專利名稱：使用液態(tài)金屬熱界面進(jìn)行芯片冷卻的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及集成電路，更具體地說，涉及集成電路芯片的冷卻。本發(fā)明尤其涉及用于芯片冷卻的熱界面。
背景技術(shù)：
為防止過度發(fā)熱引起的失效，集成電路(IC)器件的有效冷卻必不可少。IC芯片的有效冷卻在很大程度上取決于芯片與熱沉或散熱器之間的優(yōu)良接觸，因?yàn)榇蟛糠譄嶙桀A(yù)算消耗在芯片與熱沉之間。
通常，通過提供在芯片與熱沉單元的相對(duì)表面之間設(shè)置的熱導(dǎo)膠或脂的薄層，促進(jìn)芯片與熱沉之間的熱量傳導(dǎo)。典型地，膠層約為100微米厚，并且機(jī)械順從，以適應(yīng)有時(shí)芯片和熱沉的不規(guī)則表面。
在促進(jìn)熱量傳導(dǎo)方面，這樣的導(dǎo)熱膠一般證明是可靠的；然而，常規(guī)膠的熱導(dǎo)率通常是有限的(例如，典型的膠具有約10至100mm2·℃/W的熱阻)。因此，這些膠僅在供相對(duì)低功率的IC芯片使用時(shí)實(shí)用。此外，大量的熱循環(huán)可導(dǎo)致常規(guī)膠的不一致行為，或者可導(dǎo)致常規(guī)膠不能將芯片熱粘接到熱沉，產(chǎn)生熱散失，也限制芯片冷卻。
因此，對(duì)于熱界面，需要能夠建立可靠的熱接觸，并能夠在半導(dǎo)體器件與熱沉之間提供足夠的熱導(dǎo)率和機(jī)械順從性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種使用液態(tài)金屬熱界面進(jìn)行芯片冷卻的方法和裝置。對(duì)于用于促進(jìn)在集成電路芯片和熱沉的相對(duì)表面之間的熱接觸的創(chuàng)造性熱界面的一個(gè)實(shí)施例，所述熱界面包括液體金屬層，所述液體金屬層包括導(dǎo)熱液體金屬材料。第一輔助層將所述液態(tài)金屬層粘接到所述集成電路芯片的表面，而第二輔助層將所述液態(tài)金屬層粘接到所述熱沉的表面。所述第一和第二輔助層適于促進(jìn)將所述液體金屬材料粘附所述集成電路芯片和/或熱沉，以及適于提供相對(duì)于所述液體金屬材料的優(yōu)良的潤(rùn)濕性，并適于提供將所述液態(tài)金屬材料與所述集成電路芯片和/或熱沉材料隔離的阻擋層。在一些實(shí)施例中，所述第一和第二輔助層可以由兩個(gè)或多個(gè)子層構(gòu)成。


為了以得到和詳細(xì)理解本發(fā)明的上述實(shí)施例的方式，已在上面簡(jiǎn)要總結(jié)的本發(fā)明，其更具體的說明可通過參考在附圖中說明的本發(fā)明的實(shí)施例得到。然而，應(yīng)注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此認(rèn)為不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可認(rèn)可其它等同有效的實(shí)施例。
圖1是示出了其中采用根據(jù)本發(fā)明的熱界面的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2是圖1中示出的熱界面的截面圖；以及圖3是流程圖，示出了對(duì)IC芯片或熱沉的表面施加至少部分液態(tài)金屬(或焊料)熱界面，例如如圖1和2所示的熱界面的方法的一個(gè)實(shí)施例。
為便于理解，在可能的地方使用相同的參考標(biāo)號(hào)，以表示圖中公共的相同元件。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是液態(tài)金屬熱界面，該液態(tài)金屬熱界面有助于在半導(dǎo)體器件(例如，IC芯片)與熱沉之間提供優(yōu)于常規(guī)導(dǎo)熱膠界面的改善的熱接觸。該熱界面以這樣的方式裝配基本上防止液態(tài)金屬中的材料與IC芯片和/或熱沉中的材料之間的反應(yīng)(例如，熱沉材料的侵蝕)，并且將液態(tài)金屬粘附到IC芯片和/或熱沉的表面，并得到與IC芯片和熱沉的表面的充分潤(rùn)濕(在許多實(shí)施例中，IC芯片的潤(rùn)濕比熱沉的潤(rùn)濕更重要)。因此，本發(fā)明的熱界面使得液態(tài)金屬的采用成為實(shí)用的界面解決方法。
