專利名稱：多層熱界面及用于形成具有低熱阻的熱界面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種具有多層固體結(jié)構(gòu)的熱界面材料，其中至少一薄外表面層是具有相變化特性，本發(fā)明還涉及在微電子元件封裝與散熱片之間形成低接觸熱阻的熱界面而不需要很大的夾擠壓力的方法。
背景技術(shù)：
微電子元件，諸如半導(dǎo)體，會產(chǎn)生許多的熱量，這些熱量必須加以去除，以使元件的連接部位的溫度可以保持在安全的操作極限值范圍內(nèi)。超過這些極限值，元件的性能便會改變，以及/或使該元件受損。熱量去除方法是將熱量經(jīng)由界面材料而由微電子元件傳導(dǎo)至散熱片。界面材料的選擇以及在熱量產(chǎn)生元件(例如，矽IC晶片)與散熱片之間的界面的熱阻，影響熱量轉(zhuǎn)移的程度。當(dāng)對于微電子元件的強(qiáng)大功能的需求增加時，便更需要提升熱量去除的效率。
微電子元件包裝與散熱片之間的熱阻，不僅與界面材料固有的熱阻有關(guān)，且與該界面材料的相對兩表面分別與該微電子元件及散熱片之間所形成的連接部位所具有的接觸界面熱阻有關(guān)。一種用以減少在每一界面連接部位上的接觸熱阻的已知方法，是施加高壓力以使界面材料與該微電子元件包裝及散熱片密合在一起。然而，過度的壓力會產(chǎn)生不利且不當(dāng)?shù)膽?yīng)力。因此，壓力的施加通常是有限度的，其通常不超過100psi，且最好是低于20psi。
亦有一種已知方法是采用熱油脂或膏油來做為熱界面材料，或者是采用充填有聚合體的金屬合金或具有相變化特性的其他材料組合物所構(gòu)成的薄片。具有相變化特性的材料的特征在于，具有隨溫度變化而變化的黏滯性，該材料在室溫下呈固態(tài)，而隨著溫度上升超過室溫時，該材料便會軟化而流動，從而填滿在微電子元件及/或散熱片的接觸表面上的空洞或細(xì)微的凹凸不平部位。這使得在微電子元件及散熱片之間的相對表面實(shí)際上會隨著相變化材料的熔化而更加密合在一起，藉此便可以降低在其間的熱阻。
由于微電子元件封裝及散熱片通常不具有光滑且平坦的表面，因此在微電子元件及散熱片的表面之間便會具有較寬且不規(guī)則的間隙。此間隙的尺寸可以由小于2mils變化至高達(dá)20mils或更大。因此，該界面材料是必須具有足夠的厚度來填滿該間隙。使用熱油脂、糊劑或相變化材料目前已無法順應(yīng)變化極大的間隙尺寸。一般而言，隨著界面材料厚度的增加，其熱阻亦會隨之增加。如今，對于熱界面材料的一種優(yōu)選或針對的需求在于其總熱阻(包括內(nèi)表面接觸熱阻)在施加小于100psi且最好小于20psi的夾緊壓力的情況下，不超過0.03℃-in2/W的范圍內(nèi)。然而到目前為止，并不存在有可以滿足此標(biāo)準(zhǔn)的熱界面材料。
發(fā)明概要本發(fā)明揭示一種多層固體結(jié)構(gòu)及方法，是用以在微電子元件包裝與散熱片之間形成熱界面，其中該多層結(jié)構(gòu)在不需要施加高夾緊壓力的情況下便能夠具有低接觸界面熱阻。而且，本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)具有的熱阻特性，在介于2-20mils的間隙尺寸范圍內(nèi)是不會有很大的變化。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)在室溫下呈固態(tài)，且包含具有至少兩疊置的金屬層的結(jié)構(gòu)，每一高熱傳導(dǎo)性金屬層的二層中的其中一層具有相變化特性，以在微電子元件包裝與散熱片之間的界面連接部位形成低熱阻，且該具有相變化特性的層的厚度小于大約2mils。本發(fā)明的高熱傳導(dǎo)性是指大于至少10W/m-k的熱傳導(dǎo)率。較佳的高熱傳導(dǎo)性金屬載體層除了在周期表第3列的鎂及鋁及其合金以外，其可以選用在周期表第4列的過渡元素。
