热传递结构的制作方法_3

文档序号:9922865阅读:来源:国知局

[0041 ]如图5中进一步示出的,凸起特征110的一些实施例可以被配置为均匀分布的二维阵列170。然而,在其它情况下,可以随机分布凸起特征110的阵列170。图5所示的凸起特征110实质上是金字塔型的。然而,可以类似地布置其它各种形状(例如柱体、锥体或环体)来作为二维阵列170。
[0042]可以基于易于制造和当压缩时提供有效热传递之间的平衡来选择凸起特征110的形状。
[0043]例如,如图6的透视视图所示,凸起特征110可以是柱体的阵列170,例如使用丝焊机形成的柱形凸块。这种凸起特征110具有以下优势:使用现有的制造过程来容易且廉价地形成。尽管可以使用铜和其它金属,然而通常在丝焊设备中使用铝和金(都是高导热性的金属)。此外,依照需求,可以在各种不同的表面上形成这种凸起特征110,包括在组件130的表面125上直接形成。
[0044]如图7的截面视图所示,作为另一个示例,凸起特征110可以是电镀柱体的阵列170。形成这种凸起特征110是廉价的,并且可以进行大规模制造以生产大量的热传递结构105。此外,按照需求,还可以在各种表面上形成这种凸起特征110,包括在组件130的表面125上直接形成。此外,可以将被配置为电镀柱体的凸起特征110加工为具有高的纵横比(例如,高度150与直径152之比为大约5:1或更大,或者在大约5:1到10:1的范围内)。可以使用现有制造过程对例如银和铜的金属进行电镀。此外,可以形成包括多个不同金属的层在内的电镀柱体。例如,图7所示的凸起特征110可被配置为包括铜层710和更薄的锡层720在内的柱体。被配置为多层柱体(例如,具有多个电镀金属层的柱体)的凸起特征可利用不同金属的材料属性,例如铜的高导热性和锡的延展性。
[0045]在例如图7所示的一些实施例中,每一个凸起特征110可具有实质上相同的高度150(例如,百分之十以内的相同高度)。然而,在其它实施例中,可以存在具有不同高度的至少两组凸起特征。。在图8的透视视图中示出了这种实施例,其中,组810内的凸起特征110具有相同的高度815,同时第二组820内的凸起特征110具有第二高度825,第二高度825比第一高度815至少高大约百分之十。
[0046]具有不同高度815、825的组810、820的凸起特征110的阵列170可以有助于最小化总的施加压力,该总的施加压力是达成对不规则组件表面所需贴合度所要求的总的施加压力。在压缩期间,将首先压缩凸起特征110的最高的组830。当在这种组830中存在数目相对少的凸起特征110的情况下,压缩所需的施加的变形压力可以非常低。从而,针对给定量的所施加的压力,与统一高度的凸起特征110的阵列170相比,可达成的压缩可以更大。一旦获得特定级别的压缩,凸起特征110的次高组820将开始压缩。这可能增加对组件的不规则表面的贴合的增强所需的压力,但是可以有利地增加与表面的热接触点的总数。当需要消散来自于组件中热点的热量时,或者当组件表面展现出高度不规则时,这种途径可以特别起作用。
[0047]在例如图9A-9C的透视视图所示的一些实施例中,一个或更多凸起特征110可以是中空的。尽管在图9A-9C中示出了中空的椎体,本文讨论的凸起特征110的其它任何形状也可被配置为中空的结构。在一些情况下,当凸起特征110是中空的时,第二维度(图1A)可以与凸起特征110的外壁915的厚度910相对应(图9Α)。
[0048]使用中空凸起特征110的一个优势是:与相同大小的等价实心凸起特征相比,其可以要求显著更小的压力305来进行压缩。由于可以让中空凸起特征110的壁915的厚度910比凸起特征整体厚度152薄,因此需要更小的用于压缩的压力。另外,可以将中空凸起特征110压紧到更小的侧面积中,因为当施加变形压力305时,壁915可以向中空凸起特征110的外部移动,或者向中空凸起特征110的内部移动。然而,在某个情况下,实心凸起特征110可以是优选的,因为与中空凸起特征110相比,其包含更多金属,并从而可以提供更有效的热传递路径。
[0049]在一些实施例中,一个或更多凸起特征110具有在至少一个维度115上的曲面925(图9B、9C、9E),凸起特征110被配置为在该至少一个维度115上被进行压缩。这种弯曲凸起特征110的一个优势是:与实质上等价的非弯曲凸起特征110相比,这种结构可需要显著小的压力来进行压缩。例如,当向弯曲凸起特征110施加变形压力时,其将比等价的非弯曲凸起特征更容易被压弯。
