[发明专利]柔顺性针状鳍片散热器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装，具体涉及针状鳍片散热器及其构造方法。

背景技术

对半导体器件进行冷却通常需要使用相对厚的热界面材料(TIM)来吸收散热器和被冷却的器件之间的表面光滑度差别。由于各种原因，这些材料以及将其插入系统中的工艺增加了热阻并降低了系统可靠性。柔顺性热界面(CTI)散热器通过可与芯片表面贴合的表面而避免了该问题。这种系统通常包括金属弹簧层。这些系统是昂贵的。相关的柔顺性针状鳍片(CPF)散热器包括通常结合内置弹簧的硬性针构成的底座。然而，尚没有生产用于单芯片模块(SCM)或多芯片模块(MCM)的这类器件的可用工艺。

发明内容

根据本原理，散热器包括与热源表面基本平行设置的多个层。这些层包括平面排列彼此间隔开的多个针部，其中这些层的针部被堆叠并粘合以形成相对于热源沿横向延伸的针状鳍片以散热。在针状鳍片和机械负载之间设置至少一个柔顺层。该至少一个柔顺层提供柔顺性，从而针状鳍片在与热源对接时适应尺寸差别。

散热器包括平面排列彼此间隔开的多个针部。针部导热。链接连接多个针部中至少一组相邻针部，以形成平面薄片，从而针部的宽度和链接的宽度之比配置为使得平面薄片是柔韧的。

用于形成柔顺性散热器的方法包括提供与热源表面平行的多个层，其中每层包括平面排列彼此间隔开的多个针部，还包括可去除链接，可去除链接连接相邻针部使得针部的宽度和链接的宽度之比配置为使得平面薄片是柔韧的；对准相邻薄片的针部；以及粘合相邻薄片的针部以形成粘合的薄片堆叠，其中针部形成从热源横向延伸的针状鳍片柱以使负载散热。

通过以下结合附图对示例性实施例进行的详细说明，这些以及其他特征和益处是显而易见的。

附图说明

本公开通过参考下面附图在以下对优选实施例的描述中提供细节，其中附图中：

图1是采用根据本原理的柔顺性薄片的示例性散热器系统的侧视图，其中针状鳍片位于外壳内，没有示出针部之间的链接；

图2是图1的细节A的放大视图，更详细地示出根据本原理的针部；

图3是根据一个实施例的冷却剂流外壳的顶视图，其中去除了顶层并示出在剖面线B-B处所取的截面视图，其描绘了外壳内的针状鳍片，未示出针部间的链接；

图4是根据本原理的针状鳍片位于外壳内未显示链接的示例性散热器系统的侧视图，其中外壳的一部分包括散热器堆叠中的针部间的柔顺薄片；

图5是根据本原理的带有柔顺薄片的示例性散热器系统的侧视图，其中链接在散热器堆叠的针部间；

图6根据本原理的示例性散热器系统的侧视图，其中去除了链接并且示出两个热源器件；

图7是根据一个示例实施例的单个散热器薄片的顶视图，显示了链接图案和手柄；

图8是根据一个示例实施例的显示了链接图案的单个散热器薄片的透视图；

图9是根据一个示例实施例的显示了手柄的散热器薄片堆叠的透视图；以及

图10是显示用于制造根据示例实施例的散热器堆叠的方法的框图/流程图。

具体实施方式

根据本原理，提供了针状鳍片柔顺性散热器(PFCHS)。使用一个或多个针形成结构所形成的薄片来形成散热器。可以把包括这种针形成结构的薄片的多个层堆叠起来以占据热源和支撑结构之间的空隙空间。这些层可包括柔顺性元件，或者可设置在柔顺性元件上，以提供柔顺性并适应需要桥接的不同高度或空隙距离。本实施例提供了一种便宜的制造工艺以及可定制的柔顺装配，用于支撑负载和/或接触热源，如芯片或其他电子元件。堆叠的薄片不限于单芯片模块(SCM)或多芯片模块(MCM)，而是可用于可受益于散热器的任何热源。

根据特别有用的实施例，通过一个接一个地堆叠包括柱形细针部的薄片来制造针状鳍片柔顺性散热器(PFCHS)，而且，总体而言，堆叠采用薄的贴合性(conformable)界面薄片(例如外壳壁)。贴合性界面薄片贴合器件表面(例如热源或附近的结构)。贴合性界面薄片可用作流动的冷却剂的限制部分。存在贴合性界面薄片的情况下，基本单独的柔顺薄片或柔顺层形成分布式弹簧，以提供或适应柱形针状鳍片上的机械负载。单独柔顺层可设置在外壳的顶层(贴合性界面薄片)和负载结构之间，以提供从顶层到针状鳍片的柔顺负载。