本發(fā)明優(yōu)選的多層結(jié)構(gòu)包含至少三層，此三層是具有高熱傳導(dǎo)性金屬或合金的中間固體心體，且在其兩相對表面上的層由具有相變化特性的金屬材料所構(gòu)成。適用于本發(fā)明的目的的一種具有相變化特性的金屬材料是一種低熔點(diǎn)金屬或合金組合物，具有介于40℃及160℃之間的熔化溫度。本發(fā)明較佳的低熔點(diǎn)合金可以由以下元素中選出銦、鉍、錫、鉛、鎘、鎵、鋅、銀及其組合。本發(fā)明較佳的低熔點(diǎn)合金組合物包含至少介于19wt％-70wt％之間的銦及其余30wt％-50wt％之間的鉍，若有需要，可以由上述的元素族群中選出。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例包含一種結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)具有至少一層高熱傳導(dǎo)性固態(tài)金屬層，以及一層具有相變化特性的第二層，以在微電子元件包裝及散熱片之間的界面連接部位形成低熱阻，且該第二層疊置在該固態(tài)金屬層的表面上，使得該固態(tài)金屬層的邊界部位外露出來而大致包圍該第二層。較佳的三層結(jié)構(gòu)是包括中間固態(tài)金屬心體，且在兩相對表面上分別具有低熔點(diǎn)合金層，每一低熔點(diǎn)合金層疊置在該固態(tài)金屬心體的每一相對表面的給定的表面區(qū)域上，以形成該固體心體的外露的邊界部位，而大致沿著該低熔點(diǎn)合金而延伸。
本發(fā)明的用以構(gòu)成熱界面材料的較佳方法，包含以下的步驟形成具有預(yù)定幾何形狀及厚度的高熱傳導(dǎo)性材料的薄片，將高熱傳導(dǎo)性材料薄弱片的至少一個表面加以處理，以形成促進(jìn)其黏附至低熔點(diǎn)合金的處理表面，而使具有低熔點(diǎn)合金的厚度不超過大約2mils。該處理高熱傳導(dǎo)性材料的表面以促進(jìn)其黏附至低熔點(diǎn)合金層的較佳方法，包括在該高熱傳導(dǎo)性材料上形在樹突體的步驟，該步驟可以在層疊期間促進(jìn)黏附至低熔點(diǎn)合金。本發(fā)明用以構(gòu)成熱界面材料的另一較佳方法包含以下的步驟形成具有兩相對表面的金屬薄片，此金屬薄片是由具有預(yù)定幾何形狀和厚度的高熱傳導(dǎo)性材料所構(gòu)成，將兩相對表面的至少一表面用有機(jī)酸助熔劑加以處理以形成經(jīng)處理的表面，以便向其上粘附時低熔點(diǎn)合金可以附著上，以及將該金屬薄片浸入至該低熔點(diǎn)合金的熔化組合物中，以在該經(jīng)過處理的表面上形成該低熔點(diǎn)合金的薄覆層，且該覆層的厚度介于0.1及3mils之間。
附圖的簡要說明本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，可以由以下的結(jié)合附圖的說明了解，其中

圖1是依照本發(fā)明的固體雙層熱界面材料的截面視圖，其中一層是具有相變化特性；圖2是依照本發(fā)明的固體三層熱界面材料的截面視圖，其中在金屬心體的兩相對表面上具有兩相對層，該相對層具有相變化特性；圖3是本發(fā)明的兩層固體結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的截面視圖；圖4是第3圖的實(shí)施例的俯視圖；圖5是本發(fā)明三層固體結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的截面視圖；以及圖6是圖表，顯示本發(fā)明的熱界面多層固體結(jié)構(gòu)的熱阻與厚度的關(guān)聯(lián)性。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明的熱界面多層結(jié)構(gòu)10在室溫下呈固態(tài)，且其包含至少兩個金屬層。圖1以截面圖示出本發(fā)明的兩金屬結(jié)構(gòu)層的較佳的配置，其高熱傳導(dǎo)性的固態(tài)金屬或金屬合金薄片12(標(biāo)示為載體層)以及具有相變化特性的疊置的低熔點(diǎn)合金薄片13。本發(fā)明較佳的三層配置方式如圖2的截面視圖所示，是由中間載體層14以及低熔點(diǎn)合金的兩相對層15所構(gòu)成，其中該中間載體層14的組成是相同于第1圖的載體層12，而該低熔點(diǎn)合金層15的組成則是相同于低熔點(diǎn)合金薄片13。在圖1及圖2所示的實(shí)施例中，每一低熔點(diǎn)合金層13或15分別層疊在高熱傳導(dǎo)層片12及14的整個平坦表面上。