため、リッド２２
は、カバー・プレート２３によって被われた１つ以上の
スロット２４を備えている。製造中、スロット２４は、
それぞれの中空ウイッキング構造２５を受け入れる。中
空ウイッキング構造２５の外表面は、スロット２４及び
カバー・プレート２３にぴったりと嵌合することができ
るような形状を備えているので、それらと機械的及び熱
的に接触する。次に、カバー・プレート２３が密封する
ように固定される。次に、各ヒート・パイプに真空排気
を施し、カバー２３に配置された穴３６またはリッド２
２の端部に配置された小さい穴３７のような小さい穴か
ら作動流体が充填される。もちろん、これらの作業が済
むと、穴は密閉される。この結果、本質的にヒート・パ
イプでもあるリッド・アセンブリ（２２／２３）が得ら
れる。リッド２３の表面２８は、ヒート・シンク（不図
示）を受ける。
【００１６】図４Ｂには、リッド２２の下面及びカバー
・プレート２３が示されている。凹状表面２７を包囲す
る隆起周縁部２６に留意されたい。これらは、図３Ｂに
関連して解説した相対する部分に対応している。
【００１７】図４Ａ及び４Ｂのリッド／ヒート・パイプ
構造に適した材料には、図３Ａ及び３Ｂの実施態様に関
連して既述した全てが含まれる。
【００１８】次に、図５Ａ及び５Ｂに示す実施態様につ
いて考察する。この場合、リッド２９は、直径４ｍｍと
することが可能な、いくつかのボア・ホール３０、３
１、及び、３２を備えている。リッド２９自体は、ほぼ
１／４インチの高さとすることが可能である。図面の簡
略化のため、及び、この実施態様の説明に融通性をもた
せるため、ヒート・パイプは示さなかった。要するに、
この実施態様（図５）は、図３Ａ、Ｂの一方、または、
図４Ａ、Ｂの一方と同様にすることが可能である。すな
わち、（図３の場合と同様）既存の独立したヒート・パ
イプ（いわば、完成品、または、キットの形態をとる）
を用いて、ボア３０、３１、及び、３２内に配置するこ
とが可能である。ボア３０は、図示のように、リッド２
９を完全には貫通していないが、ボア３１及び３２は貫
通している。図３のスタイルの実施態様に対してどちら
のスタイルを利用するかは、選択の問題である。ヒート
・パイプをボア内に固定するための方法には、所定位置
への接着、ハンダ付け、及び、スウェージ加工やエクス
パンディングが含まれる。これらの中には、スウェージ
加工やエクスパンディングのように、ボア内に外部管
（格納容器）を固定するより先に、ヒート・パイプが完
全にアセンブルされることのない場合、より実施が好都
合なものもある。所定位置にエポキシ樹脂で接着される
ことになる場合には、ヒート・パイプは、既に完全に機
能的に仕上がったヒート・パイプであるほうが好都合か
もしれない。
【００１９】一方、図４Ａ及び４Ｂの実施態様が所望の
場合、おそらく、完全には貫通しない（３０のような）
ボア・ホールが最も好ましい。この場合、ぴったり嵌合
する中空のウィッキング構造（不図示）が、ボア内に納
められ、その後、ボアに真空排気を施して、作動流体が
充填される。最後に、ボア端部がハーメチック・シール
で塞がれる。
【００２０】前述のように、適合する材料は、図３に関
連して解説の通りである。表面３３は、ヒート・シンク
（不図示）を受け、図５Ｂの等角図は、図３Ｂ及び４Ｂ
の下面等角図に対応する。
【００２１】以下に、本発明の実施態様を列挙する。
【００２２】（実施態様１）半導体ダイ（７）からヒー
ト・シンク（１２）に熱を伝導する半導体パッケージ・
リッド（１３）であって、ヒート・シンク（１２）との
熱接触を可能にする上部表面（１６）、及び、下面を備
え、下面の周縁（１４）内に、半導体ダイ（７）のため
のクリアランスをもたらし、該ダイとの熱接触を可能に
する下面の凹状表面（１５）が設けられた、カバー（１
０）と、カバーの上部表面と凹状表面の間に埋め込まれ
た少なくとも１つのヒート・パイプ（１１）が含まれて
いる、半導体パッケージ・リッド。
【００２３】（実施態様２）上部表面（３３）と凹部表
面（３４）の間の材料が、該表面のいずれとも交差しな
いボア（３０、３１、３２）を備えていることと、少な
くとも１つの埋め込まれたヒート・パイプが、ボア内に
収容されることを特徴とする、実施態様１に記載の半導
体パッケージ・リッド。
【００２４】（実施態様３）上部表面（１９）が、チャ
ネル（１８）を備えていることと、少なくとも１つの埋
め込まれたヒート・パイプがチャネル内に配置されるこ
とを特徴とする、実施態様１に記載の半導体パッケージ
・リッド。
【００２５】（実施態様４）半導体ダイからヒート・シ
ンクに熱を伝導する半導体パッケージ・リッドであっ
て、上部表面、及び、下面を備え、下面の周縁（２６）
内に、半導体ダイのためのクリアランスをもたらし、該
ダイとの熱接触を可能にする下面の凹状表面（２７）が
設けられた、カバー・ベース（２２）と、カバー・ベー
スの上部表面の少なくとも１つのスロット（２４）と、
各スロットの内部に配置されたウイッキング装置（２
５）と、ヒート・シンクとの熱接触を可能にする上部表
面、及び、カバー・ベースの各スロット毎にハーメチッ
ク・シールを施すように接触し、カバー・ベースの上部
表面に熱接触する下面を備えたカバー・プレート（２
８）が含まれており、カバー・ベースの各スロットが、
真空下にあり、加熱すると蒸発する流体が部分的に充填
されていることを特徴とする、半導体パッケージ・リッ
ド。
【００２６】（実施態様５）半導体ダイからヒート・シ
ンクに熱を伝導する半導体パッケージ・リッドであっ
て、ヒート・シンクとの熱接触を可能にする上部表面、
及び、下面を備え、下面の周縁（３５）内に、半導体ダ
イのためのクリアランスをもたらし、該ダイとの熱接触
を可能にする下面の凹状表面（３４）が設けられた、カ
バー（２９）と、カバーに設けられた、上部表面に交差
しないし、凹状表面にも交差しないボア（３０、３１、
３２）と、ボアの内部に配置されたウィッキング装置
（３８）が含まれており、ボアが真空下にあり、加熱す
ると蒸発する流体が部分的に充填されていることを特徴
とする、半導体パッケージ・リッド。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体パッケージに発生する熱を放散させるた
め、ヒート・シンクに接続して用いられる先行技術によ
るヒート・パイプの略断面図である。
【図２】内部ヒート・パイプを備え、半導体パッケージ
に発生する熱の放散において通常のヒート・シンクと連
係して用いられる、半導体パッケージ・リッドの略断面
