TWI277186B - Electronic assembly with fluid cooling and associated methods - Google Patents

Description

1277186 (1) 坎、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電子封裝，且特別是關於以流體冷卻之 電子封裝及其相關方法。 【先前技術】 可以將一積體電路（1C)模組裝入一 1C封裝內，也可 以將一或多個1C封裝實際上且電氣式地連接到另一個如 印刷電路板（PCB)的封裝元件及/或一散熱器上，以便形成 一 電子組件〃，此、、電子組件〃可以是一 v'電子系統" 的一部份。電子系統〃在此廣泛地定義爲任何包含、、電 子組件〃的製品。電子系統的範例很多，包含電腦（例如 伺服器、路由器、桌上型電腦、膝上型輕便電腦、手提式 電腦、網路設備等）、無線通訊裝置（行動電話、無線電話 、傳呼機、無線網路電腦等）、電腦週邊配備（例如印表機 、掃描器、螢幕、無線網路卡等）、娛樂裝置（例如電視機 、收音機、立體音響、錄音帶及光碟播放機、錄影機、攝 錄像機、數位相機、MP3播放機）等。 在電子系統的領域中，在製造者之間具有很大的競爭 壓力，因而驅使其必須提昇裝備性能而同時降低製造成本 ，這一點對於IC封裝技術來說特別明顯，因爲每一代的 封裝技術均會提供更進步的性能’特別是就零件數目的增 加且時鐘頻率加大’同時又要在尺寸上更加精巧而言。由 於1C的內部電路（例如處理器）是以越來越大的時鐘頻率 (2) 1277186 在操作’且由於1C是以越來越大的功率位準在 以1C所產生的熱量會增加其操作時的溫度，以 法承受的地步。然而，隨著溫度的增加，IC的 靠性將會縮減’所以適當地將熱量從包含1C封| 境中散開是日趨重要的。 因此’顯然對於熟知此項技術者來說，在閱 明書之後’定能了解到對於封裝IC的設備及方 確有必要縮小高時鐘頻率及高功率密度所帶來的 【發明內容及實施方式】 在以下本發明較佳實施例的詳細說明中，係 進行說明，且僅顯示本發明可實施的幾個特定較 而已。對於熟知此項技術者來說，這些實施例足 以實施本發明，且在不違背本發明之精神與範圍 ’仍然可運用其他實施例以及在結構、機械、組 與程序上有所變化。因此，以下的詳細說明非作 用，而應以申請專利範圍所界定之範圍爲依據。 本發明提供一種解決散熱問題的方案，此散 導因於1C封裝的先前技術中，由於具有高電路 以高時鐘速度與高功率位準進行操作所產生的。 藉由一高容量散熱器與一或多個1C進行熱接觸 詳細說明不同的實施例。 在一實施例中，1C模的背面係連接至一散 操作，所 至於到無 性能與可 ，的1C環 讀本案說 法來說， 散熱問題 參考附圖 佳實施例 以令其據 之前提下 成、電氣 爲侷限之 熱問題是 密度且又 本發明乃 。以下將 熱器上， -5- 1277186 ⑶ 此散熱器內形成有一流體傳導通道。流體冷卻劑可以經由 如微泵（micropump)的適當泵而循環通過上述通道。在一 實施例中，通道係位於此散熱器的表面或接近表面處。在 另一實施例中，通道係位於散熱器中且遠離其外表面。在 一實施例中，1C是一變薄的模，可經由一變薄的熱界面 材質而連接至散熱器上。以下也會說明製造方法及封裝應 用到電子組件與電子系統的情形。 圖1是電子系統1〇〇的方塊圖，包含至少一以流體冷卻 的電子組件102。電子系統100只是本發明電子系統之一範 例而已。在此範例中，電子系統100包含一資料處理系統 ，此資料處理系統包括一系統匯流排11 8，可連接此系統 的各零件。