專利名稱：集成的散熱器蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電子元器件中的散熱裝置這一領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)代化的電氣裝置，例如計(jì)算機(jī)，包括具有許多在易碎的芯片或者“管芯”上制造的小電路元件的集成電路。在工作期間實(shí)際的電路元件產(chǎn)生熱量。管芯上電路的復(fù)雜性、緊湊性和易碎性對(duì)于管芯散熱裝置的設(shè)計(jì)者來說提出了若干挑戰(zhàn)。第一，散熱裝置必須要足夠易于熱量外散，以防止相關(guān)聯(lián)的管芯達(dá)到過熱的溫度。第二，散熱裝置必須要與管芯上的電路電絕緣，不干擾電路的工作。第三，散熱裝置必須要具有足夠的剛度，允許在隨后的制造或者裝配步驟中，例如在附接散熱器的步驟中，能夠操作易碎的管芯而不使其受到損壞。
用來應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)的一個(gè)傳統(tǒng)的策略是將管芯封裝在環(huán)氧或者其它密封劑材料中，所述環(huán)氧或者其它密封劑材料充填在散熱器帽和管芯電聯(lián)接到其上的下層基底板之間的空間。該傳統(tǒng)策略的優(yōu)點(diǎn)是，一厚層密封劑包圍且保護(hù)著管芯并且還支撐和附接散熱器帽。因?yàn)橹紊崞髅钡拿芊鈩虞^厚，因此在剪應(yīng)變上是相對(duì)順性的，由此所述帽相對(duì)于基底板的熱膨脹不存在邊緣約束。由于帽和管芯之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)的失配而產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致在靠近帽的中心產(chǎn)生應(yīng)力，但是該由于帽和基底板之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)的失配而產(chǎn)生的應(yīng)力通過厚密封劑層的剪切作用會(huì)被減輕。這顯得很重要，一個(gè)原因是，一般管芯和基底板之間的溫差比管芯和帽之間的溫差要大。
然而，傳統(tǒng)的芯片封裝策略遇到了與在大規(guī)模制造環(huán)境中控制相對(duì)大量的預(yù)固化密封劑相關(guān)的實(shí)際問題和裝配難度。降低該制造難度的一個(gè)傳統(tǒng)策略是去掉該厚密封劑層，代之以通過在其周邊形成一個(gè)唇板支撐和附接散熱器，所述唇板通過粘接層直接粘接到基底板上，該粘接層的厚度比以前使用的密封劑層明顯變薄了。如今，這種粘接層的厚度可小于0.25毫米。這種傳統(tǒng)的散熱器一般在其附接到管芯并且從組合件基底上抬起的中心區(qū)域上形成腔?；蛘咄ㄟ^直接接觸或者通過設(shè)置在管芯和蓋中腔的內(nèi)表面之間的熱界面材料，管芯與散熱器蓋熱聯(lián)接。圍繞腔形成的隆起的周邊唇板朝向基底板向下延伸，并且粘接到基底板上?？砂ㄓ性鰪?qiáng)向周圍空氣傳熱的金屬散熱片的被稱為散熱器的金屬板可能通過導(dǎo)熱粘合劑粘接到一般為平面的散熱器蓋的上表面上。
一般來說，管芯、基底、散熱器蓋和散熱器不都具有相同的熱膨脹系數(shù)。因此熱膨脹系數(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致工作時(shí)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。由于所有元件在裝置工作時(shí)一般都經(jīng)受溫度的周期性變化，因此這種應(yīng)力預(yù)期會(huì)周期性地變化。例如，計(jì)算機(jī)中的已經(jīng)焊接到母板上的半導(dǎo)體組合件(semiconductor package)在計(jì)算機(jī)工作時(shí)一般經(jīng)受溫度的周期性變化。這種溫度周期性變化的例子可以是，在環(huán)境溫度(例如室溫)和電氣元件的最大工作溫度(例如100℃)之間的溫度變化。所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的周期性變化最終會(huì)導(dǎo)致功能和/或結(jié)構(gòu)性的損壞，包括管芯開裂、蓋和基底板之間脫膠、和/或蓋與將蓋熱聯(lián)接到管芯的熱界面材料之間的脫離。例如，周期性變化的熱應(yīng)力會(huì)引起散熱器蓋或者下層基底板的周期性翹曲，這進(jìn)而又引起熱界面材料從位于管芯和散熱器蓋之間的間隙中發(fā)生移動(dòng)。熱界面材料的這種移動(dòng)(或者抽運(yùn))，會(huì)增加不希望有的管芯和散熱器蓋之間的絕熱，因此會(huì)引起功能性故障。
