專利名稱：具有改善熱導(dǎo)率的難熔金屬襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于電子應(yīng)用中發(fā)熱裝置的直接安裝熱沉，具體地涉及包含元素周期表VIB族金屬的熱沉。
技術(shù)背景例如鉬的難熔金屬長(zhǎng)期被用作電子器件中發(fā)熱裝置的直接安裝熱 沉。在某些情形下，其約為140 W/M。K的高的熱導(dǎo)率提供了足夠的熱 導(dǎo)率，并提供了與例如硅材料的相近的熱膨脹匹配(熱膨脹系數(shù)(TCE ) 為5. lppm/。C )。這些材料經(jīng)常具有不良的可焊性，通過(guò)在其一個(gè)或兩個(gè)表面上涂 敷Ni薄層可以改善可焊性。此外，Cu層經(jīng)常通過(guò)包覆、噴鍍等作為薄 層沉積到表面上，從而改變熱膨脹性能以匹配例如含GaAs裝置(TCE 為6. 5ppm/'C )的其他裝置。具有薄Cu層(疊層)的這些材料通常在 熱循環(huán)期間具有無(wú)法預(yù)計(jì)的膨脹特性，這是由于在表面層內(nèi)或者不同 層之間材料的不均勻分布。在一些情形中，例如滲透有銅的鎢或鉬的粉末金屬矩陣的金屬矩 陣復(fù)合物提供了改善的熱學(xué)特性以滿足更接近的TCE匹配或更高熱導(dǎo) 率的要求。對(duì)于可添加更高熱導(dǎo)率材料而不形成太高熱膨脹的數(shù)量來(lái) 講，這種類型的粉末矩陣是有限的。某些復(fù)合矩陣材料在結(jié)構(gòu)上不一致且性能并不是按照混合規(guī)則所 預(yù)計(jì)的，這是因?yàn)楦邿釋?dǎo)率的銅矩陣經(jīng)常并非足夠開(kāi)放從而以無(wú)限制 的方式傳導(dǎo)熱量(即，窄的路徑、由于觸及難熔金屬粒子而阻斷的流 等等)。因此，部分熱量必須通過(guò)較低熱導(dǎo)率的難熔金屬矩陣傳輸。此 外，在矩陣結(jié)構(gòu)中存在限制熱流的低水平多孔性。在許多情形中，Mo-Cu或W-Cu的疊層或矩陣系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)冶金工 序例如通過(guò)鋸割、切削、滾軋、研磨、和/或拋光制成薄結(jié)構(gòu)，這些工 序在材料內(nèi)引入無(wú)法完全消除的應(yīng)力。這種應(yīng)力導(dǎo)致材料在暴露于升 高溫度的焊接工藝時(shí)在薄板處巻曲。通常用于電子封裝的材料包括A1-石墨、Cu-石墨、CuMoCu疊層、 具有MoCu粉末金屬核芯的CuMoCu疊層、W-Cu金屬矩陣復(fù)合物、Mo- Cu金屬矩陣復(fù)合物、SILVAR⑧(從Engineered Materials Solutions, Inc., Attleboro， MA可獲得)、Al-Si金屬矩陣復(fù)合物、Al-SiC金 屬矩陣復(fù)合物、以及Cu-SiC金屬矩陣復(fù)合物。美國(guó)專利No. 4, 996， 115公開(kāi)了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)以及使用銅和低熱 膨脹系數(shù)的鎳-鐵合金的組合制作所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，其中銅包覆鎳 -鐵片并插入穿過(guò)中心的鎳-鐵片，從而提供基本上各向同性的熱傳輸 路徑。然而，用于鍛造該包覆有銅的片的滾軋工藝導(dǎo)致不均勻的細(xì)長(zhǎng) 孔，其會(huì)導(dǎo)致不均勻的熱傳輸和散逸。此外，40至60mil (密耳)的 大的孔尺寸通常不適于電子應(yīng)用。美國(guó)專利No. 5, 011， 655公開(kāi)了一種制造薄金屬體復(fù)合結(jié)構(gòu)的方 法。第一金屬的內(nèi)層清洗以除去氧化物并促進(jìn)冶金結(jié)合。該內(nèi)層具有 刺穿內(nèi)層厚度的多個(gè)穿孔。穿孔填充有第二金屬的金屬粉末。第二金 屬的兩個(gè)外層置于被清洗和填充的內(nèi)層的相對(duì)側(cè)上，從而形成夾層結(jié) 構(gòu)。該夾層結(jié)構(gòu)在非氧化氣氛中加熱到發(fā)生重結(jié)晶的溫度。該夾層結(jié) 構(gòu)隨后高溫加工以減小形成薄金屬體復(fù)合結(jié)構(gòu)的該夾層結(jié)構(gòu)的厚度。 不幸的是，用于鍛造該復(fù)合結(jié)構(gòu)的高溫加工工序會(huì)導(dǎo)致不均勻的細(xì)長(zhǎng) 孔，其會(huì)導(dǎo)致不均勻的熱傳輸和散逸。此外，盡管該復(fù)合結(jié)構(gòu)目標(biāo)是 用于電子應(yīng)用，但是40至62mil的大的孔尺寸通常對(duì)于這些應(yīng)用而言 不是最優(yōu)的。另外，用于填充這些孔的粉末的多孔性降低了其導(dǎo)熱的 能力。美國(guó)專利No. 5, 156, 923公開(kāi)了一種銅和鎳鐵合金(Invar)層 的金屬?gòu)?fù)合物，這些層被冷壓軋減小厚度從而以交錯(cuò)的方式冶金結(jié)合 在一起，結(jié)合材料的條多次被冷壓軋?jiān)谝黄饻p小厚度從而冶金結(jié)合在 一起。得到的金屬?gòu)?fù)合物破壞了鎳鐵合金層，將鎳鐵合金材料各個(gè)部 分分散在銅矩陣內(nèi)，這限制了該復(fù)合物的熱膨脹。然而，該復(fù)合物沿 垂直方向或沿z軸方向的散熱能力有限。使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的特定限制為，復(fù)合結(jié)構(gòu)通常是多孔的，無(wú)法用于 例如需要防止氣體或空氣泄漏的應(yīng)用，例如用于衛(wèi)星應(yīng)用，特別是在 厚度小于20mil的結(jié)構(gòu)中。美國(guó)專利No. 6， 555, 762公開(kāi)了一種高密度電子封裝，使用導(dǎo)電 成分填充過(guò)孔或通孔(via)以形成從介電層到相鄰電路的垂直或Z連 接。該通孔在填充之前可以被/不被鍍覆。 在不進(jìn)行大量處理的情況下，還很難獲得期望厚度范圍小于2Omi 1的上述矩陣材料，所迷這些大量處理會(huì)在難熔金屬矩陣內(nèi)積累應(yīng) 力，這種應(yīng)力無(wú)法通過(guò)熱處理釋放，這是因?yàn)楦邿釋?dǎo)率滲透劑的熔點(diǎn) 低。獲得薄的材料非常重要，這是因?yàn)楦鶕?jù)熱學(xué)關(guān)系 R=Const.L/KA其中R為熱阻，L為熱流距離或散熱器厚度，K為散熱器熱導(dǎo)率，A為 面積。熱阻越低，作為熱沉的性能越好，其影響如下 越短的熱流距離和越薄的散熱器提供更好的性能。 更高的熱導(dǎo)率導(dǎo)致更低的熱阻。 