热传递结构的制作方法_2

文档序号:9922865阅读:来源:国知局
110进行了压缩之后,图1A所示的示例装置100的截面视图。例如,通过以下方式可以将变形前压力305施加到凸起特征110上:使第二组件132的表面与凸起特征110的顶部156(图1A)相接触,并将装置100的第二组件132压向凸起特征110所处的第一组件130。
[0028]通过弯曲(bending)和纵弯曲(buckling)凸起特征110的形状,或者通过其它改变凸起特征110的形状的模式,在至少一个维度115上的压缩可以发生。如下进一步讨论的,凸起特征110可以被特别设计为具有以施加的最小变形压力305来协助有效压缩凸起特征110的形状和维度。具体地,对凸起特征110的形状和维度、凸起特征110之间的间隔以及用于形成凸起特征110的材料类型的选择都是最新发现的结果有效的变量,他们用于控制以给定的所施加的压力305压缩凸起特征110的方式和程度,以利于热传递。
[0029]在一些优选实施例中,被压缩的维度平行于热流的方向140。这可以利于对凸起特征110中的一些进行压缩,以形成以热或物理的方式将组件130的一个表面125直接与第二组件132的第二表面127沿着热传递方向140相连的连续相的金属。将压缩的凸起特征110的金属作为热流140的方向上支配性的连续相有利于组件130、132之间的热传递。这与传统的??Μ是不同,在传统的??Μ中,具有相对差的导热性的有机基体是热流方向上支配性的连续相。
[0030]如图1A中所示,在压缩之前,凸起特征110可以是彼此间不直接接触的离散结构。如图3中所示,在一个维度115上的压缩可以导致同时在凸起特征110的另一个维度310上的增加,该同时增加实质垂直于压缩维度115和所施加的变形压力305。对于例如图3所示的一些实施例,在压缩后,可以将凸起特征110在其它维度310上充分放大或增加,以与侧面相邻的凸起特征110以物理的方式相接触。相邻凸起特征110之间的侧面接触还可以有利地促进热传递。例如,凸起特征110中相邻的一个之间的侧面接触可以有助于将热量从组件130、13 2内高热量生成的局部区域(例如,热点)消散掉。
[0031]如图1和3所示,组件130、132的表面125、127可具有非均匀性。组件表面125、127上的非均匀性可以包括局部的不规则性,例如空隙、凹陷、加工标记,或者包括非局部的不规贝1J,例如,凹面或凸面的区域或表面或者其它非平坦的区域或表面。在一些优选的实施例中,使得凸起特征110中被压缩的凸起特征保形地沿着装置100的组件132的非平坦表面127贴合。例如,可以将凸起特征110设计得足够高,以使得在被压缩后,他们提供以物理和热的方式连接组件130、132的表面125、127的连续相的金属。由于可被压缩到不同的程度,凸起特征110的阵列170有利于在不规则表面125、127上的贴合连结。这与传统的软金属或其它软材料(如,铟或石墨)相反,传统的软金属或其它软材料贴合一些组件的不规则非平坦表面的能力很差。
[0032]在一些情况下,例如当组件130、132的界面表面125、127都不规则时,或者至少一个表面132是高度不规则时,使用例如图2所示的热传递结构105可以是特别有利的。与单侧凸起特征110(例如,在基底220的侧面225、230中的一个上或者在一个组件130上的凸起特征110)相比,具有双侧凸起特征110 (例如,在基底220的两侧225、230上的凸起特征110)的热传递结构105可具有更精确地与不规则表面125、127两者都贴合的能力。然而,在其它情况下,在例如图1A所示的不规则表面130上直接形成的凸起特征110可以向表面130提供所需的贴合。
[0033]在其它情况下,可以在组件130、132的界面表面125、127两者上形成凸起特征110。例如,一个表面127可以是散热器132的表面,并且另一表面125可以是所封装的集成电路的盖子。在这样一些实施例中,例如图1B所示的实施例,可以对对应的界面表面125、127上的凸起特征进行交错,以使得当施加变形压力时,一个表面125上的凸起特征110 (例如,凸起特征110的阵列170)与另一个表面127上的凸起特征110(例如,凸起特征110的阵列170、171)互相交叉。在两个表面125、127的任意一个或两个上,凸起特征110可具有相同或不同的结构(例如,相同或不同的高度、形状等等)。