散熱器蓋材料一般比下層的基底板具有更大的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)溫度增加時(shí)，通過蓋的邊緣或者“唇板”與基底的粘接，蓋的膨脹和變形受到約束。當(dāng)蓋膨脹時(shí)，通過蓋的腔的中心區(qū)抬起脫離管芯而產(chǎn)生翹曲，或者會(huì)引起基底板的翹曲。這樣的翹曲破壞了蓋和管芯之間的界面，妨礙了熱流動(dòng)，并且在粘接層上產(chǎn)生了應(yīng)力。如果溫度的周期性變化足夠大，那么蓋和基底板之間的粘接就會(huì)失效，和/或蓋會(huì)從熱界面材料上脫離，導(dǎo)致系統(tǒng)的熱性能惡化。
由于熱膨脹對(duì)抗邊緣約束而產(chǎn)生的顯著翹曲是一個(gè)問題，該問題在具有散熱器帽而缺少與基底粘接的唇板的封裝微芯片組合件結(jié)構(gòu)中并不存在。這是因?yàn)樵谶@種封裝微芯片組合件結(jié)構(gòu)中，帽和基底之間的密封劑層很厚，因此在剪應(yīng)變上是相對(duì)順性的，從而基底對(duì)帽的熱膨脹不存在邊緣約束。
雖然改變?cè)O(shè)計(jì)，在散熱器蓋的唇板和非封裝微芯片組合件中的基底之間使用順性更大的粘接以減輕熱應(yīng)力，但是這樣做會(huì)帶來其它的實(shí)際問題。具體而言，在精密加工環(huán)境中使用軟粘合劑，會(huì)減弱對(duì)部件最終位置的控制和/或減小附件的堅(jiān)固性，并且會(huì)引起污染、釋氣等等，這些都是不能接受的。需要的是一種散熱器蓋，其具有可以通過用在典型的非封裝芯片組合件中的常規(guī)方法來粘接到基底板上的唇板，然而該唇板還會(huì)產(chǎn)生可靠性改善了的熱循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
一種散熱器蓋，聯(lián)接到下層電子元件上，所述下層電子元件被電連接到基底板上，該散熱器蓋包括中心區(qū)域、包括適合于粘接到基底板上的唇板的外周邊區(qū)域、以及位于該中心區(qū)域和該外周邊區(qū)域之間的應(yīng)變隔離區(qū)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括集成散熱器蓋的半導(dǎo)體組合件的橫截面圖，其中具有蓋的厚度減小的區(qū)域；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有通槽的集成散熱器蓋的俯視圖，圖中示出了覆蓋了半導(dǎo)體組合件；圖3是具有通槽的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的底部透視圖；圖4是具有蓋的厚度減小的區(qū)域的本發(fā)明一實(shí)施例的底部透視圖；和圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的包括集成散熱器蓋的半導(dǎo)體組合件的橫截面圖，其具有蓋的厚度減小的區(qū)域。
在這些圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件。應(yīng)該理解，圖中不同部件的大小不能用來測(cè)量或者不具有精確的比例，而只是用于視覺上清楚地顯示和解釋的目的。
具體實(shí)施例方式
公開了一種用于電子電路元件的散熱器。參見圖1，半導(dǎo)體組合件包括基底10、管芯12以及可選的熱界面材料14。通過粘接層18將散熱器蓋16粘接到基底板10上，并且通過熱界面材料14使蓋16與管芯12熱聯(lián)接。熱界面材料14是可選的；通過蓋和下層電子元件的直接物理接觸，或者通過蓋和從下層的電子元件上傳熱的熱界面材料的物理接觸，可以實(shí)現(xiàn)所需的熱聯(lián)接。許多導(dǎo)熱材料都適于用作熱界面材料。典型的熱界面材料包括摻雜鋁、銀、氮化硼、或者氮化鋁的硅氧烷基或者聚合物基粘合劑。典型的熱界面材料還包括在重熔金屬界面中所使用的鉛、金、或者錫焊料。一般地，熱界面材料層的厚度在從零到0.2毫米的范圍內(nèi)變動(dòng)，厚度為零時(shí)即為直接接觸熱聯(lián)接。粘接層18一般為膠粘層，厚度一般小于0.75毫米。唇板9形成在靠近散熱器蓋16的外周邊，使得蓋能夠被粘接到下層的基底板10上。
散熱器蓋16一般包含高熱導(dǎo)率材料例如銅、鋁、或者熱導(dǎo)率超過100瓦/米·開(W/m°K)的金屬母體復(fù)合材料。銅散熱器蓋可鍍有另一種金屬例如鎳，用于防腐蝕。散熱器蓋的尺寸由下層的管芯和鄰接部件的尺寸，和所產(chǎn)生的熱量(影響上覆散熱器的尺寸)決定。容納現(xiàn)代中央處理器(CPU)集成電路管芯的典型尺寸是18毫米×18毫米到45毫米×45毫米，然而為了適應(yīng)不同的組合件策略，不同的電氣部件，或者未來的同樣類型的電氣部件，也要求其它的尺寸和形狀。包括有促進(jìn)過熱迅速對(duì)流的金屬散熱片的金屬部件(圖1中未示出)被稱為散熱器，一般通過夾子或者可能通過導(dǎo)熱粘合劑被粘接到散熱器蓋16的頂面20上。
