热传递结构的制作方法
【专利说明】热传递结构
[0001 ] 本申请是申请日为2009年6月18日，申请号为“200980123248.4”，而发明名称为“热传递结构”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本公开内容总体上涉及包括热界面材料在内的装置和制造该装置的方法。
【背景技术】
[0003]常规的热界面材料(TIM)通常由散布在热绝缘有机基体(organicmatrix)中的热传导微粒(例如，粘合剂或油脂)合成。由于经常需要确保正确的粘性，这种复合物的导热性受限于微粒相对低的浓度，以及受限于微粒与微粒接触的热阻，微粒相对低的浓度。此外，可以将导热性很差的充气空间聚集在有机基体中，从而减少TIM的整体导热性。软金属(例如，铟)或者其它软材料(例如，石墨)有时也被用作热界面材料。虽然这些材料的导热性高于复合材料，然而其贴合非平坦或不规则表面的能力有限。这些软的材料中的一些容易受到腐蚀并可具有低的熔点。所有这些限制可对可靠性、适用性和装配选项造成限制。
【发明内容】
[0004]—个实施例是装置，其包括具有第一表面的第一基底、具有面向所述第一表面的第二表面的第二基底以及位于所述第一表面上的金属凸起特征的阵列，每一个凸起特征将所述第一表面与所述第二表面相接触，所述凸起特征的一部分经由压缩力而变形。
[0005]另一实施例是装置，其包括具有前表面和后表面的金属平坦基底，所述后表面与所述前表面相对。所述装置还包括金属凸起特征的阵列，直接位于每一个所述表面上。
[0006]另一个实施例是方法。所述方法包括:在电子器件的第一组件的表面上提供热传递结构，其中，所述热传递结构包括金属可变形凸起特征。所述方法还包括:将所述电子器件的第二组件压向所述表面，使得所述热传递结构位于所述第一组件和所述第二组件之间，使得至少一部分所述金属可变形凸起特征变形，以与按压之前的所述凸起特征的高度相比，减少其高度至少约百分之一。
[0007]另一个实施例是方法。所述方法包括:形成热传递结构，包括在充分平坦的基底表面上形成压力可变形金属凸起特征的二维阵列。所述阵列具有针对由以下特征构成的组所选择的属性:A)所述凸起特征是中空的;B)所述凸起特征是电镀结构；以及C)所述凸起特征的第一组具有第一高度，所述凸起特征的第二组具有不同的第二高度。
【附图说明】
[0008]当与附图一起阅读时，通过以下详细描述对本公开内容的实施例进行最好的理解。对应的或相似的数字或符号指示了对应或相似的结构。为了讨论的清楚，未按照比例画出各种特征，并且可在大小上任意增加或减少各种特征。现结合附图对后续描述进行引用，在附图中:
[0009]图1A-1B示出了本公开内容的示例装置在压缩前的截面视图；
[0010]图2示出了本公开内容的示例装置在压缩前的截面视图；
[0011]图3示出了图1A中所示的示例装置在压缩后的截面视图；
[0012]图4-11示出了本公开内容的装置的示例凸起特征的透视或截面视图；
[0013]图12示出了在使用诸如图1A-3中的本公开内容的装置的示例方法中所选择的步骤的流程图；
[0014]图13示出了在制造诸如图1A-12中的本公开内容的装置的示例方法中所选择的步骤的流程图；
[0015]图14A-14I示出了在制造诸如图13中的本公开内容的装置的示例实施例中所选择的阶段的平面图；以及
[0016]图15A-15D示出了在制造诸如图13中的本公开内容的装置的示例实施例中所选择的阶段的截面图。
【具体实施方式】
[0017]图1A和IB示出了示例装置100的截面视图。装置100包括具有设计的金属可变形凸起特征110的热传递结构105。与变形前的形状相比(例如图1A所示的凸起特征110的变形前形状)，金属可变形凸起特征110被配置为在至少一个维度115上被压缩。
[0018]总体上，对于更大的压缩量，存在增强的热传递。然而，要求更大量的压缩力来达成更大程度的压缩，这可能无意间损坏装置100的组件。从而，在提高热传递的好处与损坏装置之间，对在至少一个维度115上的压缩量进行谨慎地平衡。在一些优选的实施例中，与变形前的形状相比，金属可变形凸起特征110被配置为在至少一个所选维度(例如，高度)上被压缩至少约百分之一。在其它优选实施例中，金属可变形凸起特征110被配置为在至少一个所选维度上被压缩至少约百分之五，在一些情况下，至少约百分之二十五。