[0034]如图1A和3所进一步示出的,在一些实施例中,粘合剂或热脂160可以位于金属的可变形凸起特征110中相邻的凸起特征110之间。在一些情况下,粘合剂160可以有助于将组件130、132(例如,热耦合组件130、132)结合在一起。在一些情况下,诸如触变型油脂的热脂160可以通过减少或消除界面表面125、127(例如,彼此面对的表面125、127)之间的气穴来增强热传递性能。在一些优选实施例中,凸起特征110被设计或分隔,使得当压缩凸起特征110时,粘合剂或热脂160可以在凸起特征之间自由移动。例如,在垂直于压缩维度115的方向315上,可以存在连续相的粘合剂或热脂160。在其它情况下,在凸起特征110之间可以存在粘合剂或热脂160的离散区域。
[0035]可以谨慎地选择制造凸起特征110和可选基底220的金属,以满足可应用于热传递结构105的应用的准则。有时,为了最小化组件130、132的界面表面125、127上的热阻,需要最大化金属的导热性并最小化该金属的模量。其它相关的考虑因素包括金属对腐蚀、氧化和蠕变的抗性或金属的成本。此外,金属的熔点应该远远超过装置100的工作温度,以确保热传递结构105不熔化或蠕变。低模量(例如,体积模量)、对抗氧化和抗腐蚀的高导热性金属的示例包括银、铜、招、锡、铅、镍、铟或它们的合金。
[0036]在一些优选实施例中,凸起特征110可具有逐渐变细的形状。例如,如图1A中所示,在一些实施例中,凸起特征可以是锥形的。与具有类似大小的非逐渐变细的凸起特征110相比,具有逐渐变细的形状的凸起特征可以有利地要求施加更低量的变形压力来进行压缩。压缩具有逐渐变细的形状的凸起特征所需的减少的压力是由于与非逐渐变细的形状相比,需要压缩更小量的材料(例如,与最大宽度相同的非逐渐变细的凸起特征相比,在塑性变形期间,更少量的材料发生移动)。考虑具有Imm的底部直径152和2mm的高度150的锥形凸起特征110作为示例。锥形凸起特征110的一些实施例可以要求大约0.7MPa的变形压力以达成高度150上百分之五十的减少。相比之下,高度相同、直径等于底部直径152的非逐渐变细的凸起特征110(例如,圆柱形的柱体)可以要求大约6倍或更大的变形压力(例如,为了在高度150上获得大约百分之五十的减少)。然而,仍然可以存在这种情况:具有非逐渐变细的形状的凸起特征110(例如,柱体)是优选的,因为相比于圆柱,通过锥形的热阻可能更高。
[0037]为了示出附加设计方面,图4-11示出了金属可变形凸起特征110的一些示例实施例的透视或截面视图。为了清楚,使用在图1-3中所使用的相同引用标号来描述图4-11中示出的结构的类似方面。
[0038]图4示出了装置100的示例实施例的透视视图,其中,热传递结构包括凸起特征110的二维阵列170。与图2所示的实施例类似,金属可变形凸起特征110可以位于平坦可变形金属基底220的一个侧面225(例如,第一侧面)和相反的侧面230(例如,第二侧面)上。为了有利于沿着一个组件的不规则表面的保形贴合,将相反侧面230上的凸起特征110的位置相对于在一个侧面225上的凸起特征110的位置相互交叉。通过将在两个侧面225、230上的凸起特征110的位置相互交叉,在两个侧面225、230上形成了凸起特征110的二维阵列170。这种相互交叉的凸起特征110位置经由具有最小的施加压力305(图3)弯曲模式可以促进压缩,从而达成所需的压缩。
[0039]如图4中进一步示出的,热传递结构105的一些实施例可以包括基底220上的开口410,开口 410可以位于基底220上的凸起特征110的位置之间。开口 410可以从基底220—个侧面225延展到另一个侧面230。开口 410可以有利地允许粘合剂或油脂160(图1A或3)在组件130、132的上表面和下表面125、127之间流动,从而增强粘合剂或油脂在侧向315以及沿着热流140的方向上的流动。
[0040]图5示出了具有热传递结构105的装置100的另一个示例实施例的透视视图,热传递结构105具有凸起特征110的二维阵列170。基底220还具有开口 510的阵列505,开口 510的阵列505散布在位于基底220的一个侧面225上的凸起特征110之间。基底220中的开口 510的阵列505可以有利于当压缩凸起特征110时,粘合剂或热脂160(图1A和3)的散布。例如,开口510的阵列505可以允许粘合剂160在组件130、132的界面表面125、127上容易地流动,并有效地填充空隙(图3)
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