可散熱的面積越大，熱阻越低。Luedtke,Thermal Management Materials for High — Performance Applications, Advanced Engineering Materials, 6, No. 3 (2004), pp. 142-144討論了使用涂敷有銅的鉬和涂敷有銅的鉬-銅矩陣材料作為散熱器。然而，這些材料僅提供介于190至250W/M°K 之間的有效熱導(dǎo)率。一般而言，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了例如Ni-Fe合金的接近難熔金屬性能 的材料，該合金具有設(shè)計(jì)成改善z軸熱導(dǎo)率的通孔。然而目前，特別 是在電子行業(yè)，需要的是超越難熔金屬性能的材料。例如，具有更多 但更小均勻孔的材料，這些孔可以被填充而不對(duì)材料產(chǎn)生應(yīng)力并能夠 沿所有方向散熱，該材料的性能優(yōu)于當(dāng)前可獲得的難熔金屬系統(tǒng)以及 其他系統(tǒng)。因此，本領(lǐng)域需要一種可用于發(fā)熱電子元件的熱沉材料，其足夠 薄且可以充分地沿所有方向傳導(dǎo)、除去和散逸所產(chǎn)生的熱量，同時(shí)維 持尺寸穩(wěn)定性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種用于電子封裝元件和集成電路元件的襯底，包括..包含元素周期表VIB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料和/或各向異性材 料的核芯板，具有第一主表面和第二主表面以及至少部分從第一主表 面延伸到第二主表面的多個(gè)開(kāi)口；填充由至少部分該開(kāi)口包圍的空間的至少一部分的元素周期表IB
族金屬或其他高導(dǎo)熱材料；以及可選地，置于該第一主表面至少一部分以及該第二主表面至少一 部分上方的包含元素周期表IB族金屬的層。本發(fā)明還涉及一種制作用于電子封裝元件和集成電路元件的上述 襯底的方法，該方法包括提供包括元素周期表VIB族金屬或各向異性材料的箔或板；形成至少部分從該箔或板的第 一主表面延伸到第二主表面的多個(gè)開(kāi)口；使用元素周期表IB族金屬填充由至少部分該開(kāi)口包圍的空間；以及可選地，在該第一主表面至少一部分和該第二主表面至少一部分 上方的包含元素周期表IB族金屬的層。本發(fā)明另外涉及包括上述襯底和一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件的電子裝置。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有孔的箔或板的平面視圖； 圖2示出了圖1的箔或板的剖面視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有孔的箔或板的一個(gè)示例的剖面視圖，其中該表面已經(jīng)被涂敷且孔已填充有金屬；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的夾層村底的剖面視圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)填充了銅并被涂敷的兩層多孔鉬村底剖面的30x照片。發(fā)明詳述除了在工作示例中或者另外指出，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的 表示成分、反應(yīng)條件等的數(shù)量的所有數(shù)字或表達(dá)式應(yīng)理解為在所有示 例中通過(guò)術(shù)語(yǔ)"約"修正。本文使用的短語(yǔ)"混合規(guī)則"是指包含兩個(gè)或多個(gè)成分的材料呈現(xiàn) 的熱響應(yīng)。在混合規(guī)則中，包含不止一種材料的襯底的沿縱向的熱性 能(即，平行x-y平面的性能)評(píng)估為由成分體積分?jǐn)?shù)加權(quán)的復(fù)合成 分響應(yīng)的總和。本發(fā)明利用蝕刻、沖壓、鉆孔、激光鉆孔、化學(xué)研磨或其組合， 以產(chǎn)生至少部分延伸穿過(guò)難熔金屬箔或板的重復(fù)精確孔網(wǎng)絡(luò)。至少部 分孔被至少部分填充有包括一種或多種導(dǎo)熱材料的涂層?？梢孕纬衫?如鉬和/或鎢的非常薄的散熱器，其具有高熱導(dǎo)率的通孔，但是沒(méi)有與 上述疊層或矩陣復(fù)合物相關(guān)聯(lián)的熱應(yīng)力殘留的缺點(diǎn)。因此提供了一種 新的材料體系，與已知難熔金屬基熱沉可獲得的情況相比具有顯著更 低的熱阻和更高的Z軸熱導(dǎo)率。本文使用的"各向異性材料"是指沿x-y平面的熱導(dǎo)率值不同于沿 垂直于x-y平面的z軸的熱導(dǎo)率值的材料。可以用于本發(fā)明的各向異 性材料的非限制性示例為石墨。本發(fā)明提供了一種可以用作半導(dǎo)體和集成電路元件的散熱器的襯 底，包括核芯板，具有第一主表面和第二主表面以及至少部分從該第一主 表面延伸到該第二主表面的多個(gè)開(kāi)口 ；金屬或其他高導(dǎo)熱材料，填充由至少一些該開(kāi)口圍繞的空間的至少一部分；以及可選地，包含金屬或其他高導(dǎo)熱材料的層，置于至少部分該第一 主表面上和至少部分該第二主表面上。該核芯板包括元素周期表VIB族金屬和/或各向異性材料。在本發(fā) 明實(shí)施例中，VIB族金屬選自鉬、鎢、包含鉬和鎢的合金、鉬合金、鎢 合金及其組合。核芯板可具有至少lmil的厚度，在某些情況下至少2mil，在其 他情況下至少3mil，在某些情形下至少4mil，在其他情形下至少 5mi 1 。此外，核芯板可具有多達(dá)50mil的厚度，在某些情況下多達(dá) 40mil，在其他情況下多達(dá)30mil，在某些情形下多達(dá)25mi 1,在其他 情形下多達(dá)20mil，在一些示例中多達(dá)15mil，在其他示例中多達(dá) 10mil。當(dāng)核芯板太厚時(shí)，其熱阻可能太高，這是因?yàn)闊岜仨殏鬏斀?jīng)過(guò) 更大的距離。核芯板可具有任意上述值代表的厚度，或者可以具有介 于任意上述值之間的厚度范圍。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，核芯板的厚度從箔或板第一部分的1至 10mil變化到該箔或板的第二部分上的5至50mil。在本發(fā)明實(shí)施例中，核芯板包括一種或多種金屬，且具有至少 50W/M°K，在某些情況下至少75W/M°K，且在其他情況下至少100W/M°K