用于制造散熱器蓋16的工藝包括若干步驟，包括落料、精壓、穿孔、修邊、清洗、電鍍和檢驗(yàn)?？偠灾?，這些步驟將取自銅卷材的原材料轉(zhuǎn)變成成品。在制造工藝中可以重復(fù)使用一個(gè)或多個(gè)這些步驟，例如清洗和檢驗(yàn)步驟。雖然銅卷材或者銅帶在該工藝說明中參考作為原材料，但是應(yīng)該理解成也可以用另一種合適的導(dǎo)熱材料來取代銅。
制造工藝中的第一主步驟通常是從銅帶材上切下正方形或者矩形的半制品。在高速壓機(jī)中使用累進(jìn)的下料?？梢酝瓿傻谝恢鞑襟E。
制造工藝的第二主步驟通常是精壓該半制品，形成具有靠近周邊的唇板和位于中心區(qū)域的腔的蓋。在精壓步驟之前，半制品表面涂上機(jī)油。
制造工藝的第三步驟是形成根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的應(yīng)變隔離區(qū)，從而在初期落料和精壓步驟期間不構(gòu)成這樣的區(qū)域。至于包括通槽的應(yīng)變隔離區(qū)，優(yōu)選使用沖孔機(jī)沖出通槽。
制造工藝的第四步驟是修邊、清洗和干燥蓋。如果必要的話，可在修邊步驟之前進(jìn)行研磨步驟，使得蓋具有符合規(guī)格要求的平整度。在這些步驟之后，蓋會(huì)被侵蝕，然后鍍上例如鎳的材料。附加的清洗和檢驗(yàn)步驟可以在上面描述的任何步驟之前或之后進(jìn)行。在將蓋裝配到半導(dǎo)體組合件的過程中，可以在蓋的一些或者所有唇板上涂上粘接劑，使其更加容易地粘接到基底板上。
設(shè)置散熱器的目的是保護(hù)管芯，并且分散管芯在工作中產(chǎn)生的熱量。一般用比下層基底板具有更大熱膨脹系數(shù)的高導(dǎo)熱材料來制造蓋。當(dāng)非封裝半導(dǎo)體組合件受熱時(shí)，蓋會(huì)膨脹，但是它的膨脹由于粘接層18而受周邊的約束，粘接層18圍繞蓋16的整個(gè)邊緣。如果是傳統(tǒng)的蓋，這種周邊約束就會(huì)導(dǎo)致在膨脹的蓋16中產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起中心部分脫離管芯方式的翹曲，或者引起下層基底板10產(chǎn)生偏斜。蓋與管芯12分離將降低它們之間的熱聯(lián)接，因此減弱管芯上的熱傳遞，這可能會(huì)削弱系統(tǒng)的性能。熱致翹曲還會(huì)在粘接層上產(chǎn)生應(yīng)力。如果非封裝半導(dǎo)體組合件產(chǎn)生了足夠的熱量，并且蓋和基底的熱膨脹系數(shù)之間存在足夠大的差異，就會(huì)導(dǎo)致粘接層產(chǎn)生災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)損壞。而且，循環(huán)的熱載荷會(huì)引起循環(huán)翹曲，從而會(huì)從位于傳統(tǒng)的蓋和管芯之間的界面中泵出熱界面材料。
根據(jù)本發(fā)明可以減小這種熱致翹曲以及它在系統(tǒng)性能上的潛在的副作用。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，多個(gè)應(yīng)變隔離區(qū)，例如圖1中所示的厚度減小區(qū)域24，可以減小熱致應(yīng)力并且隔絕散熱器蓋16上的熱致應(yīng)變。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在制造散熱器蓋的過程中，形成通槽和/或厚度減小的區(qū)域，部分地或者完全地貫穿該蓋。這些區(qū)域優(yōu)選圍繞蓋的周邊布置，以便加強(qiáng)應(yīng)力消除和隔絕應(yīng)變，同時(shí)大體上維持蓋的熱散布能力?？拷糜趹?yīng)變隔離區(qū)周邊的設(shè)置，有助于避免從蓋中心區(qū)域的中央?yún)^(qū)傳遞來的熱的干涉，在該中心區(qū)域管芯經(jīng)常產(chǎn)生大量的熱。
圖2示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例。在俯視圖中示出了散熱器蓋28被粘接到基底10上。多個(gè)通槽30設(shè)置在中心區(qū)域32和包括唇板的外周邊區(qū)域34之間。在這一實(shí)施例中，中心區(qū)域32通過四個(gè)連接裝置或者連接區(qū)域36保持連接在外周邊區(qū)域34上。在現(xiàn)今的應(yīng)用中，蓋中間區(qū)域32的厚度一般地選擇在0.5毫米到8毫米的范圍內(nèi)。用適當(dāng)?shù)奶畛洳牧先缇酆衔锊牧峡梢圆糠值鼗蛘咄耆孛芊馔ú?0。通槽30的寬度一般選擇為小于本發(fā)明四槽實(shí)施例中的蓋的厚度的一半。本發(fā)明四槽實(shí)施例中連接裝置36的寬度一般選擇在0.5毫米到15毫米的范圍內(nèi)。
圖3示出了利用通槽的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。相對(duì)于包括唇板的外周邊區(qū)域46，在中心區(qū)域44的凹槽中形成了腔。這些腔一般足夠深，以包住管芯12和熱界面材料14。例如，一個(gè)現(xiàn)代的CPU管芯需要大約0.6毫米的模腔深度。粘接層18附在外周邊區(qū)域46上。多個(gè)通槽42設(shè)置在中心區(qū)域44和外周邊區(qū)域46之間。在該實(shí)施例中，中心區(qū)域44通過四個(gè)連接裝置或者連接區(qū)域48保持連接在外周邊區(qū)域46上。