系統匯流排118能在電子系統100的各個零件之 間提供通訊連結，且可以單一匯流排、多個匯流排組合或 任何其他適當方式予以實施。 在此所使用的 ''適當〃一詞意指其特性足以產生想要 的結果即可，對於熟知此項技術者來說，只要使用例行性 的實驗就可以判斷出想達到的目的之適當程度如何。 電子組件102是連接至系統匯流排118，電子組件102 可以包括任何電路或電路組合。在一實施例中，電子組件 102包括可以是任何種類的處理器。以下文中，”處理器 〃意指任何種類的計算電路，例如但不僅侷限於微處理器 、微控制器、複合指令設定計算（CISC Complex Instruction Set Computing)微處理器、縮減指令設定計算 (RISC Reduced Instruction Set Computing)微處理器、特 (4) 1277186 長指令字（VLIW Very Long Instruction Word)微處理器、 圖畫處理器、數位信號處理器（DSP Digital Signal Processor)，或任何其他種類的處理器或處理電路。 可以包含於電子組件1 〇 2中的其他種類的電路是定製 電路、特殊應用積體電路（ASIC)、例如在無線裝置中使用 的一或多個電路（如通訊電路106)，這些無線裝置例如行 動電話、傳呼機、手提電腦、個人數位助理、雙向無線電 及類似的電路系統。此1C可以執行任何其他種類的功能 〇 電子系統100也可以包括一外部記憶體110，其中可包 括一或多個適用於特殊應用的記憶元件，例如以隨機存取 記憶體（RAM)形式出現的主要記憶體112，一或多個硬碟 機114，及/或一或多個磁碟機，可用以處理如軟碟、CD、 DVD等可移除式媒體i i 6。在一實施例中，主要記憶體 112包含動態隨機存取記憶體1C。在其他實施例中，主要 記憶體112中也可以使用快閃記憶體1C及靜態RAM 1C。 電子系統100也可以包括一顯示裝置108、一或多個揚 聲器109、一鍵盤及/或控制器120，此控制器可以包括滑 鼠、軌跡球、遊戲控制器、聲音辨識裝置，或任何其他裝 置，足以允許系統使用者將資訊從電子系統100輸入資訊 或接收資訊。 圖2顯示一電子組件200的側向局部槪略示意圖，此電 子組件包含本發明實施例的一以流體冷卻的1C封裝202。 在圖2所示的範例中，電子組件200包含一 1C封裝202 (5) 1277186 。1C封裝202可包含一模205，係藉由一熱界面材質而連 接到一散熱器220上。在一實施例中，模205可以包含一處 理器；在另一處理器中，此模可以包含一不同種類的發熱 零件，例如ASIC或放大器等。在一實施例中，可以一或 多個發熱的分離零件（如電阻、電容、電感等）來取代模 205。在一實施例中，可以將多數模連接至散熱器220上。 散熱器220中可以形成有一流體傳導通道212，散熱器 220的厚度範圍大約是在1.5至6mm之間。在一實施例中， 散熱器220的厚度大約3mm。 在一實施例中，可藉由微泵230的泵經由通道212而循 環一適當流體，此流體是以箭頭21 8所示的方向移動。微 泵230的外側可以經由供應管222與進入管214而連接至散 熱器2 20的通道212。一出口管2 24及一移除管216可以將通 道212連接至微泵230的進入側。在圖2中，槪略地顯示微 泵230、供應管222及移除管216，且這些零件可以安置在 1C封裝20 2的內部或外部之任何適當位置。 在一實施例中，可以形成一微泵234作爲散熱器220的 一部份及/或與散熱器一體成型，微泵234可以取代微泵 230 ° 微泵23 0與234可以是任何適當種類的泵。