[0050]为了进一步示出上述实施例中的一些,考虑如图9A所示的被配置为中空铜锥体的凸起特征110的示例阵列170。每个锥体具有大约Imm的底部直径152和大约2mm的高度150,以及大约50微米的壁915厚度910。与压缩相同大小但是实心的铜锥体的类似阵列所需的压力相比,将高度150压缩百分之七十五所需的变形压力仅是前者的约百分之十七。对被配置为中空凸面铜锥体(例如,如图9B所示)的凸起特征110的类似阵列170进行类似压缩所需的压力305大约是压缩实心锥体所需压力的百分之十五。对被配置为中空凹面铜锥体(例如,如图9C所示)的凸起特征110的类似阵列170进行类似压缩所需的压力305大约是压缩实心锥体所需压力的百分之七。将凸起特征110配置为中空凹面锥体的一个附加好处在于:当施加变形压力时,该形状可以利于过多的粘合剂或热脂160(图1A、图3)从组件之间的最近接触区域流动到可从额外的粘合剂或热脂160受益的区域。
[0051 ]在例如图9B和9C所示的一些情况下,将弯曲的凸起特征110对称弯曲。在其它情况下,可以将弯曲的凸起特征110不对称地弯曲。不对称弯曲可以有助于进一步减少达成对凸起特征110的压缩所需的变形压力。例如,弯曲的凸起特征110可以是直角锥体(图9D),或者是不对称的凹面锥体(图9E)。作为其他示例,图5示出了被不对称弯曲的实质上金字塔形的凸起特征110。
[0052]图1OA和1B示出了具有奇点1010的示例凸起特征110的透视视图和截面视图。如本文使用的术语奇点1010指的是在要被压缩的至少一个维度上的凸起特征110的平滑度或形状表面上的任何的锐利不连续性。在一些实施例中,一个或更多凸起特征110具有在该至少一个维度115上的奇点1010。奇点11的出现可以有助于减少达成对凸起特征110的压缩所需的变形压力305。例如当施加变形压力305时,在靠近奇点110处可发生凸起特征110的第一弯曲。在图1OA所示的示例凸起特征110中,奇点11被配置为火山口形。在图1OB所示的示例凸起特征中,奇点1010位于凸起特征110的锥体1020和反转锥形1030部分的连接点处。在其它实施例中,奇点可以是在凸起特征的光滑表面上的锐利向内(例如,褶皱)或向外(例如,凸块)的压痕或者凸块。
[0053]在装置100的其它实施例中,可以将凸起特征110配置为鳍形,并可将其布置为鳍形的一维阵列170。在图11的透视视图中示出了这种实施例,其中,每一个凸起特征110是鳍形。类似于上述二维阵列170,鳍的厚度,鳍之间的间隔以及鳍形的曲率都可以被调节以改变热传递结构105的属性。例如,如图11中所示,为了最小化达成压缩所必须施加的压力的量,可以将鳍进行弯曲。与直的鳍相比,弯曲的鳍可以要求更小的压力以进行压缩,因为压缩的压弯模式将被引入到压缩的纵弯曲模式上。可以将被配置为鳍的凸起特征110布置为:当施加压缩压力时,倒塌到相邻的鳍形上,从而创建与以上在图3的上下文中所讨论的类似的用于热传递的附加路径。在一些情况下,可以垂直于鳍的长度来制造作为奇点的交叉纹路,以利于与组件的不规则表面的局部贴合。
[0054]再一次参见图1A和3,装置100的另一个实施例包括具有第一表面125的第一基底130,以及具有面向第一表面125的第二表面127的第二基底132。装置100还包括位于第一表面125上的金属凸起特征110的阵列170,每一个凸起特征110将第一表面125与第二表面127相接触,凸起特征110的部分156经由压缩力305而变形。
[0055]在一些实施例中,在表面125、127中的每一个上可以存在两个阵列170、171(图1B)。在一些实施例中,金属可变形凸起特征110在第一表面125的区域172的一部分(图1A)与第二表面127之间提供物理连接,其中,第一表面127的区域172是非平坦。在一些实施例中,每一个金属凸起特征110形成将第一和第二表面125、127直接连接的连续相的金属。在一些实施例中,阵列170是锥体、柱体的二维阵列(例如,被配置为柱体或锥体的凸起特征110)。在一些实施例中,金属凸起特征110是鳍形(例如,图11)。在一些实施例中,每个金属凸起特征110包括两个金属层710、720(例如,图7),每个金属层710、720包括不同的金属。在一些实施例中,每一个金属凸起特征110具有实质上相同的高度115。在一些实施例中,金属可变形凸起特征11
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