図である。
【図３Ａ】ヒート・パイプが、リッドの外側上部表面に
形成された、リッドを完全に横切って延びるチャネル内
に配置されている半導体パッケージ・リッドの略上部等
角図である。
【図３Ｂ】ヒート・パイプが、リッドの外側上部表面に
形成された、リッドを完全に横切って延びるチャネル内
に配置されている半導体パッケージ・リッドの略下部等
角図である。
【図４Ａ】その格納容器がリッドの中間上部表面内に完
全に形成され、その後、外部カバーで被われるヒート・
パイプを備えた、半導体パッケージ・リッドの略上部等
角図である。
【図４Ｂ】その格納容器がリッドの中間上部表面内に完
全に形成され、その後、外部カバーで被われるヒート・
パイプを備えた、半導体パッケージ・リッドの略下部等
角図である。
【図５Ａ】リッドのエッジにあいた穴に配置されたヒー
ト・パイプを備える半導体パッケージ・リッドの略上部
等角図である。
【図５Ｂ】リッドのエッジにあいた穴に配置されたヒー
ト・パイプを備える半導体パッケージ・リッドの略下部
等角図である。
【符号の説明】
６ 基板 ７ ダイ ８ ハンダ球 ９ ハンダ球 １０ リッド １１ ヒート・パイプ １２ ヒート・シンク １３ 半導体パッケージ １５ リッドの下面 １６ リッドの外表面 １７ リッド １８ スロット ２２ リッド ２３ カバー・プレート ２４ スロット ２５ ウィッキング構造 ２６ 隆起周縁部 ２９ リッド ３０ ボア・ホール ３１ ボア・ホール ３２ ボア・ホール ３６ 穴 ３７ 穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−209060（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−62957（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−307421（ＪＰ，Ａ) 米国特許4880052（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/34 - 23/473

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体ダイからヒート・シンクに熱を伝導
    する半導体パッケージ・リッドであって、前記ヒート・
    シンクとの熱接触を可能にし、その中に空洞が設けられ
    た上部表面、及び、下面を備え、下面の周縁内に、半導
    体ダイのためのクリランスをもたらし、前記半導体ダイ
    との熱接触を可能にする下面の凹状表面が設けられた、
    カバーと、前記カバーの上部表面の空洞内に設置された
    少なくとも一つのヒート・パイプが含まれていることを
    特徴とする半導体パッケージ・リッド。
  2. 【請求項２】半導体ダイからヒート・シンクに熱を伝導
    する半導体パッケージ・リッドであって、 上部表面及び下面を備え、下面の周縁内に、前記半導体
    ダイのためのクリアランスをもたらし、前記半導体ダイ
    との熱接触を可能にする下面の凹状表面が設けられたカ
    バー・ベースと、前記カバー・ベースの上部表面に少な
    くとも一つのスロットと、前記各スロットの内部に配置
    された中空のウィッキング装置と、前記ヒート・シンク
    との熱接触を可能にする上部表面および前記カバー・ベ
    ースの各スロット毎にハーメチック・シールを施すよう
    に接触し、前記カバー・ベースの上部表面に熱接触する
    下面を備えたカバー・プレートが含まれており、前記カ
    バー・ベースの各スロットが真空下にあり、加熱すると
    蒸発する流体が部分的に充填されていることを特徴とす
    る半導体パッケージ・リッド。
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19860415A1 (de) * 1998-12-28 2000-06-29 Abb Research Ltd Halbleitermodul
FI991510A (fi) * 1999-07-01 2001-01-02 Nokia Networks Oy Järjestely lämmönlähteen generoiman lämpöenergian muualle johtamiseksi
US6437981B1 (en) * 2000-11-30 2002-08-20 Harris Corporation Thermally enhanced microcircuit package and method of forming same
US6639799B2 (en) 2000-12-22 2003-10-28 Intel Corporation Integrated vapor chamber heat sink and spreader and an embedded direct heat pipe attachment
JP3818084B2 (ja) * 2000-12-22 2006-09-06 日立電線株式会社 冷却板とその製造方法及びスパッタリングターゲットとその製造方法
US6525420B2 (en) * 2001-01-30 2003-02-25 Thermal Corp. Semiconductor package with lid heat spreader
JP2003193114A (ja) * 2001-08-28 2003-07-09 Advanced Materials Technologies Pte Ltd ヒートパイプ及びその製造方法
US6574963B1 (en) 2001-11-16 2003-06-10 Intel Corporation Electrical energy-generating heat sink system and method of using same to recharge an energy storage device
US7411337B2 (en) * 2001-11-16 2008-08-12 Intel Corporation Electrical energy-generating system and devices and methods related thereto
US6999314B2 (en) * 2001-12-13 2006-02-14 Sony Corporation Cooling device, electronic equipment device, and method of manufacturing cooling device
