Beschreibung
Wärmeleitende Verpackung von elektronischen Schaltungseinheiten
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine wärmeleitende Verpackung zur Entwarmung elektronischer Schaltungseinheiten, und betrifft insbesondere eine Verpackungsvorrichtung zur Verpackung elektronischer Schaltungseinheiten mit einem Verpackungsmittel, das die elektronische Schaltungseinheit umgibt und das elektrisch isolierend ist, wobei in dem Verpackungsmittel Partikel dispergiert sind, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um Warme von der elektronischen Schaltungseinheit zu einer Außenseite einer Verpackung hin abzuführen.
Eine zunehmende Miniaturisierung elektronischer Schaltungseinheiten erfordert es, dass eine effiziente Entwarmung bzw. eine effiziente Warmeabfuhr der in den elektronischen Schal- tungseinheiten umgesetzten Warme zu der Außenseite eines
Gehäuses bzw. einer Verpackung hin erfolgt. Eine Wärmeentwicklung, die bei einem Betrieb von integrierten Schaltungen, welche beispielsweise auf Siliziumbasis betrieben werden, entsteht, muss daher effektiv an die Umgebung abgeführt wer- den.
Der entsprechende Warmestrom durchlauft dabei eine Reihe von Materialien mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften. Derartige Materialien umfassen beispielsweise bei einem Halb- leistungshalbleiter das Material Silizium mit einer guten
Wärmeleitfähigkeit, ein Gehausematerial aus einer organischen Pressmasse, das eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist, eine Kupferplatte oder einen metallischer Kühlkörper mit einer entsprechend guten Wärmeleitfähigkeit; oder bei einer Hochleistungs-CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit) die Materialien Silizium mit guter Wärmeleitfähigkeit, Klebemittel mit schlechter Wärmeleitfähigkeit
und einen Warmeverteiler mit guter Wärmeleitfähigkeit, ein weiteres Klebemittel mit schlechter Wärmeleitfähigkeit, eine Kupferplatte mit guter Wärmeleitfähigkeit und einen Kühlkörper mit entsprechend guter Wärmeleitfähigkeit.
Da derartige Materialien hinsichtlich des Warmestroms in Reihe angeordnet sind, gibt das Element mit dem größten thermischen Widerstand bzw. der schlechtesten Wärmeleitfähigkeit ein Maß für eine obere Grenze der Wärmeleitfähigkeit der Verpackung der elektronischen Schaltungseinheit vor. In dem oben genannten Beispiel ist der Kleber bzw. das Gehausematerial bzw. das Verpackungsmittel der elektronischen Schaltungseinheit das Element, das den größten thermischen Widerstand aufweist.
In herkömmlicher Weise sind Materialien, die als thermische Leiter, Klebemittel etc. verwendet werden, als organische Kunststoffe bereitgestellt, wie beispielsweise Epoxide, Poly- imide etc. Die Wärmeleitfähigkeit derartiger organischer Kunststoffe betragt typischerweise 0,2 W/mK. Es ist somit ein Nachteil herkömmlicher Verpackungsmittel, dass deren Wärmeleitfähigkeit einen sehr geringen Wert aufweist. Unter anderem Weise kann die durch die zunehmende Miniaturisierung elektronischer Schaltungseinheiten entstehende Warme nicht mehr in ausreichendem Maße abgeführt werden.
Zur Behebung dieses Nachteils ist vorgeschlagen worden, die thermische Leitfähigkeit derartiger organischer Kunststoffe durch eine Einbringung von Partikeln oder Clustern zu erho- hen, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Insbesondere ist vorgeschlagen worden, Siliziumpartikel in die organischen Kunststoffe einzubringen, wobei die entstehenden Kompositmaterialien dann Wärmeleitfähigkeiten in dem Bereich um 1 W/mK erreichen (W = Watt, m = Meter, K = Kelvin) .
Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Verpackungsvorrichtung zur Verpackung eines Leistungshalbleiters mittels eines Komposit-
materials, welches Siliziumpartikel enthalt. Innerhalb des Verpackungsmittels befindet sich ein Metall als ein Basiskor- per, auf welchem ein Siliziumchip (Si-Chip) angebracht ist. Zur elektrischen Kontaktierung dienen elektrische Anschlüsse, die mit dem Siliziumchip über einen Verbindungspfad elektrisch verbunden sind.
In nachteiliger Weise ist die in Fig. 3 gezeigte Anordnung zur Entwarmung von Leistungshalbleitern bei höheren Wärmeent- Wicklungen nicht geeignet, da das Kompositmaterial mit dem eingebrachten Silizium-Partikeln eine zu geringe Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 1 W/mK aufweist.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, einen Warmeverteiler für elektronische Schaltungen vorzusehen, der ein Matrixmaterial umfasst, in welches Kohlenstoff-Nanorohrchen eingebracht -sind, wie in der US 6,407,922 Bl beschrieben. Derartige Kohlenstoff-Nanorόhrchen (CNT, Carbon Nano Tube) sind in hohem Maße thermisch leitfahig und wirken sehr effektiv, eine Warme von einer Schaltungseinheit in einer Richtung abzutranspor¬ tieren .
Weiterhin ist aus der Publikation "Biercuk et al.: Applied Physics Letters, vol. 80, no . 15, p. 2767 ff. (2002) Carbon nanotube composites for thermal management" bekannt, Kohlenstoff-Nanorohrchen-Komposite zur Warmeleitung einzusetzen. Ein Nachteil der offenbarten Vorrichtungen zur Warmeleitung besteht darin, dass die Komposite mit einem zunehmenden Anteil von Kohlenstoff-Nanorόhrchen elektrisch leitend werden, was dazu fuhrt, dass der Fullungsanteil begrenzt ist.
In nachteiliger Weise betragt der Fullungsanteil von Kohlenstoff-Nanorohrchen bei derartigen Warmeleitungseinrichtungen 0,1 % bis 0,2 %. Dies fuhrt unzweckmäßiger Weise dazu, dass eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit eingeschränkt ist.
Es ist somit ein wesentlicher Nachteil herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen zur Verpackung elektronischer Schaltungseinheiten, dass die Verpackungsmittel keine ausreichende Wärmeleitfähigkeit bei einer erforderlichen elektrischen Isolation aufweisen.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verpackungsvorrichtung zur Verpackung elektronischer Schaltungseinheiten zu schaffen, die eine ausreichende thermische Leitfähigkeit bei guten Isolationseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch eine Verpackungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost. Ferner wird die Aufgabe durch ein im Patentanspruch 15 angegebenes Verfahren gelost. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprϋchen .
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, eine hohe Wärmeleitfähigkeit von Nanoelementen, beispielsweise Kohlenstoff-Nanorohrchen, zu nutzen, indem diese in ein Verpackungsmittel einer Verpackungsvorrichtung dispergiert werden, wobei in vorteilhafter Weise eine ausreichende elektrische Isolation durch ein Unterdrucken der elektrischen Leitfähigkeit der Nanoelemente bereitgestellt wird.
In zweckmäßiger Weise wird eine Leitfähigkeit der Nanoelemente bzw. der Nanorohrchen dadurch bereitgestellt, dass die Nanoelemente mit einer elektrisch isolierenden Ummantelungs- schicht versehen werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die in dem Verpackungsmittel dispergierten Partikel, die durch die Nanoelemente mit der hohen Wärmeleitfähigkeit bereitgestellt werden, derart funktionalisiert sind, dass e- lektrische Leitungseigenschaften der Nanoelemente unterdrückt werden .
Nanoelemente, die als Nanorohrchen ausgebildet sind, weisen entlang ihrer Langsachse eine besonders gute Warmeleitfähig-
keit auf, so dass es m vorteilhafter Weise möglich ist, die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente in ihrer Langsachse parallel zumindest in einem Warmestrom, der zwischen der Schaltungsemheit und einer Außenseite der Verpa- ckungsvorrichtung fließt, ausrichtbar sind.