在如圖3-5所示的本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種在組成上可以相同于或不同于圖1及圖2的低熔點(diǎn)合金層13及15的低熔點(diǎn)合金層16，層疊在金屬高熱傳導(dǎo)性材料薄片18上，其中該金屬高熱傳導(dǎo)性材料薄片18在組成上相同于圖1及圖2所示的高熱傳導(dǎo)性層12及14，使得低熔點(diǎn)合金層僅覆蓋金屬高熱傳導(dǎo)性材料薄片18的一部分，從而形成邊界部位19，其中該邊界部位19是露出一定面積的金屬高熱傳導(dǎo)性材料層18。這是可以在低熔點(diǎn)合金層覆蓋于其上之前，通過對該金屬高熱傳導(dǎo)性材料層18的該表面積加以遮蓋來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，亦可將具有適當(dāng)幾何形狀的低熔點(diǎn)合金層箔片層疊至具有較大尺寸的高熱傳導(dǎo)性材料箔片，以形成該邊界部位19。最好，該邊界部位19完全包圍該通過覆蓋低熔點(diǎn)合金層16所構(gòu)成的圖形或印跡部位。然而，邊界部位19的幾何形狀及低熔點(diǎn)合金覆層16的幾何形狀，對本發(fā)明并不是至關(guān)重要的。因此，雖然在附圖中所顯示的邊界部位19是長方形，然而其亦可以呈圓形或不規(guī)則的幾何形狀。
在實(shí)際應(yīng)用中，多層結(jié)構(gòu)10被放置在熱源(圖上未顯示)，熱源例如，以具有一個或多個的集成電路晶片的微電子元件包裝來表示，以及散熱片(圖上未顯示)之間，并且以低于100PSI的壓力來加壓，以形成熱界面。在該微電子元件熱源產(chǎn)生熱及溫度的情況下，低熔點(diǎn)合金便會熔化而流動，以填滿分別存在于熱源及散熱片的界面上的任何空隙或表面凹凸不平部位。圖3至圖5的另一實(shí)施例允許使該低熔點(diǎn)合金16散布在邊界部位19的外露表面區(qū)域，以藉此防止過多熔化的金屬合金由界面連接部位散逸出去。實(shí)際上，所欲形成的邊界部位19的表面積可以事先針對一定量值的低熔點(diǎn)合金16來加以計算，使得不會有過多的金屬擠出或由界面連接部位滴漏出來。在圖1及圖2的配置方式中，該低熔點(diǎn)合金層是必須非常薄，其厚度最好小于2mils，以減少過多的金屬量，否則過多的金屬將會擠出或由界面連接部位滴漏出來。
熱界面材料的有效性是以其整體或總熱阻來測定。熱阻的單位是℃-in2/W。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)依照本發(fā)明，低熔點(diǎn)合金層具有極小的厚度，且該多層結(jié)構(gòu)的載體或心體材料的厚度是可變動的，以適應(yīng)具有不同尺寸的間隙，且在小于100psi的夾緊壓力下，不論間隙尺寸如何，該多層結(jié)構(gòu)的熱阻可維持在低于大約0.03℃-in2/W。為了滿足目前微電子元件的需求，如前所述，該熱界面材料的總阻抗值，包括其內(nèi)表面接觸熱阻，在小于大約100psi的夾緊壓力或壓縮力作用下，不會超過大約0.03℃-in2/W。更高的熱阻則將視為較差的性能，且其是無法接受的。
以下的表A是列出一般市面上可見的鋁及銅箔(厚度為2mils)，在45瓦特及20psi的狀態(tài)下依照修訂過的ASTM D5470標(biāo)準(zhǔn)所測得的熱阻。
表A
表B，如以下所示，列出數(shù)種不同的低熔點(diǎn)合金箔片組成，在45瓦特及20psi的狀態(tài)下依照相同于表A的ASTM D5470標(biāo)準(zhǔn)所測得的熱阻。該低熔點(diǎn)合金162的組成66.3wt％In(銦)及33.7wt％Bi(鉍)。該低熔點(diǎn)合金19的組成51wt％In(銦)、32.5wt％Bi(鉍)以及16.5wt％Sn(錫)。該低熔點(diǎn)合金117的組成44.7wt％Bi(鉍)、22.8wt％PB(鉛)、19.1wt％In(銦)、8.3wt％Sn(錫)以及5.3wt％Cd(鎘)。
表B