的熱導(dǎo)率。此外，核芯板可具有多達(dá)200W/M°K，在某些情況下多達(dá) 170W/M。K，且在其他情況下多達(dá)150W/M。K的熱導(dǎo)率。該核芯板可具有 任意上述值代表的熱導(dǎo)率，或者可具有介于任意上述值之間的熱導(dǎo) 率。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，核芯板包括各向異性材料。該各向異 性材料的熱導(dǎo)率至少為50W/M°K，在某些情況下至少為75W/M°K，且在 其他情況下至少為100W/M°K。此外，在x-y平面內(nèi)核芯板的熱導(dǎo)率多 達(dá)2200 W/M。K，在某些情況下多達(dá)1750 W/M°K，且在其他情況下多達(dá) 1500W/M。K。核芯板可具有任意上述值代表的熱導(dǎo)率，或者可具有介于 任意上述值之間的熱導(dǎo)率。根據(jù)本發(fā)明的核芯板具有至少部分延伸穿過(guò)該核芯板的孔洞或 "通孔"。該孔洞可以具有任何合適形狀?？锥吹暮线m形狀包括但不限 于圓形、方形、矩形、六角形、八角形、及其組合。對(duì)于在核芯板各 個(gè)表面上使用不同的孔洞形成技術(shù)，以及當(dāng)單個(gè)孔洞匯合或僅僅由于 制造工藝中可接受的容差變化時(shí)形成穿孔，則可以產(chǎn)生組合形狀。此外，孔洞可具有任何合適的截面形狀。孔洞的合適截面形狀包 括但不限于沙漏形狀、錐形、直邊形狀、及其組合。圖1和2示出了用于本發(fā)明的核芯板的具體實(shí)施例。核芯板10包 括核芯板10的主體12以及至少部分延伸穿過(guò)主體12的孔洞14,如圖 2所示，孔洞14延伸徹底穿過(guò)主體12，孔洞16延伸而僅僅部分穿過(guò) 主體12。在本發(fā)明實(shí)施例中，核芯板內(nèi)的開(kāi)口可以占據(jù)核芯板體積的至少5 %,某些情況下為至少10%，其他情況下至少15%，某些情形下至少 20%，以及在其他情形下至少25%。此外，核芯板內(nèi)的開(kāi)口可以提供 核芯板體積的多達(dá)90%，某些情況下多達(dá)75%，在其他情況下多達(dá)60 %，在某些情形下多達(dá)50%，且在其他情形下多達(dá)40%?？锥吹闹睆胶托螤羁筛鶕?jù)本領(lǐng)域一般接受的制造容差而變化。通 常，在本發(fā)明中，孔洞較現(xiàn)有技術(shù)而言更小且數(shù)目更多，這導(dǎo)致沿垂 直或z軸方向的改進(jìn)的熱散逸，且這也與電子和計(jì)算機(jī)相關(guān)應(yīng)用更為 兼容。 一般而言，本發(fā)明的襯底提供的性能超越了使用例如單獨(dú)鎢或 鉬的難熔金屬所發(fā)現(xiàn)的性能。在本發(fā)明實(shí)施例中，孔洞或開(kāi)口在最寬點(diǎn)測(cè)量的直徑至少為 2mil，在某些情況下至少3mil，在其他情況下至少5mil。此外，孔洞 的直徑可以多達(dá)25mil，某些情況下多達(dá)20mil，在其他情況下多達(dá) 15mil?？锥吹某叽缫蕾囉诤诵景宓拿娣e和厚度以及最終成品中期望的 具體熱導(dǎo)率性能?？锥吹闹睆娇梢允侨我馍鲜鲋祷蛘呓橛谌我馍鲜鲋?之間的范圍。在本發(fā)明實(shí)施例中，孔洞或開(kāi)口的直徑與核芯板或箔的厚度的比 例至少為0.75，在一些情況下至少為0.8，在其他情況下至少為0.9， 在某些情形下至少l，其中開(kāi)口是在最寬點(diǎn)測(cè)量。此外，孔洞或開(kāi)口的 直徑與核芯板或箔的厚度的比例可多達(dá)1.75，在一些情況下多達(dá) 1.4，在其他情況下多達(dá)1.3，在某些情形下多達(dá)1.25，在其他情形下 多達(dá)1. 2?？锥椿蜷_(kāi)口的直徑與核芯板或箔的厚度的比例可以是任意上 述值或者是介于任意上述值之間的范圍。本發(fā)明襯底中的層置于該核芯板的至少部分第一主表面和至少部 分第二主表面上，并可包括元素周期表的IB族金屬。層材料還至少部 分填充由核芯板內(nèi)至少某些孔洞或開(kāi)口包圍的空間。任意合適的IB族金屬可以用于該層。合適的IB族金屬包括但不 限于銅、銅合金、銀、或銀合金。該層還包括高導(dǎo)熱材料。這種材料通常具有至少200W/M°K的熱導(dǎo) 率。合適的高導(dǎo)熱材料包括但不限于金剛石、合金、復(fù)合材料、以及 納米管。本文使用的作為高導(dǎo)熱材料的術(shù)語(yǔ)"合金"指包含熱導(dǎo)率至少為 200W/M°K的一種或多種金屬的復(fù)合物。本文使用的術(shù)語(yǔ)"復(fù)合材料"指包含IB族金屬和至少一種其他材 料的復(fù)合物。本文使用的術(shù)語(yǔ)"納米管"指的是包含無(wú)縫纏繞到柱體的石墨層的 系統(tǒng)。該柱體通常直徑僅為幾個(gè)納米，長(zhǎng)度可以多達(dá)一亳米以上。長(zhǎng) 度與寬度的縱橫比非常高。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，該層可包括至少0. 001%重量的Ni，在 某些情況下至少0. 01%，在其他情況下至少0. 1%，且Ni占該層重量 的百分比可多達(dá)1%，在某些情況下多達(dá)0.75%，在其他情況下多達(dá) 0.5%。在本發(fā)明實(shí)施例中，Ni可以涂敷在板或箔表面上成為薄層。包 含Ni使得IB族金屬層可以更好浸潤(rùn)核芯板的表面并如所期望地填充 孔洞。在本發(fā)明實(shí)施例中，IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料層包含一種或多 種熱導(dǎo)率至少為200W/M。K的材料，在某些情況下至少為350W/M°K，在 其他情況下至少為500W/M°K，且可多達(dá)2200W/M°K，在某些情形下多 達(dá)1500W/M°K，在其他情形下多達(dá)1200W/M°K，在某些情況下多達(dá) 1100W/M。K,在其他情況下多達(dá)1000W/M°K。該層內(nèi)具體材料的熱導(dǎo)率 可以是任意上述值或者介于任意上述值之間的范圍。在本發(fā)明實(shí)施例中，核芯板或箔內(nèi)的至少部分孔洞或開(kāi)口至少部 分填充有一種或多種IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料，且核芯板或箔任意 表面上未置有任何層。在本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例中，核芯板或箔內(nèi)的孔洞或開(kāi)口至少部分 填充有一種或多種IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料，且該核芯板或箔的至 少部分表面上布置有一層。