Weiterhin ist es zweckmäßig, e ne Lange der Nanorohrchen deutlich kurzer einzustellen als eine Dicke des Verpackungs¬ mittel für die elektronische Schaltungseinheit. Durch eine Einbringung von Nanoelementen m das Verpackungsmittel wird weiterhin der Vorteil erzielt, dass das gesamte Kompositmate- rial durch die Beimischung von Nanorohrchen äußerst hart und dadurch kratzfest wird.
Die erfmdungsgemaße Verpackungsvorrichtung zur Verpackung elektronischer Schaltungsemheiten weist im Wesentlichen auf:
a) ein Verpackungsmittel, das die elektronische Schaltungsemheit umgibt und das elektrisch isolierend ist; und
b) m dem Verpackungsmittel dispergierte Partikel, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wobei die dem Verpackungsmittel dispergierten Partikel als Nanoelemente ausgebildet sind.
Ferner weist das erf dungsgemaße Verfahren zum Verpacken elektronischer Schaltungsemheiten im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:
a) Bereitstellen eines Verpackungsmittels, das elektrisch isolierend ist;
b) Dispergieren von Partikeln, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, in dem Verpackungsmittel; und
c) Umgeben der elektronischen Schaltungsemheit mit dem Verpackungsmittel, in welchem die Partikel mit der hohen Warme-
leitfahigkeit dispergiert sind, wobei die m dem Verpackungsmittel dispergierten Partikel als Nanoelemente bereitgestellt werden .
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente als Nanorohrchen bereitgestellt. Weiterhin ist es zweckmäßig, die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente als Siliziumnanodrahte vorzusehen.
Bevorzugtermaßen sind die Nanorohrchen im Wesentlichen aus Kohlenstoff aufgebaut und somit als Kohlenstoff-Nanorohrchen (CNT = Carbon Nano Tube) ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente mit einer elektrisch isolierenden Ummantelungs- schicht versehen. Somit ist es zweckmäßig, dass eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei einer gleichzeitigen Unterdrückung der elektrischen Leitfähigkeit der dispergierten Partikel erhalten wird. Weiterhin ist es möglich, dass die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente derart funktionalisiert sind, dass elektrische Leitungseigenschaften der Nanoelemente unterdruckt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente derart intrinsisch dotiert sind, dass ein metallisches 7X-System eliminiert ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor- liegenden Erfindung sind die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente als Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) bereitgestellt und mit Stickstoff (N) und/oder mit Bor (B) derart intrinsisch dotiert, dass das metallische TC-System eliminiert ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die die dispergierten Partikel bil-
denden Nanoelemente als Hetero-Nanoröhrchen bereitgestellt, welche eine große Bandlücke aufweisen. Vorzugsweise sind die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente als derartige Hetero-Nanoröhrchen bereitgestellt, welche Bornitrid (BN) , Bohr-Kohlenstoffnitrid (BCN) und/oder Vanadiumpentoxid (V205) enthalten.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die die dispergierten Partikel bil- denden Nanoelemente mit einer Längsachse parallel zu mindestens einem Wärmestrom, der zwischen der Schaltungseinheit und einer Außenseite der Verpackungsvorrichtung fließt, ausgerichtet .