一片具有相變化特性的低熔點(diǎn)合金的薄膜是可以層疊在金屬高熱傳導(dǎo)性材料的固態(tài)載體上，以構(gòu)成本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)。除了在周期表第3列的鎂及鋁及其合金以外，任何具有高于至少10W/m-k的熱傳導(dǎo)性的高熱傳導(dǎo)性金屬材料皆可以采用，包括在周期表第4列的過渡元素。然而，載體層最好采用鋁或銅的箔片。
依照本發(fā)明將具有小于大約2mils厚度的低熔點(diǎn)合金層層疊或覆蓋銅或鋁箔片，需要將該銅或鋁的薄片欲被覆蓋的表面加以處理，以促進(jìn)該低熔點(diǎn)合金的黏附。否則，該低熔點(diǎn)合金薄表面層便會很容易地分層，亦即，物理上彼此相互分離。實(shí)際上，該低熔點(diǎn)合金薄層無法在不造成分層的情況下模壓于未經(jīng)處理的銅或鋁箔片上，甚至施加相當(dāng)高的壓力亦然。然而，若該要被層壓銅或鋁箔片表面是依照本發(fā)明來加以處理時，則厚度小于2mils的低熔點(diǎn)合金層體便可以輕易地層疊或覆蓋在該銅或鋁箔片上，以形成本發(fā)明的整體的固體多層結(jié)構(gòu)。該處理方法是在欲被層疊的金屬箔片的表面上形成樹突狀或者是通過施加有機(jī)酸助熔劑于欲覆蓋的金屬箔片的表面上。該樹突狀突出部是可以在層疊期間形成與該低熔點(diǎn)合金的互相扣合結(jié)構(gòu)。將金屬表面加以處理以在該表面上構(gòu)成樹突體，或者在金屬表面上施加有機(jī)酸助熔劑來進(jìn)行處理，皆屬于已知的技術(shù)，但這并非是本發(fā)明所教導(dǎo)的組合多層熱界面結(jié)構(gòu)所欲達(dá)成的目的。舉例來說，已知銅表面是可以通過電化學(xué)蝕刻方法而以氧化物或鋅或黃銅來形成樹突體部位，而使銅表面形成具有樹突體形狀的控制表面。通過施加有機(jī)酸助熔劑來助熔金屬表面，也是已知可以增進(jìn)表面可熔接性的方法。已知的有機(jī)酸助熔劑最好包含有機(jī)酸，最好是氫氨酸氫氯化物及聚乙二醇或者是聚乙二醇表面活性劑，且可以包括內(nèi)含鹽類及碳?xì)浠币约案视偷柠u化物。
以下是本發(fā)明的多層熱界面結(jié)構(gòu)的數(shù)個實(shí)例。
實(shí)例I兩面皆經(jīng)過處理以形成樹突體的一盎司及兩盎司銅箔是用以形成一種由合金162-銅-合金162所構(gòu)成的三層夾層結(jié)構(gòu)。此三個層體被模壓在一起。將樣本切割成小塊，且不會分層，且如下表所示的熱阻是相當(dāng)小，在一盎司及兩盎司銅箔載體之間幾乎沒有熱阻的差異。每一162合金層的厚度是2mils。
表C
實(shí)例II具有銅的載體層材料以及在其兩相對表面上具有低熔點(diǎn)銦合金層的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，是在該載體的厚度變動的情況下來進(jìn)行測試，如以下表D所示。
表D
在上述表D中所進(jìn)行的測試，是用以證明在心體材料厚度上的差異并不會實(shí)質(zhì)上造成夾層多層結(jié)構(gòu)的熱阻的改變。該熱阻多半是由于在元件與多層結(jié)構(gòu)體之間的界面熱阻所造成，而與心體材料由于厚度變化的固有的熱阻較無關(guān)系。這是因?yàn)殂~具有大約300W/mk的熱傳導(dǎo)性，因此其對于熱阻并不會具有太大的影響。
實(shí)例III以鋁做為心體材料來進(jìn)行相同的測試，其結(jié)果如以下表E所示。
表E
上述表E中的測試清楚地顯示在鋁厚度上的差異并不會造成夾層多層結(jié)構(gòu)的熱阻的改變，甚至在鋁厚度上有極大變化的情況下亦然。
若三層復(fù)合樣本的熱阻是以厚度(X軸)來加以描述，如圖6所示，則熱傳導(dǎo)值便可以計算出來。該熱傳導(dǎo)值是曲線圖的斜率的倒數(shù)，且其可以由以下的方程式計算出來熱傳導(dǎo)值＝1/斜率熱傳導(dǎo)值＝1/0.2128℃-in2/W×39.4in/m＝185W/mk所得出的熱傳導(dǎo)值是合乎鋁的熱傳導(dǎo)值。
實(shí)例IV經(jīng)驗(yàn)值亦可以套用在多層結(jié)構(gòu)上，如以下表F所示，以顯示滾壓筒的表面光潔度對于夾層結(jié)構(gòu)的熱性能只有很小功效。粗糙滾壓筒的實(shí)際表面光潔度是不知道的，但未具有界面材料的間隙(稱為“干間隙”)可以被測量，用來將粗糙的表面與正常滾壓筒磨光至0.4微米的表面平整度相比較。
表F