當(dāng)存在一個(gè)層時(shí)(即，可以存在厚度為零 的層)，核芯板各個(gè)表面上的該層可具有至少0. OOlmil的厚度，在某 些情況下至少0. Olmil，在其他情況下至少0. lmil，在某些情形下至 少lmil，在其他情形下至少2mil，在某些示例中至少3mil，且在其 他示例中至少5mil。當(dāng)該層太薄時(shí)，其熱擴(kuò)散能力將減小。此外，該 層可具有多達(dá)50mil的厚度，在某些情況下多達(dá)40mil，在其他情況 下多達(dá)30mil，在某些情形下多達(dá)25mil，在其他情形下多達(dá)20mi 1 ， 在某些示例中多達(dá)15mn，且在其他示例中多達(dá)10mil。該層可具有任 意上述值代表的厚度，或者可具有介于任意上述值之間的厚度。在本發(fā)明實(shí)施例中，IB族金屬層從襯底一側(cè)到另一側(cè)是均勻的， 均勻是指從襯底一側(cè)到另一側(cè)的層厚度變化不超過(guò)士l0% ，在某些情況 下不超過(guò)±5%。在本發(fā)明特定實(shí)施例中，該層并非遍布核芯板表面是均勻的。在 特定實(shí)施例中，該層的厚度在該核芯板第一部分上從0或0. 001變化 到10mil，在該核芯板第二部分上從5變化到50mil。當(dāng)存在層時(shí)，該核芯板厚度與各層厚度之間的任意合適比例可以 用于本發(fā)明襯底。在本發(fā)明實(shí)施例中，核芯板厚度與第一主表面上該 層厚度的比例為1: 0. 1至1: 2，在某些情況下為1: 0. 5至1:1. 5，在其 他情況下為1: 0. 75至1: 1. 25，在特定示例中約為1:1。此外，對(duì)于第 二主表面上的該層，該比例為1:0. 1至1:2，在某些情況下為1:0.5
至1: 1. 5，在其他情況下為1: 0. 75至1:1. 25，在特定示例中約為1: 1。該層的熱導(dǎo)率至少為200W/M°K，在某些情況下至少250W/M°K，在 其他情況下至少300W/M°K。此外，該層的熱導(dǎo)率可多達(dá)500W/M。K，在 某些情況下多達(dá)400W/M。K，在其他情況下多達(dá)350W/M°K。該層可具有由任意上述值代表的熱導(dǎo)率，或者可具有介于任意上 述值之間的熱導(dǎo)率。在本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明襯底并沒(méi)有基于混合規(guī)則所期望或預(yù) 計(jì)那樣呈現(xiàn)熱學(xué)性能。在具體實(shí)施例中，TCE低于期望或預(yù)計(jì)。本發(fā)明 襯底的預(yù)計(jì)TCE比混合規(guī)則預(yù)計(jì)的低至少10% ，在某些情況下至少低 20%，在其他情況下至少低25%。本發(fā)明具體實(shí)施例示于圖3。在本實(shí)施例中，村底20包括核芯板 或箔24，該核芯板或箔具有延伸貫穿的約沙漏形狀的孔洞26。核芯板 24包含一種或多種難熔VIB族金屬。層22置于核芯板24的表面上并 填充孔洞24。層26包含銅、銅合金、銀、或者銀合金。在本發(fā)明實(shí)施例中，襯底可具有至少50W/M°K的熱導(dǎo)率，在某些 情況下至少100W/M。K，在其他情況下至少150W/M°K，在某些情形下至 少200W/M°K，在其他情形下至少250W/M。K，在某些示例中至少 275W/M°K，且在其他示例中至少300W/M。K。該襯底可具有任意上述值 代表的熱導(dǎo)率，或者具有介于任意上述值之間的熱導(dǎo)率。在本發(fā)明實(shí)施例中，該襯底可具有至少lmil的厚度，在某些情況 下至少2.5mil，在其他情況下至少5mil。此外，該襯底可具有多達(dá) 100mil的厚度，在某些情形下多達(dá)50mil，在其他情形下多達(dá)35mi 1 ， 且在某些示例中多達(dá)25mi 1 。該襯底的厚度可以是任意上述值或者介于 任意上述值之間。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，可以使用該核芯板內(nèi)的VIB族金屬和該 層內(nèi)的IB族金屬的特定組合。 一個(gè)具體示例為，VIB族金屬可以是鉬， IB族金屬可以是銅。在另一個(gè)具體示例中，VIB族金屬可以是鎢，IB 族金屬可以是銅。通常，具有至少部分填充有IB族金屬的孔洞且可選地涂敷有IB 族金屬的VIB族金屬箔是密封結(jié)構(gòu)。本文使用的術(shù)語(yǔ)"密封結(jié)構(gòu)"是指 本發(fā)明的填充矩陣是氣密的，意味著空氣不容易穿過(guò)該結(jié)構(gòu)。 一個(gè)非 限制性示例為，本發(fā)明矩陣是氣密的表現(xiàn)在其泄漏率在1個(gè)大氣壓差
時(shí)小于1 x 10—5std cc/sec。另一個(gè)非限制性示例為，本發(fā)明矩陣是氣 密的表現(xiàn)在其滿足衛(wèi)星應(yīng)用所要求的泄漏率規(guī)定。在本發(fā)明實(shí)施例中，兩層或多層襯底可以"堆疊，，以提供夾層類型 的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，包含VIB族金屬和/或各向異性材料的兩個(gè)或 多個(gè)核芯板彼此疊置，其中該核芯板如上所述具有多個(gè)開(kāi)口，開(kāi)口至 少部分從第一主表面延伸到第二主表面，該孔洞被填充且表面涂敷有 IB族金屬層。堆疊襯底的非限制性示例適于圖4。堆疊襯底50包括第一襯底層 51、第二襯底層52、以及第三襯底層53。各個(gè)襯底層51、 52和53包 括置于核芯板56的上、下表面上的IB族金屬層55，該核芯板包含VIB 族金屬和/或各向異性材料，且孔洞54延伸穿過(guò)襯底層51、 52和53 并填充有IB族金屬。盡管孔洞54示為上下彼此對(duì)準(zhǔn)，但這種排列是 可選的，因?yàn)榭锥纯梢云?，在某些情形下為了輔助散熱這一點(diǎn)是需 要的。在本發(fā)明的夾層襯底中，熱量可以通過(guò)IB族金屬填充孔洞54在 各層之間垂直地(沿z軸方向)傳輸。在各層，熱量橫向地或者沿IB 族金屬層55在x-y平面內(nèi)傳輸。因此，這種結(jié)構(gòu)有效地沿所有方向傳 輸熱量。在本發(fā)明的夾層襯底中可以提供較單層襯底更厚的襯底，因?yàn)榭?以提供充分的橫向(x-y平面)熱散逸。因此，本發(fā)明的夾層襯底可以 具有至少2mil的厚度，在某些情況下至少5mil，在其他情況下至少 10mil。此外，該夾層襯底的厚度可多達(dá)1000mil，在某些情況下多達(dá) 500mil，在其他情況下多達(dá)250mil，在某些示例中多達(dá)200mil，以 及在其他示例中多達(dá)100mil。夾層襯底厚度可以是任意上述值，或者 是介于任意上述值之間。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，本發(fā)明的夾層村底可具有約2至約40mil 的厚度。根據(jù)本發(fā)明的夾層結(jié)構(gòu)薄片是尤其有利的，因?yàn)榕c現(xiàn)有技術(shù)方法 或者更厚的片用于形成襯底的情形相比，更多、更均勻、且更小的孔 洞可以提供遍布襯底的頂表面和底表面。由于孔洞直徑與襯底厚度相 關(guān)，如上所述在非常薄襯底內(nèi)形成和填充非常小的孔洞且隨后堆疊該 非常薄的襯底，由此提供了一種具有更多、更均勻、且更小孔洞，并