Vorzugsweise weisen die Längsachsen der die dispergierten
Partikel bildenden Nanoelemente Ausdehnungen auf, die wesentlich kleiner als eine Dicke des Verpackungsmittels sind.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor- liegenden Erfindung weist die elektrisch isolierende Ummante- lungsschicht, z.B. Polymere, Tenside, Oxide (Si02, Ta205) , welche die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente umgibt, eine Schichtdicke in einem Bereich von 5 nm bis 50 nm (Nanometer) auf.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird das Verpackungsmittel nach einem Umgeben der elektronischen Schaltungseinheit mit dem Verpackungsmittel, in welchem die Partikel mit der hohen Wär e- leitfähigkeit dispergiert sind, ausgehärtet. Vorzugsweise wird das Aushärten bei einer erhöhten Temperatur bereitgestellt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor- liegenden Erfindung wird ein Wärmestrom von der Schaltungseinheit zu einer Außenseite der Verpackungsvorrichtung über das Verpackungsmittel, in welchem die Partikel mit der hohen
Wärmeleitfähigkeit dispergiert sind, transportiert, um die Schaltungsemheit zu kühlen.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ein Warmestrom von einer Außenseite der Verpackungsvorrichtung zu der Schaltungseinheit über das Verpackungsmittel, in welchem die Partikel mit der hohen Wärmeleitfähigkeit dispergiert sind, transportiert, um die Schaltungseinheit zu erwarmen.
Vorzugsweise werden die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente mit einer Langsachse parallel zu mindestens einem Warmestrom, der zwischen der Schaltungseinheit und einer Außenseite der Verpackungsvorrichtung fließt, ausge- richtet.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Verpackungsvorrichtung, in welcher eine Leistungshalbleiter als eine elektronische Schaltungs- einheit verpackt ist, gemäß einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Verpackungsvorrichtung, die in einem Flip- Chip-Gehause angeordnet ist, gemäß einem weiteren bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 eine herkömmliche Verpackungsvorrichtung für elektronische Schaltungseinheiten.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist eine elektronische Schaltungseinheit 102, die auf einem Basiskörper 103 aufgebracht ist, in der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung verpackt gezeigt. Die Schaltungseinheit 102 und der Basiskörper 103 bilden beispielsweise einen Leistungshalbleiter derart, dass der Basiskörper 103 aus einem Metall ausgelegt ist, auf welchem ein Siliziumchip (Si-Chip) aufgebracht ist.
Zur elektrischen Kontaktierung der Schaltungseinheit 102 dient eine Anschlusseinheit 104, welche mit der Schaltungseinheit 102 über eine Verbindungseinheit 105 verbunden ist. Zur Verpackung des aus der Schaltungseinheit 102 und dem Basiskörper 103 gebildeten Leistungshalbleiters dient ein Verpackungsmittel 100, welches die Schaltungseinheit 102, den Basiskörper 103, die Verbindungseinheit 105 und einen Teil der Anschlusseinheit 104 umgibt. Der nach außen vorstehende Teil der Anschlusseinheit 104 dient einer elektrischen Kontaktierung der Schaltungseinheit 102.
Es sei darauf hingewiesen, dass, um eine Funktionsfähigkeit der Schaltungseinheit 102 aufrecht zu erhalten, eine hohe Isolationsfähigkeit des Verpackungsmittels 100 vorhanden sein muss. Das heißt, das Verpackungsmittel 100 muss einen elekt- rischen Isolator darstellen, um jegliche Spannungsdurchbrüche, die insbesondere bei Leistungshalbleitern bzw. Leistungsbauteilen auftreten können, zu verhindern.
Erfindungsgemäß ist des Verpackungsmittel 100 mit Partikeln versetzt, die in dem Verpackungsmittel 100 dispergiert sind. Fig. 1 (a) zeigt die Verpackungsvorrichtung 100 mit der e- lektronischen Schaltungseinheit 102 und den als Nanoelementen 101 ausgebildeten dispergierten Partikeln.
Fig. 1 (b) zeigt ein Detail A der Fig. 1 (a). In Fig. 1 (b) ist zu ersehen, dass ein Nanoelement 101 mit einer Ummante- lungsschicht 106 versehen ist, welche elektrisch isolierend
ist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die sehr guten War- meleitungseigenschaften mit einer elektrischen Isolation zu kombinieren. Eine derartige isolierende Umhullungsschicht bzw. Ummantelungsschicht 106 weist eine Schichtdicke vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 Nanometern (nm) auf, in noch bevorzugterer Weise betragt die Schichtdicke 25 nm. Bei einer Dicke der Ummantelungsschicht 106 von 25 nm betragt der Mindestabstand zwischen den Nanoelementen 101, die vorzugsweise aus Kohlenstoff-Nanorohrchen ausgebildet sind, 50 nm.