例如微泵 23 0與234可以是薄膜移位型的微泵，例如壓電式、靜電式 、熱氣動式等。也可以是場感應流動泵，例如電動力式、 電滲式、電流體動力式、磁流體動力式等。另一方面，可 以使用任何適當的機械泵，例如葉輪式、旋轉式、往復式 -8 - (6) 1277186 或螺旋式等，但當然並非侷限於此。 經由通道212而循環的流體可以是任何適當種類的流 體，例如去離子水或乙腈，可以使用單相系統或二相系統 。在一單相系統中，流體在系統中流過時可以大致上保持 液態。在一相系統中，當流晶部分系統時，二相流體有一 邰份會變成蒸氣，而當流過系統的另一部份時會變回液態 。在二相實施例的一範例中，當通過通道2 1 2時，進入的 液體可以局部被蒸氣化成爲二相流體，且從模2 0 5處吸收 熱量，且當它通過冷凝或器熱交換器23 2等其他冷卻方式 時，此流體會凝結成爲液體。 在一實施例中，微泵230及/或微泵234是電動力式泵 。一般來說，上述這些種類的微泵（包含電動力式）具有的 優點爲相當簡單的結構、無移動部位、低能量消耗，但卻 有相當高的可靠性。 可以任何適當方式及任何適當材質來製造微泵230及/ 或微泵234。例如，這些微泵可以使用已知的爲電機系統 (MEMS)技術進行微加工而成，也可以由矽製造而成。如 上所述，可以在散熱器220中製造微泵234。 在一實施例中，多個微泵可以提供作爲電子組件200 ，且可以串聯或並聯方式操作。如果要的話，可以將一適 當的熱交換器23 2連接到流體冷卻系統內，以便進一步達 成散熱。 散熱器220可以包含任何適當的材質，例如銅、含鎢 的銅合金、銅基板、鉬、鉬基板、鉬基板合金、鋁、包含 -9 - (7) 1277186 金屬化的氮化鋁之鋁合金、氧化鈹、鑽石、陶瓷等。 在圖2所示的範例中，可以使用一變薄的模205。模 20 5的厚度可以在20至300// m的範圍之間。在一實施例中 ，模205的厚度不超過100// m。 在圖2所示的範例中，可以使用變薄的熱界面材質206 。熱界面材質206的厚度可以在1至100 // m的範圍之間。 在一實施例中，熱界面材質206的厚度大約是6 // m。 熱界面材質206可以包含任何適當的材質’例如鉛、 鎳、釩、錫、銦、鎵、鉍、鎘、鋅、銅、金、銀、銻、鍺 及其合金。在一實施例中，熱界面材質206的組成，包含 大約80%的金、20%的錫、微量的鎳（例如小於1%)。在一 實施例中，熱界面材質20 6包含一硬焊錫，其熔點高於攝 氏280度且其張力強度超過40000磅/平方英吋。 上述提到的 > 相關應用〃揭示零件封裝的各種實施例 ，此封裝利用變薄的模及變薄的熱界面材質。根據上述'' 相關應用〃的發明槪念之IC封裝可以具有很多顯著的優 點，包括製造容易、產量高級可靠性高等方面，且可以使 封裝的發熱面積與散熱面積之間產生減少的熱阻。 在圖2所示的範例中，連接到散熱器220的模205並不 會覆蓋於整個通道212上或位於其下方。亦即，模205具有 第一尺寸的幾何形狀；通道212具有第二尺寸的幾何形狀 :且第二尺寸大於第一尺寸。在此範例中，可以使用一芯 元件210來覆蓋到通道212的部位上，其中此部位並未被模 205所覆蓋。在此範例中，顯示出芯元件210與模205橫向 -10- (8) 1277186 鄰接。芯元件2 1 0可以由任何適當的材質形成’例如塑膠 、金屬、陶瓷等。芯元件210有助於覆蓋、密封、保護及/ 或強固通道的該部位，就是並未由模205覆蓋的那部位。 由於上述的熱界面材質206可能非常薄，所以通道212可能 會缺乏適當的密封、保護及堅固性。