因此具有改進(jìn)的熱傳輸能力的襯底表面。在本發(fā)明實(shí)施例中，堆疊或夾層結(jié)構(gòu)的襯底具有沿其一個(gè)或兩個(gè) 表面的孔洞，使得孔洞開(kāi)口的直徑與堆疊襯底的厚度的比例小于0. 75。如上所述，Mo-Cu或W-Cu的現(xiàn)有^支術(shù)層疊或矩陣系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)冶 金工序制作成薄襯底，這些冶金工藝在材料內(nèi)引入無(wú)法徹底消除的應(yīng) 力。該應(yīng)力導(dǎo)致薄尺寸的該材料在暴露于升高溫度的焊接工藝時(shí)翹 曲。用于電子封裝元件和集成電路元件的本發(fā)明襯底的具體優(yōu)點(diǎn)為， 在添加IB族金屬之前核芯板可以消除。這防止了現(xiàn)有技術(shù)材料中發(fā)現(xiàn) 的在薄尺寸時(shí)的翹曲。本發(fā)明還提供了一種制作用于半導(dǎo)體和集成電路元件的上述襯底 的方法。該方法包括提供包含元素周期表VIB族金屬和/或各向異性材料的箔或板；形成至少部分從該箔或板第一主表面延伸到第二主表面的多個(gè)開(kāi)口 ；在至少部分該笫一主表面和至少部分該第二主表面上形成包含元素周期表IB族金屬的層；以及使用該IB族金屬至少部分填充有至少部分該開(kāi)口圍繞的空間。 本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于，其容易處理使用標(biāo)準(zhǔn)工藝方法加工或改性的核芯板或箔材料，其中IB族金屬隨后添加到該材料。與需要非常復(fù)雜和昂貴的工藝步驟的現(xiàn)有技術(shù)熱沉材料相比，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，開(kāi)口通過(guò)選自蝕刻、沖壓、鉆孔、激光鉆孔、化學(xué)研磨、及其組合的方法在箔或板內(nèi)形成開(kāi)口。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，該層使用選自熔化、熱噴鍍、粉末熔融、電鍍、熔融和電鍍、濺射、選擇性鍍覆、滲透、鑄造、壓鑄、及其組合的一種或多種方法形成。在本發(fā)明實(shí)施例中，所有應(yīng)力引入工藝步驟(例如鋸切、切割、滾軋、研磨、和/或拋光)都是在將IB族金屬添加到箔或板之前完成的。在本發(fā)明實(shí)施例中，IB族金屬條置于箔或板的表面上，條被加熱 到該條熔化并填充孔洞或開(kāi)口且可選地形成層的溫度。在具體實(shí)施例 中，兩層或多層的條置于該箔或板的表面上并被熔化。在后一種情形
中，得到熔化期間改進(jìn)的熱量分布和改進(jìn)的孔洞填充。不希望受任何 具體理論限制，認(rèn)為未熔化的上條和熔化的下條之間的毛細(xì)作用導(dǎo)致了改善的IB族金屬的流動(dòng)、分布和填充。由于IB族金屬的改善的擴(kuò) 散特性，該方法可以制備板或箔的更大的涂敷截面。在本發(fā)明實(shí)施例中，在制作用于半導(dǎo)體和集成電路元件的上述襯 底的方法中可以使用最后減少(reduction)步驟。該減少步驟可以實(shí) 施以使表面更均勻，村底致密，減小襯底的厚度和/或回火該襯底?？?以采用任何合適的減少步驟，合適的減少步驟包括但不限于滾軋和熱 等靜壓成型。本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述方法制作的襯底。本發(fā)明還提供包括上述襯底以及一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件的電子封 裝元件。任何合適的電子封裝元件可以包括在本發(fā)明內(nèi)，特別是包括熱發(fā) 生元件的電子封裝元件。合適的電子封裝元件包括但不限于無(wú)線通信 裝置、光纖激光器、功率發(fā)生半導(dǎo)體、電阻器、以及光電裝置。在本發(fā)明實(shí)施例中，上述村底或堆疊襯底可以附著到熱膨脹性能 更大或更低的第二襯底以形成組合襯底。這種第二襯底的非限制性示 例包括但不限于鋼、鋁、銅、或陶瓷襯底。組合襯底是優(yōu)選的，因?yàn)?其具有改善的熱分布性能且內(nèi)應(yīng)力降低。一個(gè)非限制性示例為，上述組合襯底可以用做濺射靶的墊板 (backing plate)?，F(xiàn)在將參考下述示例進(jìn)一步描述本發(fā)明。下述示例僅僅是說(shuō)明本 發(fā)明，而非限制本發(fā)明。除非另外指出，所有百分比都是基于重量。示例所使用的鉬通常具有140W/m°K的熱導(dǎo)率(TC)，在從261C到400 匸和氮?dú)鈿夥罩芯哂屑s5. 1PPM/TC的熱膨脹系數(shù)(CTE)。冷加工純鉬箔滾軋到0. 005" ( 0. 0127cm， 5mil箔)至0.010" (0. 0254cm， 10mil箔)的厚度。光化學(xué)掩模應(yīng)用到各個(gè)箔的兩側(cè)， 且從兩側(cè)使用光化學(xué)研磨技術(shù)產(chǎn)生具有28 %孔洞體積的交錯(cuò)孔洞圖案 以得到更好的孔洞容差控制。對(duì)于5和10mil兩種材料，典型的直徑 尺寸約為箔厚度的1. 2倍。由于10mil條上的孔洞更大，單位面積上 的孔洞少于5mil條。