圖1是示出了其中采用根據(jù)本發(fā)明的熱界面102的系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖所示，為了在IC芯片104與熱沉106之間提供優(yōu)良的熱接觸，在IC芯片104與熱沉106的相對(duì)表面之間采用熱界面102。熱沉106可以是任何種類的熱沉或散熱器，包括空氣冷卻葉片裝置、液體冷卻裝置、熱導(dǎo)管裝置、蒸汽室等。如以下更詳細(xì)的說明，在一個(gè)實(shí)施例中，熱界面102包括導(dǎo)熱液態(tài)金屬材料。在可選實(shí)施例中，熱界面102可以是焊料熱界面。
圖2是在圖1中所示的熱界面102的截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，熱界面102包括導(dǎo)熱液態(tài)金屬層200，該導(dǎo)熱液態(tài)金屬層200設(shè)置在與液態(tài)金屬層200的第一表面接觸的第一阻擋層202a和與液態(tài)金屬層200的相反的第二表面接觸的第二阻擋層202b(以下合稱為“阻擋層202”)之間。
液態(tài)金屬層200適于促進(jìn)在IC芯片104與熱沉106的相對(duì)表面之間的優(yōu)良的熱接觸。液態(tài)金屬層200包括金屬(或金屬合金)，該金屬至少在典型的IC芯片工作溫度的范圍內(nèi)(例如，約20℃至100℃)為液態(tài)，并且在一個(gè)實(shí)施例中包括鎵-銦-錫合金，該鎵-銦-錫合金具有比常規(guī)導(dǎo)熱膠更高的熱導(dǎo)率(約30W/m·K)。在另一個(gè)實(shí)施例中，為了調(diào)整液態(tài)金屬合金的一個(gè)或多個(gè)特性，例如其熔點(diǎn)、抗蝕性、導(dǎo)熱率或潤(rùn)濕性，可用材料代替液態(tài)金屬合金或?qū)⒉牧咸砑拥揭簯B(tài)金屬合金中。例如，可添加包括但不限于鋅、鉍、鉑、鈀、錳、鎂、銅、銀或金的材料，或用這些材料代替不同的材料。
在又一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)金屬層200包括鎵-銦-錫合金，該鎵-銦-錫合金與惰性顆粒(例如，有機(jī)顆粒，如鎢、碳、金剛石、二氧化硅、碳化硅、鉻、鈦、鉬、氧化鎵、氧化錫、氧化銦、塑性鉭等)混合，以提高液態(tài)金屬層200的粘性。例如，十重量百分比的約二微米尺寸的鎢顆?？膳c鎵-銦-錫合金結(jié)合，以產(chǎn)生更粘滯的膏狀液態(tài)金屬層200，該膏狀液態(tài)金屬層200更容易施加和容納。在其它實(shí)施例中，向鎵-銦-錫合金添加的惰性顆粒的類型、尺寸和重量百分比取決于特定應(yīng)用的目的(例如，希望的粘接線等)。另外，為了調(diào)整鎵-銦-錫合金的抗蝕特性，可向鎵-銦-錫合金少量添加抗蝕性材料，例如鋅、鈀、鉑、金、錳和鎂。
在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)金屬層200具有約十至一百微米的厚度。在另一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)金屬層的厚度取決于希望的熱阻和/或組件的機(jī)械容差。典型地，液態(tài)金屬層200的厚度正比于熱阻。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)金屬層200為約三十微米厚，并對(duì)應(yīng)于約二mm2·℃/W的熱阻。
在基本上防止液態(tài)金屬層200的組件與IC芯片104和熱沉106的組件之間的反應(yīng)(例如，如熱沉106的侵蝕)時(shí)，阻擋層202適于將液態(tài)金屬層200粘接到IC芯片104和熱沉106的相對(duì)表面。在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋層202直接施加到IC芯片104和熱沉106的相對(duì)表面(例如，通過蒸發(fā)、濺射、鍍敷、粘接等)。阻擋層202至少部分由包括金屬的材料形成，該包括金屬的材料在液態(tài)金屬層200的成分(例如鎵、銦和錫)中具有低溶解度，并且是化學(xué)惰性的。