圖3顯示一散熱器300的頂視圖，其中形成有彎曲的流 體傳導通道302。通道302可以包含一入口區304及一出口 區306，用以連接對應的管線、軟管、供應通道等。 在此範例中，通道302可以從散熱器300的第一側（例 如圖3中的右手邊）形成一彎曲的路徑到散熱器300的第二 側（例如圖3的左手邊）。 通道302可以使用任何適當的幾何形狀，包括多數平 行通道、一或更多內室、及/或任何組合的通道幾何形狀 。一般，選擇通道的幾何形狀，比起模的其他部位來說， 能夠從模發熱的部位提供更大的熱傳效果。

通道302的剖面可以具有任何適當的幾何形狀。在一 實施例中，通道302大約是每邊50 // m的正方形剖面，通 道的寬度可以位於20至1000 // m的範圍之間。 圖4顯示1C封裝400的一側視分解圖，此1C封裝包含 一散熱器420，其中具有一流體傳導通道412。1C封裝400 可以類似於、等於或不同於圖2所示的1C封裝202。 1C封裝400包含一散熱器420，其中具有一流體傳導 通道4 1 2，可以具有彎曲的幾何形狀，且可以連接至入口 室414及出口室424。在此實施例中，通道412是形成在散 -11- (9) 1277186 熱器420的底表面（如圖4所示）中。

1C封裝400進一步包含一如上述變薄的熱界面材質 406。此外，1C封裝400也可以包含一變薄的模405 °而且 ，可以設置一或多個芯元件4 1 0以便覆蓋通道4 1 2的部位及 具有熱界面材質的部位，這些部位並未由模405覆蓋。在 一實施例中，芯元件4 1 0可以包含可環繞模4 0 5的單一 〇 形元件；然而，在另一實施例中，芯元件410可以包含其 他幾何形狀，例如條狀、L形段、一或多個C形段等。 圖5顯示I C封裝5 0 0的側視分解圖’此1 c封裝包含一 散熱器520，其中形成有一流體傳導通道512。