圖4的透視圖中示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。相對(duì)于包括唇板的外周邊區(qū)域56，在中心區(qū)域52的凹槽中形成了腔。這些腔一般足夠深，以包住管芯12和熱界面材料14。粘接層(未示出)附在外周邊區(qū)域56上。單個(gè)蓋厚度減小的區(qū)域54設(shè)置在中心區(qū)域52和外周邊區(qū)域56之間。在這個(gè)實(shí)施例中，蓋厚度減小的區(qū)域54包括單個(gè)始終圍繞中心區(qū)域52的鄰接槽。這種槽的深度一般選擇為中間區(qū)域52中蓋的平均厚度的20％到80％的范圍之內(nèi)。槽深常常小于2毫米。在另一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，使用多個(gè)非鄰接槽。該槽的寬度一般選擇為在其一半深度到其八倍深度的范圍內(nèi)，這種情況下，槽被制成具有平底。如果蓋的厚度減小的一個(gè)區(qū)域(或者多個(gè)區(qū)域)被切削或者腐蝕，使得底部截面呈V形或者相反的錐形，例如圖1中所示的厚度減小的區(qū)域24的截面圖，這種區(qū)域的寬度一般就會(huì)選擇在1倍深度到15倍深度的范圍之內(nèi)。
當(dāng)溫度增加且散熱器蓋膨脹時(shí)，應(yīng)變隔離區(qū)提供了應(yīng)力消除，導(dǎo)致在蓋和基底之間的粘接處形成較低的機(jī)械載荷。這樣就減少了災(zāi)難性的機(jī)械故障的機(jī)會(huì)并且增加了裝置的預(yù)期壽命。當(dāng)溫度增加并且散熱器蓋膨脹時(shí)，應(yīng)變隔離區(qū)提供了應(yīng)力消除，導(dǎo)致蓋或者下層基底板上產(chǎn)生較小的熱翹曲。在以周期性溫度變化為特征的環(huán)境中，熱翹曲的減少導(dǎo)致可選的熱界面材料的移動(dòng)減少，這些材料有助于將蓋熱聯(lián)接到管芯上。那些因素進(jìn)而導(dǎo)致了更加耐用的長(zhǎng)期功能性并且改善了可靠性。
圖5中半導(dǎo)體組合件的剖視圖示出了本發(fā)明的具有蓋厚度減小的區(qū)域的另一可選實(shí)施例。圖中，位于外周邊區(qū)域62上的唇板60的厚度沒有中間區(qū)域64的蓋厚。然而，唇板60仍然足夠地從外周邊區(qū)域62突出，以便于利用非封裝微芯片組合件結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法粘接到基底板10上。
應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于這里所描述的特定參數(shù)、材料和實(shí)施例。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種散熱器蓋，與電連接到基底板上的下層電子元件相聯(lián)接，所述散熱器蓋包括中心區(qū)域；包括適合于粘接到基底板上的唇板的外周邊區(qū)域；和位于中心區(qū)域和外周邊區(qū)域之間的應(yīng)變隔離區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器蓋，其中所述應(yīng)變隔離區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)通槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器蓋，其中所述應(yīng)變隔離區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)蓋厚度減小的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器蓋，其中所述通槽被填充材料部分地或者完全地密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器蓋，具有一個(gè)以上的通槽，這些通槽被連接區(qū)域互相隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱器蓋，其中蓋厚度減小的單個(gè)區(qū)域圍繞著中心區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱器蓋，其中蓋厚度減小的區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，其中散熱器蓋在至少一個(gè)連接區(qū)域的位置上的厚度相對(duì)于散熱器蓋在中間區(qū)域的厚度減小了。