對(duì)于本發(fā)明的目的，在液態(tài)金屬層200的成分中具有“低溶解度”的材料是在液態(tài)金屬層200中具有足夠低的溶解度的材料，以致可合理地期望該材料在所關(guān)心的溫度范圍內(nèi)隨時(shí)間保持其完整性。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成阻擋層202的材料也很好地粘附到銅、鋁、硅、氮化硅和二氧化硅(例如，公共的熱沉和/或IC芯片材料)。在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋層202至少部分由包括鉻、鉭、鈦、鎢、鉬和鎳中的至少一種的材料形成。在又一個(gè)實(shí)施例中，阻擋層202至少部分由包括氧化物或氮化物，例如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮化鈦和氮化鉭的材料形成。在這些情況下，可希望包括在氮化物或氧化物阻擋層202與界面表面之間的界面表面沉積的(例如，在施加阻擋層202之前在界面表面上沉積的)附加的粘附層(例如鉻)。在一個(gè)實(shí)施例中，各阻擋層202具有約2000至5000埃的厚度。
在一個(gè)實(shí)施例中，熱界面102還包括至少一個(gè)在液態(tài)金屬層200與阻擋層202中的一個(gè)或兩個(gè)之間設(shè)置的潤(rùn)濕層204a或204b(以下合稱為“潤(rùn)濕層204”)。潤(rùn)濕層204適于促進(jìn)在液態(tài)金屬層200與阻擋層202之間的金屬至金屬粘接。潤(rùn)濕層204至少部分由少量在液態(tài)金屬層200的成分(例如鎵、銦和錫)中可選地部分或完全溶解的材料形成，以允許在液態(tài)金屬層200與阻擋層202之間的直接、堅(jiān)固的金屬粘接。
在可選實(shí)施例中，潤(rùn)濕層204至少部分由直接潤(rùn)濕的材料(例如碳化硅、氮化硅或氧化硅)，代替如上所述的促進(jìn)液態(tài)金屬層200與阻擋層202之間的金屬至金屬粘接的材料形成。在本發(fā)明的上下文中，“直接潤(rùn)濕”的材料是相對(duì)于液態(tài)金屬材料具有優(yōu)良的表面能的材料，以致不需要促進(jìn)金屬至金屬粘接的潤(rùn)濕層。
此外，潤(rùn)濕層204的成分應(yīng)選自不負(fù)面影響液態(tài)金屬層200的功能的材料，例如，通過與液態(tài)金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者改變液態(tài)金屬材料的合金特性的負(fù)面影響。在一個(gè)實(shí)施例中，以基本上防止在阻擋層202上形成氧化物(例如，通過濺射)的方式將潤(rùn)濕層204直接施加到阻擋層202。在一個(gè)實(shí)施例中，潤(rùn)濕層204至少部分由至少一種貴金屬(例如鉑或金)形成，該貴金屬一經(jīng)接觸即溶解到液態(tài)金屬層200中，允許在液態(tài)金屬層200與阻擋層202之間的直接金屬粘接。在一個(gè)實(shí)施例中，各潤(rùn)濕層204具有足夠小的厚度，以避免負(fù)面影響液態(tài)金屬層的特性。在一個(gè)實(shí)施例中，潤(rùn)濕層204的厚度為約30,000埃，但根據(jù)需要可更薄或更厚。例如，IC芯片或熱沉表面的表面粗糙度可決定潤(rùn)濕層204的厚度(例如，為了得到不透氧覆層，較粗糙表面可能需要厚于平滑表面的潤(rùn)濕層204)。
在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋層202和相應(yīng)的潤(rùn)濕層204中的至少一個(gè)可形成為例如至少部分由鉻或鎳形成的單個(gè)、組合阻擋層和潤(rùn)濕層。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在一些實(shí)施例中，根據(jù)所討論的層是否適于與IC芯片104或與熱沉106鄰接，第一阻擋層202a和第二阻擋層202b以及各潤(rùn)濕層204可包括不同的材料和厚度。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)可，可實(shí)施多種方法以橫向限制液態(tài)金屬層200(例如，防止液態(tài)金屬材料“泄漏”)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過小間隙毛細(xì)管作用實(shí)現(xiàn)對(duì)液態(tài)金屬層200的橫向限制。在另一實(shí)施例中，通過在IC芯片104與熱沉106之間或相對(duì)它們插入墊圈，橫向限制液態(tài)金屬層200。在又一個(gè)實(shí)施例中，在邊緣連接第一和第二阻擋層202，以形成圍欄包容液態(tài)金屬層200。