1C封裝500包含一'散熱器520’其中具有一體傳導 通道5 1 2，可以具有彎曲的幾何形狀，且可以連接於入口 室5 14及出口室524之間。在此實施例中，通道512是形成 在散熱器520的內部，也就是非常遠離散熱器520的頂面與 底面之處。對於熟知此項技術者來說，不需要過度的實驗 就可以判斷出通道位於散熱器5 20內的適當位置。 1C封裝500進一步包含一如上述變薄的熱界面材質 5 06。此外，1C封裝500也可以包含一變薄的模505。在此 實施例中，例如芯元件410等的芯元件是不需要的，因爲 模會大致上整個覆蓋住熱界面材質506。 圖6顯示1C封裝600的一側視分解圖，此1C封裝包含 一散熱器620，其中具有一流體傳導通道612。 1C封裝600包含一散熱器620，其中具有一流體傳導 通道612，可以具有彎曲的幾何形狀，且可以連接於入口 -12- (10) 1277186 室614及出口室624之間。在此實施例中，通道612是形成 在散熱器620的底面或非常靠近之處。 1C封裝600進一步包含一如上述變薄的熱界面材質 606。此外，1C封裝600也可以包含一變薄的模605。 在此實施例，要知道的是模605的寬度會小於散熱器 620的寬度。而且，通道612所佔據的寬度面積會小於模 6 05的面積寬度。熱界面606的寬度會與散熱器6 20的寬度 相同，或者也可以與散熱器620的寬度不同，例如可與模 605的寬度相同。例如芯元件410(參考圖4)的芯元件可以 變得不必要，這是因爲模大致上會覆蓋通道6 1 2所佔據的 面積之整個寬度；然而，假如需要的話，在此實施例中也 可以使用一或更多芯元件。 圖7，8，9及10—起顯示出一種製造1C封裝的方法， 此1C封裝包含一散熱器700，其中形成有一流體傳導通道 702 ° 圖7是一散熱器700的側視圖，此散熱器可由先前提到 之任何適當材質製成。在一實施例中，散熱器700是由銅 製成的。 可以任何適當方式製造通道702，例如微加工、衝壓 、蝕刻、刻劃、鑽孔等。在一實施例中，可以在散熱器 700的底表面上形成多數溝紋。此外，可以在散熱器700中 形成通過內室704的一入口及一通過內室706的出口。 圖8顯示散熱器700的側視圖，接著將一塡充材質708 塗到通道702與入口及出口內室704與706上。可以塗上塡 -13- (11) 1277186 充材質708並予以拋光，以有助於在散熱器700的底表面上 產生一適當的黏接表面。塡充材質708可以包含一種適當 的材質，此材質使用適當的溶劑可以在非常低溫的情形下 溶解。在一實施例中，塡充材質708可以包含一光阻材質 。在另一實施例中，塡充材質708可以包含一種能溶解於 水及/或丙酮中的蠟。 圖9顯示散熱器700的側視圖，接著將一熱界面材質 7 12裝附於底表面上。而且，圖9亦顯示模705與芯元件710 ，這兩個均早已被裝附於熱界面材質712。塡充材質708仍 舊維持在通道702內，且分別在入口內室704與出口內室 706 中 ° 可以在散熱器700的底表面上形成熱界面 材質。 在一實施例中，散熱器7〇〇的底表面可以具有一層Ni，透 過任何適當的技術而形成於其上。可以在Ni層上形成一 層Au，且可以在Ni層上形成一層Sn。 在將模705裝附於熱界面材料712之前，模705的背側 可以適當地塗上一或多層的金屬，以便增進黏附性，且提 供一擴散障壁而抑制氧化。可以使用Ti或TiN來進行黏 著，可以使用Ni或NiV來作爲擴散障壁’可以使用Au， Pt或Ag來抑制氧化。在一實施例中，模7〇5可以具有一 層Ni，緊接著就是一層Au。 爲了將模705連接到散熱器7〇〇上，模7〇5與散熱器700 會承受一適當的熱量，以便使熱界面材質712產生融化。 在一實施例中，其中熱界面材質712包含Au，Ni及Sn，且 -14- (12) 1277186 模705包含一層Αιι覆蓋在Ni層上。Au則大約在23 0QC開 始散佈於S η內。在大約2 8 0到2 3 0 ^ C的範圍內，N i會擴散 到Au/Sn合金。在此實施例中，Au/Sn合金的重量比大約 是80%的Au及20%的Sn，且可以包含在模705與熱界面材 質7 12之間的界面處以及在熱界面材質712與散熱器700之 間的界面上，產生的微量內部擴散Ni。在其他實施例中 ，可以使用其他不同的材質來取代上述材質。 圖10爲散熱器700的側視圖，係顯示在塡充材質708已 經從通道70 2以及從入口內室704與出口內室706移開之後 。此外，將一入口管718插入入口內室7 04中，且將一出口 管714插入到出口內室706。入口管718及出口管714可以是 必須的，也可以是不必要的，可根據通道702是如何連接 到適當的泵（未顯示於圖10中）上之方式而定。 