研磨的鉬從27t:到4001C具有5. 65ppm的CTE。樣品置于具有0. 028，，無(wú)氧高傳導(dǎo)率(OFHC)銅箔的條的石墨舟 上，并在氫氣氣氛-80"C露點(diǎn)下在2000°F ( 1093TC )以3英寸/分鐘速 度穿過(guò)傳送爐。5mil箔容易浸潤(rùn)，但是0. OlO"Mo箔浸潤(rùn)不均勻。這是由于蝕刻 穿過(guò)10mil的Mo以及隨后更粗糙的表面需要更長(zhǎng)的時(shí)間。10mil箔置于沒(méi)有Cu箔的相同石墨舟上，并以3"/分鐘速度穿過(guò) 相同的爐以還原和清潔該條表面。同一條再次置于石墨舟上，條件與 上述有Cu箔的情形相同。浸潤(rùn)的均勻性現(xiàn)在等效于5mil條。單層箔 5mil箔5mil Mo箔穿過(guò)爐，該Mo箔整個(gè)表面上覆蓋有1片2.8mil Cu 箔。該箔厚度近似等效于40%孔洞體積，額外材料覆蓋Mo表面。部分 表面區(qū)域具有Cu不均勻浸潤(rùn)的區(qū)域和Cu在頂面上積累約lmil的區(qū) 域。某些樣品呈現(xiàn)這種狀況，而其他樣品均勻地浸潤(rùn)。在所有情況下， 熔融Cu未完全填充孔洞，需要電鍍以完全填充任何凹陷并形成平滑的 Cu覆層。這種變化歸因于固定和毛細(xì)作用。樣品切割成約5/8"平方并鍍覆有電解銅，直到樣品徹底平滑。 5mil箔在各側(cè)上具有4.5mil的銅外涂層，總厚度為14mil且TC為 232-236W/m。K。10mil蕩10mil Mo箔穿過(guò)爐，該Mo箔整個(gè)表面上覆蓋有2片2.8mil Cu 箔。該箔厚度近似等效于40%孔洞體積，額外材料覆蓋Mo表面。部分 表面區(qū)域具有Cu不均勻浸潤(rùn)的區(qū)域和Cu在頂面上積累約lmil的區(qū) 域。某些樣品呈現(xiàn)這種狀況，而其他樣品均勻地浸潤(rùn)。在所有情況下， 熔融Cu未完全填充孔洞，需要電鍍以完全填充任何凹陷并形成平滑的 Cu外涂層。這種變化歸因于固定和毛細(xì)作用。樣品切割成約5/8"平方，并具有12mil的總厚度以及26TC至400 "C氮?dú)鈿夥罩屑s6. 36ppm的CTE。這個(gè)結(jié)果證明了本發(fā)明的襯底并不遵從混合規(guī)則。該樣品的預(yù)計(jì) CTE為10. 9ppm[5. 1 (Mo的CTE) x 0. 51 ( Mo的體積分?jǐn)?shù))+17 ( Cu 的CTE) x0.49 (Cu的體積分?jǐn)?shù))=10. 9ppm]，但是測(cè)量的CTE為6. 3ppm。鍍Ni的5mil箔5mil箔鍍覆有2mil的Ni，在1800。F ( 982TC )下擴(kuò)散烘焙以促 進(jìn)附著，并使用熔融Cu處理以改善Cu浸潤(rùn)性。5mil Mo箔穿過(guò)爐，該Mo箔整個(gè)表面上覆蓋有1片2.8mil Cu 箔。該箔厚度近似等效于40%孔洞體積，可獲得的額外材料覆蓋Mo 表面。熔融Cu完全填充孔洞，需要電鍍以完全填充任何凹陷并形成平 滑的Cu外涂層。Ni改善了鉬表面的浸潤(rùn)。鍍Ni的10mil箔10mil箔鍍覆有2微英寸的Ni，在1800°F ( 9821C )下擴(kuò)散烘焙 以確定Ni涂層是否改善Cu浸潤(rùn)性。10mil Mo箔穿過(guò)爐，該Mo箔整個(gè)表面上覆蓋有2片2.8mil箔。 該箔厚度近似等效于40%孔洞體積，可獲得的額外材料覆蓋Mo表面。 熔融Cu完全填充孔洞，需要電鍍以完全填充任何凹陷并形成平滑的Cu 外涂層。Ni改善了鉬表面的浸潤(rùn)，但是浸潤(rùn)不如5mil箔實(shí)驗(yàn)?zāi)菢雍?。樣品切割成約5/8"平方，并具有10mil的總厚度以及190W/m°K 的TC。樣品接著鍍覆有電解銅，直到樣品徹底平滑。銅外涂層厚5mil， 總厚度為20mil。樣品的熱導(dǎo)率為185至219W/m°K,依賴于測(cè)量時(shí)間 (1. 3至28. 8msec )。 兩個(gè)或多個(gè)箔層 5mil箔5mil厚的兩片鉬多孔箔置于石墨舟上，2. 8mil Cu箔介于其間且 相互位于頂部上。樣品按照相同方式處理。Mo表面的可浸潤(rùn)性出色， 且熔融Cu非常均勻地向外移動(dòng)到條的邊緣。沒(méi)有經(jīng)歷Cu在表面上的 不均勻積累。似乎條表面之間的間隙提供了毛細(xì)作用路徑，這與單一 條實(shí)驗(yàn)的情形相比更均勻地移動(dòng)Cu。不需要使用薄Ni表面層以獲得良 好的可浸潤(rùn)性。這一點(diǎn)是有利的，這是因?yàn)镹i會(huì)影響Mo-Cu矩陣的TC。樣品切割成約5/8，，平方，并具有12mil的厚度以及219W/m°K的TC。5mil箔5mil厚的兩片鉬多孔箔置于石墨舟上，lmil Cu箔置于其間且 5mil Cu箔置成沿頂面和底面。樣品按照相同方式處理。得到的襯底 沿截面剖開(kāi)，并拍攝30X的照片，如圖5所示。襯底30的照片示出了 頂部鉬片34和底部鉬片35，薄的銅層36介于頂片34和底片35之間。 頂部銅層32和底部銅層33通過(guò)底部銅填充的孔洞38和頂部銅填充的 孔洞39連接。 10mil箔10mil厚的兩片鉬多孔箔置于石墨舟上，2.8mil Cu箔介于其間 且相互位于頂部上。這種情況下，Mo條沒(méi)有穿過(guò)氫氣氣氛的爐以清洗 表面。樣品按照相同方式處理。Mo表面的可浸潤(rùn)性出色，且熔融Cu 非常均勻地向外移動(dòng)到條的邊緣。沒(méi)有經(jīng)歷Cu在表面上的不均勻積 累，但是剩余的凹陷深于兩個(gè)5mil箔的情形，這是因?yàn)榭捎肅u的數(shù) 量減少。似乎條表面之間的間隙再次提供了毛細(xì)作用路徑，這與單一 條實(shí)驗(yàn)的情形相比更均勻地移動(dòng)Cu。因此不需要使用薄Ni表面層。這 一點(diǎn)是有利的，因?yàn)镹i會(huì)影響Mo-Cu矩陣的TC。單一 10mil箔上使 用10mil箔的所經(jīng)歷的改進(jìn)程度優(yōu)于使用5mil單一和多個(gè)箔等效物所 經(jīng)歷的改進(jìn)程度。樣品切割成約5/8"平方，并具有22mil的厚度以及"3W/m。K的TC。樣品接著鍍覆有電解銅，直到樣品徹底平滑。樣品具有21mil的 厚度以及26TC至400TC氮?dú)鈿夥罩?. l"pm的CTE。該數(shù)據(jù)證明，與僅使用鉬襯底相比，根據(jù)本發(fā)明的襯底提供了顯 著增強(qiáng)的熱導(dǎo)率且熱膨脹系數(shù)僅最小限度地增加。盡管出于說(shuō)明的目的已經(jīng)在前述說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)地描述了本發(fā)明， 但是應(yīng)該理解，這些細(xì)節(jié)僅僅是出于說(shuō)明的目的，且本領(lǐng)域技術(shù)人員 在不背離由權(quán)利要求書(shū)界定的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于電子封裝元件和集成電路元件的襯底，包括包含選自元素周期表VIB族金屬和/或各向異性材料的核芯板，具有第一主表面和第二主表面以及多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口至少部分地從所述第一主表面延伸到所述第二主表面；選自元素周期表IB族的金屬或其他高導(dǎo)熱材料，填充由至少部分所述開(kāi)口包圍的空間的至少一部分；以及可選地，包含元素周期表IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料的層，置于至少部分所述第一主表面和至少部分所述第二主表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述VIB族金屬選自由鉬、鎢、含 