因而，本發(fā)明提供實(shí)用的液態(tài)金屬熱界面102，該液態(tài)金屬熱界面102容易地用于IC芯片104與熱沉106之間。阻擋層202防止液態(tài)金屬層200中的材料與構(gòu)成熱沉106和IC芯片104的材料發(fā)生反應(yīng)。此外，潤(rùn)濕層204容易地溶解到液態(tài)金屬層200中，從而促進(jìn)在液態(tài)金屬層200與阻擋層202之間直接的金屬至金屬接觸。這樣，在提供優(yōu)于常規(guī)導(dǎo)熱膠的改善的熱接觸的同時(shí)，可以避免與IC芯片104和熱沉106發(fā)生負(fù)面化學(xué)反應(yīng)并得到與IC芯片104和熱沉106的充分潤(rùn)濕的方式，采用液態(tài)金屬熱界面層102。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，由鉻形成的約2000埃的阻擋層202被濺射到IC芯片104和/或熱沉106上，隨后用包括約300埃的金或鉑的潤(rùn)濕層204濺射覆蓋，以防止表面氧化。然后在被覆蓋的IC芯片104與熱沉106之間采用液態(tài)金屬層202。在一個(gè)實(shí)施例中，該配置得到在高達(dá)約150℃的溫度范圍內(nèi)的堅(jiān)固性能。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在IC芯片104和/或熱沉106的表面上順序?yàn)R射約300埃的鉻，2500埃的鈦、鎢或氮化鉭覆蓋的鉭，以及300埃的鉑或金。在一個(gè)實(shí)施例中，該配置提供了在高溫(例如，超過約150℃的溫度)下對(duì)鎵、銦和錫擴(kuò)散的提高的抵抗性。
然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所選的用阻擋層和/或潤(rùn)濕層202和204覆蓋IC芯片104和熱沉106的表面的方法，以及所選的阻擋層和潤(rùn)濕層202和204的厚度通常是與施加相關(guān)的。也就是說，覆蓋方法和厚度通常取決于在阻擋層和潤(rùn)濕層202和204中的沉積應(yīng)力以及希望的覆蓋均勻性。例如，如果IC芯片104或熱沉106的表面粗糙，可通過濺射施加阻擋層和/或潤(rùn)濕層202和204以得到基本上均勻的覆層。通過濺射的施加也有助于在膜中引起小于其它施加方法的應(yīng)力。在一些實(shí)施例中，根據(jù)合適的覆蓋方法，可施加用于阻擋層和/或潤(rùn)濕層202和204的薄籽晶層，隨后在其上鍍覆較厚的層。
圖3是流程圖，示出了對(duì)IC芯片或熱沉的表面施加至少部分液態(tài)金屬(或焊料)熱界面，例如如圖1和2所示的熱界面102的方法300的一個(gè)實(shí)施例。具體地說，圖3示出了對(duì)界面表面(例如，將通過熱界面102鄰接的IC芯片104或熱沉106的表面)施加阻擋層和/或潤(rùn)濕層的方法300。該方法300在步驟302開始，并進(jìn)行到步驟304，其中制備包括潤(rùn)濕層206(例如，包括如鉑或金的潤(rùn)濕材料)和/或阻擋層204(例如，包括如鈦、鉭、鎢、鉻或鎳的阻擋層材料)的粘接條。在一個(gè)實(shí)施例中，通過在聚合物底膜(例如，如EI Dupont de Nemours & Company的Mylar的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，或者如仍為EI Dupont de Nemours & Company的Teflon的聚四氟乙烯)上順序蒸發(fā)潤(rùn)濕層206和阻擋層204以形成至少覆蓋部分聚合物底膜的雙層金屬膜，形成粘接條。在可選實(shí)施例中，在聚合物底膜上蒸發(fā)組合阻擋層/潤(rùn)濕層或金屬膜(例如，包括鉻)以形成單層金屬膜。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬膜的厚度在至少約1000埃的數(shù)量級(jí)。