圖11是製造1C封裝的幾個方法之流程圖，此1C封裝 包含一散熱器，其中形成一流體傳導通道。這些方法開始 於步驟1100。 在步驟1102中，一流體傳導通道是形成於1C封裝的 一元件內，此1C封裝是被連接到一或多個發熱零件（如半 導體模）的一表面上。此封裝元件可以包含一散熱器，此 散熱器可以包含選自例如銅、含鎢的銅合金、銅基板、鉬 、鉬基板、鉬基板合金、鋁、包含金屬化的氮化鋁之鋁合 金、氧化鈹、鑽石、陶瓷等之材質。 發熱零件可以是一模，此模可以包含一處理器或其他 發熱1C，此模可以是一變薄的模。在一實施例中，模的 -15- (13) 1277186 厚度可以藉於50到150 // m的範圍之間，在一實施例，模 的厚度不超過100/z m。 通道可以從散熱器的第一側形成一彎曲的路徑到散熱 器的第二側，通道可以形成在散熱元件的內部中或是在接 近元件表面的位置上。 在一實施例中，模可以覆蓋整個通道。在一實施例中 ，模不會覆蓋整個通道，且至少一芯元件會覆蓋住通道的 一部位，此部位並未被模覆蓋。芯元件可以包含選自塑膠 、金屬與陶瓷的材料。 在步驟1104中，一熱界面材質是被連接到散熱元件上 。在一實施例中，可以將此熱界面材質變薄。在一實施例 中，熱界面材質的厚度是介於5到20 // m之間。 在步驟1106中，模被連接到熱界面材質上。這些方法 的結束是在步驟1108。 圖1 2是製造一散熱器之方法，其中形成一流體傳導通 道。這些方法開始於步驟1200。 在步驟1202中，在一散熱器的表面內形成一通道，此 通道可以任何適當方式形成，包含先前提到的任何適當技 術。 在步驟1204中，通道塡滿了適當的塡充材質。 在步驟12〇6中，將表面予以拋光。 在步驟1208中，模被裝附於散熱器的表面上，模可以 使用 熱界面材貝來裝附。在一*實施例中，使用一*變薄的 模與熱界面材質。 -16- (14) 1277186 在步驟1210中，假如需要的話，可以隨意將芯裝附於 表面上。 在步驟1212中，移除塡充材質，此方法以步驟1214結 束。 關於圖11與1 2所示之方法的操作可以不同於上述的順 序來進行操作。雖然圖11與1 2的流程圖顯示一 ''尾端〃， 他們仍然可以連續地執行。 上述模、泵、熱界面材質、散熱材質、芯材質、流體 種類、幾何形狀、尺寸、潤化操作及組裝順序等因素，對 於熟知此項技術者來說，可以根據封裝的產量、可靠性及 性能來做最佳的選擇。 所產生的封裝就定向、尺寸、數量、等級及其構成元 件的組合等方面來說，都有相當大的彈性。可以使用泵與 散熱器技術、材質選擇及製造操作的各種組合來實施本發 明，以便達到本發明之優點。封裝的結構、使用的材質種 類、尺寸、佈局、幾何形狀及製造方法等均可以各種實施 例的方式內建而成，端視電子組件或電子系統的要求而定 〇 圖1到1 〇僅爲顯示用，並非完全依照比例。某一部位 可能稍微放大，而其他部位則可能稍微縮小。圖i至i 2是 用以顯示本發明的個不同實施例，其中對熟知此項技術者 來說，看了說明書之後，便能了解並據以實施本發明。 本發明提供一種電子組件及其相關製造方法，能縮小 與局能量輸送有關的散熱問題。具有一或多個本發明的電 -17- (15) 1277186 子組件之電子系統及/或資料處理系統可以更 度進行處理，且因此這樣的系統就商業價値上 具有吸引力的。 藉由增加高性能電子組件的散熱效果，這 備可以增加的時鐘頻率進行操作。另一方面， 可以減低的時鐘頻率進行操作，但卻是在較低 下進行操作而獲得更好的可靠性。 如文中所示，本發明可以多種不同實施例 ，包括積體電路封裝、以資料處理系統的形式 系統，及製造1C封裝與電子組件之各種方法 此項技術者來說，在閱讀本說明書之後，也能 其他實施例。元件、材質、幾何形狀、尺寸與 可以適當變化，以符合特殊的封裝需求。 雖然上述說明中某些操作是以、'上〃、、下 ’但要知道的是這些僅爲相對方向，因此假如 電子組件被顛倒的話，這些風向也會顛倒。因 於並非與來侷限本發明。 本發明的槪念可以應用於任何種類的I c 組件。 雖然已經藉由上述特定幾個實施例來說明 對於熟知此項技術者來說，仍可經由計算而獲 方式’以便取代所示的實施例。這樣的應用是 本發明的任何轉用與變形。因此，本發明應由 專利範圍所界定才是。 高的能量密 來說是相當 樣的電子裝 這樣的裝備 的操作溫度 的方式實施 出現之電子 。對於熟知 輕易聯想到 操作順序均 "表示進行 1C封裝或 此，這些用 封裝或電子 本發明，但 得其他配置 打算要涵蓋 以下的申請 -18- (16) 1277186 本發明的任何轉用與變形。因此，本發明應由以下的申請 專利範圍所界定才是。 【圖式簡單說明】 圖1是一電子系統的方塊圖，具有至少一個電子組件 ，乃爲本發明較佳實施例之以流體冷卻的電子組件；