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)連接區(qū)域的寬度小于15毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)通槽的寬度大于散熱器蓋在中間區(qū)域的厚度的一半。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)通槽是孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)通槽是彎曲的通槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器蓋，具有四個(gè)通槽，第一通槽和第三通槽以散熱器蓋的橫向中心線為中心。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)槽小于2毫米深。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)槽的深度至少是中間區(qū)域蓋的平均厚度的20％，但是最多是中間區(qū)域蓋的平均厚度的80％。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)槽的寬度大于其深度，但是小于其深度的十五倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的散熱器蓋，其中至少一個(gè)通槽是圓孔。
18.一種半導(dǎo)體組合件，包括半導(dǎo)體管芯；基底板；散熱器蓋，所述散熱器蓋包括；外周邊區(qū)域，其包括附接到基底板上的唇板；中心區(qū)域；和位于中心區(qū)域和外周邊區(qū)域之間的應(yīng)變隔離區(qū)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體組合件，其中所述應(yīng)變隔離區(qū)包括至少一個(gè)通槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體組合件，其中所述應(yīng)變隔離區(qū)包括至少一個(gè)蓋厚度減小的區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體組合件，具有一個(gè)以上的通槽，這些通槽被連接區(qū)域互相隔開。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體組合件，其中至少一個(gè)通槽的寬度大于散熱器蓋在中間區(qū)域的厚度的一半。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體組合件，其中蓋厚度減小的區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)槽。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體組合件，其中散熱器蓋在至少一個(gè)連接區(qū)域的位置上的厚度相對(duì)于散熱器蓋在中間區(qū)域的厚度減小了。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體組合件，其中至少一個(gè)連接區(qū)域的寬度小于15毫米。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體組合件，具有四個(gè)通槽，第一通槽和第三通槽以散熱器蓋的橫向中心線為中心。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體組合件，其中至少一個(gè)槽小于2毫米深。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體組合件，其中至少一個(gè)槽的深度至少是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的20％，但是最多是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的80％。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體組合件，其中至少一個(gè)槽的寬度大于其深度，但是小于其深度的十五倍。
30.一種散熱器蓋，用于散布由電連接到基底板上的下層電子元件產(chǎn)生的熱量，所述散熱器蓋包括中心區(qū)域；將中心區(qū)域熱聯(lián)接到下層電子元件上的聯(lián)接裝置；包括唇板的外周邊區(qū)域；將唇板粘接到基底板上的粘接裝置；和限制中心區(qū)域熱致變形的裝置。