鉬和鴒的合金、鉬合金、鴒合金、及其組合組成的組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述IB族金屬為銅、銅合金、銀、 或銀合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述其他高導(dǎo)熱材料選自由金剛石、 合金、復(fù)合材料、以及納米管組成的組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述層包括具有從200至2200W/M°K的熱導(dǎo)率的一種或多種材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，具有從1至100mil的厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述開(kāi)口的最大尺寸為從1至 25mil。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述開(kāi)口的直徑與所述板的厚度的 比例為從O. 75至1.5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述層的厚度從所述核芯板第一部 分上的0至10mil變化到所述核芯板第二部分上的5至50mil。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述核芯板的厚度與所述第一主 表面上所述層的厚度的比例為1:0.1至1:2，與所述第二主表面上所述 層的厚度的比例為1: 0.1至1: 2。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，具有至少50W/M°K的熱導(dǎo)率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述VIB族金屬為鉬，所述IB族 金屬為銅。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述VIB族金屬為鎢，所述IB族 金屬為銅。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l的襯底，其中所述核芯板為金屬，且具有從50 至200W/M°K的熱導(dǎo)率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述核芯板包括各向異性材料， 且具有從50至2200W/M°K的熱導(dǎo)率。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述層具有從200至500W/M°K的 熱導(dǎo)率。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述核芯板內(nèi)的開(kāi)口具有選自圓 形、方形、矩形、六邊形、八邊形、及其組合的形狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述核芯板內(nèi)的開(kāi)口具有選自沙 漏型形狀、錐形形狀、直邊形狀、及其組合的組的截面形狀。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述核芯板內(nèi)的開(kāi)口包括所述核 芯板體積的5至90%。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1的襯底，其中所述襯底的熱膨脹系數(shù)(TCE)低 于混合規(guī)則預(yù)計(jì)的TCE。
21. —種電子封裝元件，包括根據(jù)權(quán)利要求1的襯底和一個(gè)或多個(gè) 半導(dǎo)體元件。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的電子封裝元件，其中所述電子封裝元件選自 由無(wú)線通信裝置、光纖激光器、功率發(fā)生半導(dǎo)體、電阻器、以及光電裝 置組成的組。
23. —種制作用于半導(dǎo)體和集成電路元件的襯底的方法，包括 提供包含選自元素周期表VIB族金屬和/或各向異性材料的箔或板； 形成多個(gè)開(kāi)口 ，所述開(kāi)口至少部分地從所述箔或板的第一主表面延伸到第二主表面；使用選自元素周期表IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料，填充由至少部分 所述開(kāi)口包圍的空間；以及可選地，在至少部分所述第一主表面和至少部分所述第二主表面 上，形成包含元素周期表IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料的層。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述VIB族金屬選自由鉬、鎢、 含鉬和鎢的合金、鉬合金、鎢合金、及其組合組成的組。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述IB族金屬為銅或銀。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述其他高導(dǎo)熱材料選自包含金 剛石、合金、復(fù)合材料、以及納米管的組。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述層包括具有從200至 2200W/M°K的熱導(dǎo)率的一種或多種材料。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述襯底具有從l至50mil的厚度。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板的厚度從所述箔或板 第一部分上的1至10mil變化到所述箔或板第二部分上的10至50mil。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述開(kāi)口的最大尺寸為從1至 40mil。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述開(kāi)口的直徑與所述板的厚度 的比例為從O. 75至1.5。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述層的厚度從所述箔或板第一 部分上的0至10mil變化到所述箔或板第二部分上的5至50mil。
33. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板的厚度與所述第一主 表面上所述層的厚度的比例為1:0.1至1:2，與所述第二主表面上所述 層的厚度的比例為1: 0.1至1: 2。
34. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述襯底具有至少50W/M°K的熱導(dǎo)率。
35. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述VIB族金屬為鉬，所述IB 族金屬為銅。
36. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述VIB族金屬為鎢，所述IB 族金屬為銅。
37. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板為金屬，且具有從50 至200W/M°K的熱導(dǎo)率。
38. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述核芯板包括各向異性材料， 且具有從50至2200W/M°K的熱導(dǎo)率。
39. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述層具有從200至500W/M°K的熱導(dǎo)率。
40. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板內(nèi)的開(kāi)口具有選自圓 形、方形、矩形、六邊形和八邊形的形狀。
41. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板內(nèi)的開(kāi)口具有選自沙 漏型形狀、錐形形狀、直邊形狀、及其組合的組的截面形狀。
42. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述箔或板內(nèi)的開(kāi)口包括所述箔 或板體積的5至90%。
43. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述開(kāi)口通過(guò)選自蝕刻、沖壓、 鉆孔、激光鉆孔、化學(xué)研磨、及其組合的組的方法而形成于所述箔或板 內(nèi)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述層通過(guò)選自熔化、熱噴鍍、 粉末熔融、電鍍、熔融和電鍍、濺射、選擇性鍍覆、滲透、鑄造、壓 鑄、及其組合的組的一種或多種方法而形成。
45. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述層包括占所述層重量0. 001 至1%的Ni。
46. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中IB族金屬的兩個(gè)或多個(gè)條置于 所述箔或板的表面上并加熱到所述IB族金屬的熔化溫度，從而填充由至 少部分所述開(kāi)口圍繞的空間并形成所述層。
47. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所有應(yīng)力引入工藝步驟和應(yīng)力消 除步驟都是在將所述IB族金屬添加到所述箔或板之前完成的。
48. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括最終減少步驟。
49. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法制作的襯底。
50. —種電子封裝元件，包括根據(jù)權(quán)利要求49的襯底和一個(gè)或多個(gè) 半導(dǎo)體元件。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50的電子封裝元件，其中所述電子封裝元件選自 由無(wú)線通信裝置、光纖激光器、功率發(fā)生半導(dǎo)體、電阻器、以及光電裝 置組成的組。
52. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于電子封裝元件和集成電路元件的襯底， 其中所述襯底是氣密結(jié)構(gòu)。
53. —種堆疊襯底，包括彼此堆疊的根據(jù)權(quán)利要求1的兩個(gè)或多個(gè) 襯底。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53的堆疊襯底，具有從2mil至1000mil的厚度。
55. 根據(jù)權(quán)利要求53的堆疊襯底，其中所述VIB族金屬選自由鉬、 鵠、含鉬和鴒的合金、鉬合金、鎢合金、及其組合組成的組。
56. 根據(jù)權(quán)利要求53的堆疊襯底，其中所述IB族金屬為銅、銅合 金、銀、或銀合金。
57. 根據(jù)權(quán)利要求53的堆疊襯底，在第一襯底層和第二襯底層之間 具有毛細(xì)作用路徑。
58. 根據(jù)權(quán)利要求53的堆疊襯底，其中所述開(kāi)口的直徑與所述堆疊 襯底的厚度的比例小于0. 75。
59. —種組合襯底，包括附著到第二襯底的根據(jù)權(quán)利要求1的所述 襯底。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59的組合襯底，其中所述第二襯底選自鋼、鋁、 銅、陶瓷襯底、及其組合的組。
61. —種用于濺射耙的墊板，包括根據(jù)權(quán)利要求59的組合村底。
62. —種組合襯底，包括附著到第二襯底的根據(jù)權(quán)利要求53的所述 堆疊襯底。
63. 根據(jù)權(quán)利要求62的組合襯底，其中所述第二襯底選自鋼、鋁、 銅、陶乾襯底、及其組合的組。
64. —種用于濺射靶的墊板，包括根據(jù)權(quán)利要求62的組合襯底。
全文摘要
一種用于半導(dǎo)體和集成電路元件的襯底，包括包含選自元素周期表VIB族金屬和/或各向異性材料的核芯板，具有第一主表面和第二主表面以及多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口至少部分地從該第一主表面延伸到該第二主表面；選自元素周期表IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料，填充由至少部分該開(kāi)口包圍的空間的至少一部分；以及可選地，包含元素周期表IB族金屬或其他高導(dǎo)熱材料的層，置于至少部分該第一主表面和至少部分該第二主表面上。
文檔編號(hào)H01L23/34GK101160658SQ200580045722
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者H·F·布雷特, P·庫(kù)馬, 吳榮禎 申請(qǐng)人:H.C.施塔克公司