Dieser Mindestabstand zwischen den Kohlenstoff-Nanorohrchen ist ausreichend, um eine hervorragende elektrische Isolation des Verpackungsmittels sicherzustellen. Bei Kohlenstoff- Nanorohrchen mit typischen Durchmessern von 10 nm betragt der maximale, geometrisch mögliche Volumenanteil für eine derartige Konfiguration 3 % und ist damit wesentlich hoher als der Anteil von Kohlenstoff-Nanorohrchen in herkömmlichen Verpackungsmitteln, welcher, wie obenstehend erläutert, bei 0,2 % bis 0,3 % liegt. Ein besonderer Vorteil liegt in der extrem hohen Wärmeleitfähigkeit von Kohlenstoff-Nanorohrchen, die in der Größenordnung von 6000 W/mK in axialer Richtung liegt. Bei einer Verringerung der Schichtdicke der Ummantelungsschicht 106 auf 5 nm, welche in manchen Fallen geeignet ist, um eine gute elektrische Isolation sicherzustellen, ergibt sich ein Volumenanteil der Kohlenstoff-Nanorohrchen in der Größenordnung von 25 %.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Abstand der Kohlenstoff- Nanorohrchen untereinander lediglich groß genug sein muss, um ein Fließen von Tunnelstromen zu verhindern.
Weiterhin ist es möglich, dass die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente derart funktionalisiert werden, dass ein elektrisches Leitungsverhalten der Nanoelemente unter- druckt wird. Dies wird beispielsweise durch ein "Funktionalisieren" von Kohlenstoff-Nanorohrchen erreicht. Es sei darauf hingewiesen, dass die in Fig. 1 (b) gezeigte Isolierung von
Kohlenstoff-Nanorohrchen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nur eine Möglichkeit darstellt, die Nanoelemente elektrisch zu isolieren. Bei einem Funktionalisieren (in den Figuren nicht gezeigt) von Kohlenstoff-Nanorohrchen wird die hohe Wärmeleitfähigkeit des phononischen Systems, d.h. der thermisch angeregten Schwingungen der Gitteratome aufrecht erhalten, da die Wärmeleitfähigkeit weitgehend unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit ist. Die elektrische Leitfähigkeit der Kohlenstoff- Nanorohrchen beruht auf der Tatsache, dass die Leitungselektronen ein delokalisiertes 7l-Elektronensystem ausbilden.
Eine derartige Unabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von der Wärmeleitfähigkeit wird beispielsweise auch in einem Diamant-Material bereitgestellt. Diamant-Material weist eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit auf, die von dem phononischen System des Diamant-Materials getragen wird, wahrend das Diamant-Material ein ausgezeichneter elektrischer Isolator ist. Bei Kohlenstoff-Nanorohrchen ist es möglich, das elektroni- sehe System durch ein kontrolliertes chemisches Funktionali- sieren, d.h. einen chemischen Angriff, beispielsweise mit Halogenen, Schwefel und/oder Sauerstoff-Gruppen derart zu modifizieren, dass der metallische Charakter der Kohlenstoff- Nanorohrchen unterdruckt wird. Durch eine derartige Funktio- nalisierung werden die für das phononische System maßgeblichen Bindungsverhaltnisse zwischen den Kohlenstoffatomen der Kohlenstoff-Nanorohrchen nur wenig beeinflusst.