圖2是一電子組件的側面局部槪略示意圖’此電子'組 件包含一本發明較佳實施例之具有流體冷卻的1c封裝； 圖3是一散熱器的頂部示意圖，其中具有一彎曲的流 體傳導通道； 圖4是一 1C封裝的側視分解圖，包含一散熱器，其中 具有一流體傳導通道； 圖5是一 1C封裝的側視分解圖，包含一散熱器，其中 具有一流體傳導通道；

圖6是一 IC封裝的側視分解圖，包含一散熱器，其中 具有一流體傳導通道； 圖7，8，9及1〇共同顯示一種製造1C封裝的方法，此 1C封裝包含一散熱器，其中具有一流體傳導通道； 圖1 1是用以製造1C封裝的幾種方法之流程圖，此1C 封裝包含一散熱器，其中具有一流體傳導通道。 圖12是製造其中具有流體傳導通道之散熱器的方法流程圖。 【主要元件符號說明】 100 電子系統 118 系統匯流排 -19- (17)1277186 106 110 116 120 205 ， 505 ， 220 ， 300 ， 206 ， 406 ， 506 605 ， 705 420 ， 520 ， 212 ， 302 ， 412 ， 512 ， 230 ， 234 224 216 222 306 304 400 ， 500 ， 600 424 ， 524 ， 624 ， 706 414 ， 514 ， 614 ， 704 410 ， 710 通訊電路 外部記憶器 媒體 控制器 模 620 ， 700 熱界面材質 702 ， 712 微泵 出口管 管 供應管 出口區 入口區 1C封裝 出口內室 入口內室 芯元件 散熱器 流體傳導通道 708 塡充材質 -20-

Claims (1)

1277186 (1) 拾、申請專利範圍 1·一種製造1C封裝的方法，包含以下步驟： 在積體電路封裝的封裝元件中形成流體傳導通道，以 便連接至模的表面，其中該模具有第一尺寸的幾何形狀， 其中該通道具有大於該第一尺寸的第二尺寸的幾何形狀； 以及

形成至少一芯元件，以便覆蓋該通道不被該模覆蓋的 部分。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該封裝元件包含散熱器。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該散熱器的材質，可選自銅、含鎢的銅 合金、銅基板、鉬、鉬基板、鉬基板合金、鋁、包含金屬 化的氮化鋁之鋁合金、氧化鈹、鑽石、陶瓷等之材質。