US6606251B1 (en) 2002-02-07 2003-08-12 Cooligy Inc. Power conditioning module
TW537436U (en) * 2002-05-31 2003-06-11 Quanta Comp Inc Three-phase variable heat conducting structure
US6665187B1 (en) * 2002-07-16 2003-12-16 International Business Machines Corporation Thermally enhanced lid for multichip modules
US6945957B2 (en) 2002-12-30 2005-09-20 Scimed Life Systems, Inc. Valve treatment catheter and methods
US20050098300A1 (en) * 2003-09-12 2005-05-12 Kenya Kawabata Heat sink with heat pipes and method for manufacturing the same
EP1517166B1 (en) * 2003-09-15 2015-10-21 Nuvotronics, LLC Device package and methods for the fabrication and testing thereof
US6992892B2 (en) * 2003-09-26 2006-01-31 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for efficient temperature control using a contact volume
US7269005B2 (en) * 2003-11-21 2007-09-11 Intel Corporation Pumped loop cooling with remote heat exchanger and display cooling
TWM255996U (en) * 2003-12-26 2005-01-21 Advanced Semiconductor Eng Heat spreader with heat pipe for semiconductor package
CN1328567C (zh) * 2004-02-27 2007-07-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管
US20050219819A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Himanshu Pokharna Methods to improve heat exchanger performance in liquid cooling loops
US7168152B1 (en) 2004-10-18 2007-01-30 Lockheed Martin Corporation Method for making an integrated active antenna element
PL1681527T3 (pl) * 2005-01-17 2007-10-31 Cpumate Inc Sposób wytwarzania zespołu płytki izotermicznej o określonym kształcie
JP4556759B2 (ja) * 2005-04-28 2010-10-06 日立電線株式会社 ヒートパイプ式熱交換器及びその製造方法
US8456015B2 (en) 2005-06-14 2013-06-04 Cufer Asset Ltd. L.L.C. Triaxial through-chip connection
US7687400B2 (en) 2005-06-14 2010-03-30 John Trezza Side stacking apparatus and method
US7851348B2 (en) 2005-06-14 2010-12-14 Abhay Misra Routingless chip architecture
US7786592B2 (en) * 2005-06-14 2010-08-31 John Trezza Chip capacitive coupling
US7767493B2 (en) 2005-06-14 2010-08-03 John Trezza Post & penetration interconnection
US7989958B2 (en) 2005-06-14 2011-08-02 Cufer Assett Ltd. L.L.C. Patterned contact
US7781886B2 (en) 2005-06-14 2010-08-24 John Trezza Electronic chip contact structure
US7560813B2 (en) * 2005-06-14 2009-07-14 John Trezza Chip-based thermo-stack
US7838997B2 (en) 2005-06-14 2010-11-23 John Trezza Remote chip attachment
DE102006007303A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-30 Infineon Technologies Ag Leiterplatte
JP2007273233A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd ソケット、ソケットを有する回路部品及び回路部品を備える情報処理装置
US7551440B2 (en) * 2007-01-24 2009-06-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for cooling an electronic component
TW200849295A (en) * 2007-06-15 2008-12-16 Fu-Chia Chang Super-conducting uniform-temperature heat dissipating module