上述表F顯示夾層熱阻并不會受到表面光潔度及公差問題上的差異的影響。
實(shí)例V依照本發(fā)明所揭露的另一種方法，是用以在高熱傳導(dǎo)性金屬薄片上形成具有小于1mils厚度的低熔點(diǎn)合金材料覆層，其中該高熱傳導(dǎo)性金屬薄片的覆蓋表面如上述經(jīng)過處理以增進(jìn)其黏附性，其是通過任何已知覆膜技術(shù)而在經(jīng)過處理的有面上覆蓋低熔點(diǎn)合金組合物。此一變化方法的實(shí)例是將高熱傳導(dǎo)性金屬薄片浸入至低熔點(diǎn)合金的熔化池中。
由銦、鉍及錫所構(gòu)成的3.5磅低熔點(diǎn)合金被放入一個八平方英寸不裂玻璃盤中，且在一鼓風(fēng)鍋爐中加熱至95℃的溫度。樣本是由兩盎司的滾軋淬火雙面處理的銅箔(亦即，在兩表面上加以處理以構(gòu)成樹突體表面)制備而成，并且在其兩表面上以有機(jī)酸助熔劑來加以處理，其中該有機(jī)酸助熔劑最好包括氨酸氫氯化物及聚乙二醇醇。上述較佳的有機(jī)酸助熔劑可以由Superior Flux Manufacturing公司所購得。將爐門打開，然后將箔片浸入至熔化的低熔點(diǎn)合金中達(dá)30秒。接著，將箔片由熔化的合金中拉出，并使過多的合金流回至池中。在熔化的合金重新固化之后，便利用熱空氣槍來使合金回流，且將過多合金吹掉，直到在兩表面上形成0.0005英寸的均勻覆層為止。所測得的熱阻是0.01℃-in2/W。
上述方法亦可用以形成如圖3至圖5所示的特定形狀，其是通過利用，例如，Kapton Tape，來將該高熱傳導(dǎo)性金屬箔片加以遮蔽，而在將薄片浸入至熔化的低熔點(diǎn)合金組合物之前，將金屬薄片的經(jīng)過處理的表面上的邊界部位加以遮蔽。該箔片接著便可以相同的方式取出，然后將帶移除而留下未覆蓋的邊界部位。或者，一有機(jī)酸助熔劑可以在浸漬之前施加在箔片表面上的特定部位，以使該熔化的合金僅會附著在以有機(jī)酸助熔劑加以處理的表面部位上。
權(quán)利要求
1.一種用以構(gòu)成微電子元件封裝與散熱片之間的熱界面的多層固體結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)在小于100psi壓力作用的情況下具有不大于0.03℃-in2/W的總熱阻，此結(jié)構(gòu)包含至少兩金屬層，每一層皆具有高熱傳導(dǎo)性，且兩層中的一層具有相變化特性，以在該微電子元件封裝及散熱片之間的界面連接部位形成低熱阻。
2.如權(quán)利要求1所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中一層高熱傳導(dǎo)性層是一種具有樹突體表面的固態(tài)金屬或合金，且其中所述具有相變化特性的層疊置在所述樹突體表面上，以構(gòu)成所述多層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中該具有相變化特性的層具有小于大約2mils的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的多層固體結(jié)構(gòu)，由至少三層所構(gòu)成，此至少三層的結(jié)構(gòu)包含一種高熱傳導(dǎo)性金屬或合金的中間固態(tài)心體，且在其相反兩面由金屬材料所構(gòu)成的層具有相變化特性。
5.如權(quán)利要求4所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中該高熱傳導(dǎo)性金屬或合金除了是周期表第3列的鎂和鋁及其合金以外，還可以選用位于周期表第4列的過渡元素。
6.如權(quán)利要求5所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中所述具有相變化特性的層是低熔點(diǎn)合金，其是由以下的元素中選出銦、鉍、錫、鉛、鎘、鎵、鋅、銀及其組合。
7.如權(quán)利要求6所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中所述低熔點(diǎn)合金包含至少介于19wt％-70wt％之間的銦及30wt％-50wt％之間的鉍。