[0019]在一些优选实施例中，单个的凸起特征110是毫米级别的或更小的结构。即，每一个金属可变形凸起特征110具有至少一个约I毫米或更小的第二维度120(例如，宽度、高度或厚度)。毫米级别的凸起特征可以有利地贴合(例如，进行很近的接触)于一些组件的不规则表面或粗糙表面，并从而增强组件之间的热传递。与更大级别的凸起特征110相比，毫米级别的凸起特征还有利地要求较低量的压缩力来进行变形，从而在压缩凸起特征110时，减少了损坏装置100的组件的风险。
[0020]如本文所用的术语“设计”指的是具有根据本文描述的原理并通过本文描述的过程而有意创建的一个或更多固体形状的凸起特征110。凸起特征110被设计为以机械的方式进行变形，并从而贴合于装置100的基底或组件130、132的界面表面125、127的非均匀性，同时维持热流方向140上的连续的热路径。例如，凸起特征110被设计为在物理上与表面125、127都接触，而不管表面125、127是否如图1A中所示的共面，或不管表面125、127中的一个或两个是否是弯曲的或非平坦的。所设计的与表面相对的凸起特征完成，其可自然地出现在一些金属结构上，或者可作为通过沉淀、切割、锻造或其它加工过程形成金属结构的结果而无意间出现。
[0021]为了清楚起见，将特定设计方面呈现来作为示例凸起特征中的单一元素。然而，应该理解，凸起特征110的一些优选实施例可以在单一结构中结合多个设计方面。
[0022]在一些实施例中，装置还包括电子器件145。例如，当装置100是远程射频头、基站、计算机或电信系统的其它部分时，电子器件145可以是电路板。该器件可具有至少两个组件130、132，这两个组件130、132在界面表面125、127处彼此接触，并且热传递结构105位于界面表面125、127之间。组件130、132的示例实施例包括散热器或热源(例如，集成电路)。
[0023]本公开内容的凸起特征110被设计为由足以引起凸起特征的压缩(例如，至少约百分之一)的变形压力以机械的方式被进行压缩。然而，一般对变形压力进行谨慎地调节以避免对同样可能经受变形压力的装置100的组件130、132进行压缩或进行变形或损坏。例如，如果变形压力过大，可能损坏位于热传递结构105之下或之上的组件130、132。
[0024 ]如本文使用的术语“凸起”意味着制造凸起特征110的金属材料与凸起特征110所在的表面125是非共面的。例如，在一些实施例中，金属可变形凸起特征110可位于(并且在一些情况下，直接形成在)装置100的组件130的表面125上。
[0025]在例如图2所示的截面视图中所示出的其它实施例中，凸起特征110可位于(并且在一些情况下，直接形成在)基底220的一个或多个表面210、215上，基底220也是热传递结构105的一部分，而不是装置的单独组件。在这种实施例中，装置100可以仅由包括凸起特征110和基底220在内的热传递结构105构成，或者还可以包括与图1A中所示的组件相类似的其它组件(图中未示出)。在一些实施例中，凸起特征110可位于平坦基底220的第一侧225和相反的第二侧230的表面210、215中的一个或两个上。在一些情况下，基底220是由与凸起特征110相同的金属或不同的金属制成的可变形金属基底。例如，示例基底220可以是厚度235在大约10到1000微米的范围内的平坦金属箔。然而，在其它实施例中，为了进一步利于与组件的表面贴合，基底220可以是弯曲的，或者具有其它的非平坦形状。
[0026]在一些情况下，第二维度120可以与第一维度115相同。例如，第一和第二维度115、120可以都对应于凸起特征的高度150，凸起特征的高度150可以是大约I毫米或更少。在例如图1A所示的其它情况下，第二维度120可以对应于凸起特征110的宽度152。在一些情况下，当凸起特征110不具有统一的宽度15 2时(例如，凸起特征的宽度逐渐变细)，宽度的至少一部分(例如，凸起特征110的顶部156处的宽度154)是大约I毫米或更小。在其它情况下，第二维度120可以对应于凸起特征110的厚度。例如，如在下面图9的上下文中所讨论的，当凸起特征是中空的时，第二维度120可以对应于凸起特征110的外壁的厚度。
[0027]3示出了当在至少一个维度115上已对金属可变形凸起特征