Dies fuhrt dazu, dass die wärmeleitenden Eigenschaften erhal- ten bleiben, wahrend gleichzeitig eine elektrische Leitfähigkeit eliminiert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, ist es möglich, die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente 102 derart intrinsisch zu dotieren, dass ein metallisches 7T-System eliminiert wird. Ein derartiges intrinsisches
Dotieren von Kohlenstoff-Nanoröhrchen erfolgt beispielsweise mit Stickstoff oder Bor, wodurch das metallische π_System zerstört wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein derartiges Funktionalisieren und/oder intrinsisches Dotieren Durchschnittsfachleuten bekannt ist, wie beispielsweise in den Publikationen "Seifert et al.: Applied Physics Letters, vol. 77, p. 1313 ff., (2000): Molecular wires, solenoids, and capacitors by sidewall functionalization of carbon nanotubes" und "Goldberg et al . : Chemical Physics Letters, vol. 308, p. 307 ff. (1999) : Single-walled B-doped Carbon, B/N-doped carbon and BN nanotubes synthesized from single-walled carbon nanotubes through Substitution reaction" offenbart.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die die dispergierten Partikel bildenden Nanoelemente 102 als Hetero-Nanoröhrchen bereitgestellt, derart, dass eine große Bandlücke entsteht. Derartige Hetero-Nanoröhrchen sind bei- spielsweise aus einem Material BN (Bornitrid) , BCN (Bor- Kohlenstoffnitrid) und/oder V205 (Vanadiumpentoxid) mit jeweils großen Energielücken ausgebildet.
So beträgt die Energielücke für Bornitrid (BN) beispielsweise 5 eV derart, dass die Bandlücke zu einem elektrisch isolierenden Verhalten führt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bandlücke bei Silizium lediglich < 1 eV beträgt.
Hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit weisen die Hetero- Nanorohrchen die gleiche räumliche Anordnung wie die Atome bekannter Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf. Es ist daher bei den Hetero-Nanoröhrchen eine ähnliche Struktur des phononischen Systems wie bei den Kohlenstoff-Nanoröhrchen gegeben, derart, dass eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit der Hetero- Nanorohrchen bereitgestellt wird.
Durchschnittsfachleuten sind Herstellungsverfahren von beispielsweise Bornitrid-Nanoröhrchen bekannt, wie in der Publikation "Fuentes et al.: Physical Review B, vol. 67, p. 035429 ff. (2003): Electronic structure of multiwall boron nitride nanotubes" offenbart.
Fig. 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Basiskörper 103 ist als ein Halteelement angeordnet, der eine Grundlage eines Flip- Chip-Gehäuses bildet. Der Basiskörper 103 ist beispielsweise aus einem Metall ausgeführt, auf welches das Verpackungsmittel 100 aufgebracht ist, das die Nanoelemente 101 enthält.
In der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ist eine integrierte Schaltungseinheit auf einem Siliziumchip als die Schaltungseinheit 102 angeordnet, die mit Schaltungseinheit- Anschlusselementen 107 versehen ist. Zur Isolation der Schaltungseinheit 102 von dem Basiskörper 103 dient das Verpackungsmittel 100, das erfindungsgemäß mit Nanoelementen 101 versehen ist. Die Nanoelemente 101 stellen, wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 obenstehend erwähnt, eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit des Verpackungsmittels dar, derart, dass Wärmeströme zwischen dem Basiskörper 103 und der Schaltungseinheit 102 effizient übertragen werden können.
Erfindungsgemäß ist eine elektrische Leitfähigkeit der Nanoelemente unterdrückt, derart, dass das Verpackungsmittel 100, das in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als ein Verbindungsmittel zwischen dem Basiskörper 103 und der Schaltungseinheit 102 fungiert, eine ausreichende elektrische Isolationseigenschaft aufweist.
Bezüglich der in Fig. 3 dargestellten, herkömmlichen Verpackungsvorrichtung wird auf die Beschreibungseinleitung ver- wiesen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.
Bezugs zeichenliste
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
100 Verpackungsmittel
101 Nanoelemente
102 Schaltungseinheit
103 Basiskörper
104 Anschlusseinheit
105 Verbindungseinheit
106 Ummantelungsschicht
107 Schaltungseinheit-Anschlusselemente