8.如權(quán)利要求7所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中具有相變化特性的每一低熔點(diǎn)合金層的厚度小于大約2mils。
9.如權(quán)利要求1所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中所述具有相變化特性的層僅疊置在其他層的有限的表面區(qū)域，以構(gòu)成在形狀上至少大致包圍該有限表面區(qū)域的外露的邊界部分。
10.如權(quán)利要求4所述的多層固體結(jié)構(gòu)，其中該具有相變化特性的每一層僅疊置在該中間層的每一相對表面上的其他層的有限表面區(qū)域，以構(gòu)成在形狀上至少大致包圍位于所述中間層的每一相對表面上的有限表面區(qū)域的外露的邊界部分。
11.一種形成熱界面材料的方法，其中當(dāng)該熱界面材料放置在微電子元件封裝與散熱片之間時具有不大于0.03℃-in2/W的總熱阻，該方法包含以下的步驟將具有預(yù)定的幾何形狀及厚度的高熱傳導(dǎo)性材料薄片的至少一表面加以處理，以促進(jìn)與低熔點(diǎn)合金組合物的粘附，且將該低熔點(diǎn)合金層形成在所述經(jīng)過處理的表面，而使之厚度不超過大約2mils。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述表面經(jīng)過處理而在其上形成有樹突體。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中當(dāng)所述層是通過以低熔點(diǎn)合金的熔化組合物覆蓋所述表面而形成時，該表面首先以一種有機(jī)酸助熔劑加以處理。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述高熱傳導(dǎo)性材料設(shè)置在所述薄片的兩相對表面上，以構(gòu)成一種三層熱界面材料。
15.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述高熱傳導(dǎo)性金屬或合金除了位于周期表第3列的鎂和鋁及其合金以外，還可以選用位于周期表第4列的過渡元素。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述高熱傳導(dǎo)性金屬或合金選自鋁或銅。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述薄片的表面的一部分在該低熔點(diǎn)合金層形成之前先被遮蔽，以在所述高熱傳導(dǎo)性金屬或合金的載體層的兩相對表面上留下具有預(yù)定形狀的邊界部分。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該具有預(yù)定形狀的邊界部分形成在該高熱傳導(dǎo)性金屬或合金的載體層的兩相對表面上，是通過將由低熔點(diǎn)合金所構(gòu)成的層層疊在該載體層的兩相對表面上，并選擇疊層的尺寸以構(gòu)成該邊界部分。
19.一種構(gòu)成具有至少三個層的熱界面多層結(jié)構(gòu)的方法，包括以下的步驟形成具有兩相對表面的固體金屬薄片，此金屬薄是由高熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成，將兩相對表面的至少一表面加以處理，以促進(jìn)與低熔點(diǎn)合金組合物的粘附，將該高熱傳導(dǎo)性材料薄片浸入至該低熔點(diǎn)合金組和物的熔化池中，以在該經(jīng)過處理的表面上形成合金的薄覆層，且該覆層的厚度是小于2mils，然后固化該覆層。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述表面是通過一種有機(jī)酸助熔劑加以處理。
全文摘要
一種用以形成在微電子元件包裝與散熱片之間的熱界面的多層固體結(jié)構(gòu)及方法，使得在小于100psi壓力作用的情況下具有不大于0.03℃－in
文檔編號H01L23/427GK1606901SQ01808491
公開日2005年4月13日 申請日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者R·F·希爾, F·哈姆普頓三世 申請人:瑟瑪根公司