4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該封裝元件所連接到的模包含處理器。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該通道從封裝元件的第一側形成彎曲的 路徑到封裝元件的第二側。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含： 在封裝元件中形成泵，與該通道連接。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該至少 一芯元件步驟時，該芯元件的材質可選自塑膠、金屬及陶 瓷所構成的群組。 -21 - 1277186 (2) 8.如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含將薄熱 界面材質連接到該元件上之步驟。 9·如申請專利範圍第8項之方法，進一步包含將該模 連接到該薄熱界面材質上之步驟。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該至少 一芯元件步驟時，該芯元件爲〇形且環繞該模。 11. 如申請專利範圍第1項之方法’其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該通道是形成於該封裝元件的表面內。 12. 如申請專利範圍第丨項之方法’其中該形成該流體 傳導通道步驟包括： 在該元件的表面內形成通道； 以塡充材質塡滿該通道； 將該表面予以拋光；及 移除該塡充材質。 13 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該流體 傳導通道步驟時，該通道是形成於該封裝元件的內部。 1 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在形成該流體 ft _ ®道步驟時，該封裝元件所連接到的模之厚度不會超 過 1 〇 〇 // m。 1 5 · —種封裝，包含： 散熱器，具有其中形成通道的表面，用以傳導流體； 變薄的半導體模，其中該模具有第一尺寸的幾何形狀 ’其中該通道具有大於該第一尺寸的第二尺寸的幾何形狀 -22- 1277186 (3) 熱界面材質，將該模直接連接至該散熱器的表面；及 芯元件，與該模橫向鄰接，以便覆蓋該通道不被該模 覆蓋的部分。 16·如申請專利範圍第15項之封裝，其中該模包含處 理器。 1 7 ·如申請專利範圍第i 5項之封裝，其中該模的厚度 在20至300// m的範圍內。 1 8 ·如申請專利範圍第1 5項之封裝，其中該模的厚度 不超過100// m。 19.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該熱界面材 質包含變薄的熱界面材質。 2〇 ·如申請專利範圍第1 9項之封裝，其中該熱界面材 質含有軟焊，其具有攝氏260度以上的熔點及至少4000磅/ 平方央吋的張力強度。 21·如申請專利範圍第20項之封裝，其中該熱界面材 料包含任何金、錫及鎳的合金。 22.如申請專利範圍第19項之封裝，其中該熱界面材 質的厚度是介於1至100 // m之間。 23·如申請專利範圍第15項之封裝，其中該散熱器的 材質，可選自銅、含鎢的銅合金、銅基板、鉬、鉬基板、 鉬基板合金、鋁、包含金屬化的氮化鋁之鋁合金、氧化鈹 、鑽石、陶瓷等之材質。 24.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該通道的寬 度是介於20至1000 // m之間。 23- 1277186 (4) 25. 如申請專利範圍第15項之封裝，其中該流體包含 二相流體。 26. —種電子組件，包含： 積體電路封裝，包括： 散熱器，具有其中形成通道的表面’用以{專_ ^ la ， 變薄的半導體模，其中該模具有第一尺"@ @ {可 形狀，其中該通道具有大於該第一尺寸的第一尺寸的 幾何形狀； 熱界面材質，將該模直接連接至該散熱器的表面 •，及 芯元件，與該模橫向鄰接，以便覆蓋該通道不被 該模覆蓋的部分；及 泵，連接至該通道，以便在內部循環流體。 27. 如申請專利範圍第26項之電子組件，其中該泵是 電動力式、電滲式、毛細管作用式或機械式的泵之一。 28. 如申請專利範圍第26項之電子組件，其中該泵是 被一體成型到該散熱器內。 29. -種電子系統，包含： 匯流排，用以連接該電子系統中的零件； 顯示器，係連接至該匯流排； 外部記憶體，係連接至該匯流排； 處理器，係連接至該匯流排，且具有包含至少一積體 電路封裝之電子組件，該積體電路具有： -24- 1277186 (5) 散熱器，具有其中形成通道的表面，用以傳導流 體； 變薄的半導體模，其中該模具有第一尺寸的幾何 形狀，其中該通道具有大於該第一尺寸的第二尺寸的 幾何形狀； 熱界面材質，將該模直接係連接至該散熱器的一 表面上；及 芯元件，與該模橫向鄰接，以便覆蓋該通道不被 該模覆蓋的部分；及 泵，係連接至該通道上，以便在內部循環一流體。 3 0.如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該泵是 電動力式、電滲式、毛細管作用式或機械式的泵之一。 3 1.如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該外部 記憶體包含動態隨機存取記憶體積體電路。 32.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該芯元件係 以塑膠、金屬或陶瓷所形成。 3 3.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該芯元件爲 〇形且環繞該模。 3 4.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該芯元件包 含至少一 L形元件或至少一 C形元件。 3 5.如申請專利範圍第15項之封裝，其中該芯元件包 含至少一條。 3 6.如申請專利範圍第26項之封裝，其中該芯元件係 以塑膠、金屬或陶瓷所形成。 -25- 1277186 (6) 3 7.如申請專利範圍第26項之電子組件，其中該芯元 件爲0形且環繞該模。 3 8.如申請專利範圍第26項之電子組件，其中該芯元 件包含至少一 L形元件或至少一 C形元件。 39. 如申請專利範圍第26項之電子組件，其中該芯元 件包含至少一條。

40. 如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該芯元 件係以塑膠、金屬或陶瓷所形成。 41. 如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該芯元 件爲0形且環繞該模。 4 2.如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該芯元 件包含至少一 L形元件或至少一 C形元件。 43.如申請專利範圍第29項之電子系統，其中該芯元 件包含至少一條。

-26- 1277186 柒、（一）、本案指定代表圖為：第2圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 200 電子組件 205 模 220 散熱器 206 熱界面材質 212 流體傳導通道 230 ， 234 微泵 224 出口管 216 管 222 供應管 232 熱交換器 218 箭頭 202 1C封裝 210 芯元件 214 進入管

捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：