31.一種散熱器蓋的制造方法，該散熱器蓋用于散布由電連接到基底板上的下層電子元件產(chǎn)生的熱量，所述方法包括以下步驟從一塊大于半制品的原材料上分離下所需要的大小與形狀的半制品；在蓋的周邊產(chǎn)生唇板，以適于將蓋粘接到基底板上；以及在蓋的接近周邊的位置上形成至少一個(gè)應(yīng)變隔離區(qū)，該位置相對(duì)于中心來說更靠近周邊。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，其中所述塊原材料包括至少一種具有至少為100W/m°K的熱導(dǎo)率的材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，其中分離和成形步驟是同時(shí)完成的。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，其中產(chǎn)生和成形步驟是同時(shí)地完成的。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，其中產(chǎn)生步驟通過精壓來完成。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，其中成形步驟通過鉆孔來完成。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造方法，包括至少一個(gè)電鍍的步驟。
38.一種包括管芯和基底板的半導(dǎo)體組合件的裝配方法，包括以下步驟將管芯電連接到基底板上；以及將散熱器蓋附接到基底板上，散熱器蓋在蓋的周邊具有唇板，在蓋的接近周邊的位置上具有至少一個(gè)應(yīng)變隔離區(qū)，該位置相對(duì)于中心來說更加接近周邊，其中附接步驟包括將散熱器蓋的唇板粘接到基底板上。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝配方法，其中附接步驟包括至少一個(gè)在唇板上放置粘接材料的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝配方法，包括將散熱器附接到散熱器蓋的表面上的附加步驟。
41.一種散熱器蓋，聯(lián)接到與基底板電連接的下層電子元件上，所述散熱器蓋包括中心區(qū)域；外周邊區(qū)域；和至少一個(gè)設(shè)置在中心區(qū)域和外周邊區(qū)域之間的槽，槽的深度至少是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的20％，但是最多是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的80％。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的散熱器蓋，包括寬度大于其深度，但是小于其深度的十五倍的槽。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的散熱器蓋，包括深度小于2毫米的槽。
44.一種半導(dǎo)體組合件，包括與基底板電連接的半導(dǎo)體管芯；與半導(dǎo)體管芯聯(lián)接的散熱器蓋，所述散熱器蓋包括；外周邊區(qū)域；中心區(qū)域；和至少一個(gè)設(shè)置在中心區(qū)域和外周邊區(qū)域之間的槽，槽的深度至少是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的20％，但是最多是蓋在中間區(qū)域的平均厚度的80％。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體組合件，其中散熱器蓋包括寬度大于其深度，但是小于其深度的十五倍的槽。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體組合件，其中散熱器蓋包括深度小于2毫米的槽。
全文摘要
一種散熱器蓋包括具有用于粘接到下層基底板上的唇板的外周邊區(qū)域、中心區(qū)域、和一個(gè)或多個(gè)應(yīng)變隔離區(qū)。應(yīng)變隔離區(qū)位于中心區(qū)域和外周邊區(qū)域之間，并且包括多個(gè)被切成部分地或者完全地貫通蓋的槽，以一種圖案圍繞或者部分地圍繞中心區(qū)域。即使由于粘接的唇板而被它的周邊約束，但是由于蓋的熱膨脹而在蓋上產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，該應(yīng)變隔離區(qū)提供了應(yīng)變隔離和應(yīng)力消除，使得中心區(qū)域產(chǎn)生更小的熱致翹曲、在唇板和基底板之間的粘接處產(chǎn)生更小的熱應(yīng)力、和/或在基底板上產(chǎn)生更小的熱致偏斜。翹曲、應(yīng)力、和/或偏斜的減小，通過減弱蓋和管芯之間的界面上的分層或者分離傾向，和/或通過減少蓋和基底板之間的粘接處結(jié)構(gòu)損壞的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/34GK1799141SQ200480014840
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者J·比什, K·漢拉漢, D·布林克 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司