CN101408301B (zh) * 2007-10-10 2012-09-19 富准精密工业(深圳)有限公司 带有散热装置的发光二极管灯具
US9746248B2 (en) 2011-10-18 2017-08-29 Thermal Corp. Heat pipe having a wick with a hybrid profile
US8824145B2 (en) 2012-06-08 2014-09-02 Infineon Technologies Ag Electric device package and method of making an electric device package
US11006548B2 (en) * 2013-02-01 2021-05-11 Smart Embedded Computing, Inc. Method and device to provide uniform cooling in rugged environments
US9202772B2 (en) * 2013-02-28 2015-12-01 Altera Corporation Heat pipe in overmolded flip chip package
DE202013002411U1 (de) * 2013-03-12 2013-06-27 Congatec Ag Wärmeverteiler mit Flachrohrkühlelement
KR102546241B1 (ko) * 2016-10-05 2023-06-22 삼성전자주식회사 반도체 패키지
KR102617349B1 (ko) * 2016-12-02 2023-12-26 삼성전자주식회사 인쇄회로기판, 및 이를 가지는 솔리드 스테이트 드라이브 장치
JP6905678B2 (ja) * 2017-03-27 2021-07-21 大日本印刷株式会社 ベーパーチャンバ、ベーパーチャンバ搭載基板およびベーパーチャンバ用金属シート
US10622282B2 (en) * 2017-07-28 2020-04-14 Qualcomm Incorporated Systems and methods for cooling an electronic device
JP6984252B2 (ja) * 2017-09-07 2021-12-17 株式会社村田製作所 半導体パッケージ
US10319654B1 (en) 2017-12-01 2019-06-11 Cubic Corporation Integrated chip scale packages
CN110392512A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 富泰华工业（深圳）有限公司 电子设备的主板散热系统
CN109686708A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种气密性及非气密性封装的散热结构
US11754343B2 (en) * 2019-11-05 2023-09-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Phase change heat-storing mechanisms for substrates of electronic assemblies
WO2023075654A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A carrier substrate, a method, and an electronic assembly

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0251836B1 (en) * 1986-05-30 1991-07-17 Digital Equipment Corporation Integral heat pipe module
JPH02110296A (ja) * 1988-10-17 1990-04-23 Nippon Alum Mfg Co Ltd 平板状ヒートパイプ
US4880052A (en) * 1989-02-27 1989-11-14 Thermacore, Inc. Heat pipe cooling plate
JPH04146657A (ja) * 1990-10-08 1992-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路の放熱装置
JPH04184963A (ja) * 1990-11-20 1992-07-01 Toshiba Corp ヒートシンク
JPH04356000A (ja) * 1991-01-31 1992-12-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 基板に取り付けた発熱部品の冷却構造
IT1252762B (it) * 1991-07-04 1995-06-28 Lando Baldassini Variatore di velocita' rotatoria e lineare per motori a due tempi applicabile all'albero motore.
US5355942A (en) * 1991-08-26 1994-10-18 Sun Microsystems, Inc. Cooling multi-chip modules using embedded heat pipes
US5323292A (en) * 1992-10-06 1994-06-21 Hewlett-Packard Company Integrated multi-chip module having a conformal chip/heat exchanger interface
GB2278676B (en) * 1993-05-14 1997-05-07 Furukawa Electric Co Ltd Heat pipe type radiator and method for manufacturing same
US5880524A (en) * 1997-05-05 1999-03-09 Intel Corporation Heat pipe lid for electronic packages

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