在又一個(gè)可選實(shí)施例中，通過剝離阻擋層薄片(例如，由阻擋層材料形成的金屬薄片)的氧化物，然后用潤(rùn)濕材料覆蓋剝離薄片的表面以形成雙層金屬膜，形成粘接條。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬膜具有約一至二十微米的厚度。
在一個(gè)實(shí)施例中，粘接條的阻擋層還覆蓋有粘合促進(jìn)劑(例如，如商業(yè)可得的硅化(silated)或非硅化的促進(jìn)劑的有機(jī)粘合促進(jìn)劑)。
在步驟306中，為粘接制備IC芯片104或熱沉106的界面表面。在一個(gè)實(shí)施例中，界面表面的制備包括對(duì)界面表面施加粘合劑。在一個(gè)實(shí)施例中，所施加的粘合劑是這樣的材料，該材料促進(jìn)界面表面與粘接條的優(yōu)良粘結(jié)，是穩(wěn)定的，能夠形成薄(例如，如亞微米薄的)粘接線，并能夠承受高溫(例如，高達(dá)約250℃)以允許焊料回流操作。在一個(gè)實(shí)施例中，粘合劑包括商業(yè)可得的低粘性的丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂或低熔點(diǎn)焊料(例如，基于銦的焊料)。在又一個(gè)實(shí)施例中，在施加粘合劑之前，對(duì)界面表面施加粘合促進(jìn)劑，該粘合促進(jìn)劑具有一種或多種與粘合劑本身相同的必備特性。
在步驟308中，將粘接條(例如，覆蓋的聚合物底膜或覆蓋的阻擋層薄片)壓到界面表面上，以使在粘接條上的金屬膜的阻擋層204接觸界面表面上的粘合劑。在一個(gè)實(shí)施例中，將粘合劑壓到約1000埃的粘接線上(例如，通過滾壓或其它合適的方法)。小粘接線允許界面保持高熱導(dǎo)率。
在步驟310中，固化粘合劑(例如，通過加熱、光照或熱回流循環(huán))，將阻擋層(以及相應(yīng)的潤(rùn)濕層)直接粘接到界面表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，在至少約250℃的溫度下固化粘合劑。在一個(gè)實(shí)施例(例如，其中粘接條包括被覆蓋的聚合物底膜)中，方法300進(jìn)行到步驟312，去除聚合物底膜，留下粘接到界面表面的金屬膜(例如，阻擋層和潤(rùn)濕層)。步驟304-312可重復(fù)任意次，以將任意數(shù)量的金屬膜粘接到界面表面。方法300在步驟314結(jié)束。
從而，可為液態(tài)金屬或焊料熱界面材料(例如鎵-銦-錫合金或其它基于導(dǎo)熱金屬的界面材料)的直接施加，制備IC芯片或熱沉的表面(或需要與另一個(gè)對(duì)象的熱界面的其它表面)。方法300以這樣的方式使得能夠采用液態(tài)金屬(或焊料)熱界面，在一些實(shí)施例中，比在界面表面直接濺射、鍍覆或蒸發(fā)阻擋層和/或潤(rùn)濕層更容易且更成本有效。
因此，本發(fā)明在IC芯片冷卻的領(lǐng)域中代表重要的改進(jìn)。提供液態(tài)金屬熱界面，該液態(tài)金屬熱界面有助于IC芯片與熱沉之間提供優(yōu)于常規(guī)導(dǎo)熱膠界面的改善的熱接觸。熱界面以這樣的方式裝配基本上防止液態(tài)金屬中的材料與IC芯片和/或熱沉中的材料之間的反應(yīng)，并且得到與IC芯片和熱沉表面的充分潤(rùn)濕。從而，本發(fā)明的熱界面使得液態(tài)金屬的采用成為實(shí)用的界面解決方法。此外，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單的、成本有效的在IC芯片與熱沉之間(或者在任何兩個(gè)需要優(yōu)良的熱接觸的表面之間)采用液態(tài)金屬熱界面的方法。
雖然上述內(nèi)容是針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，只要不脫離其基本范圍，可以設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施例，本發(fā)明的范圍通過下面的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種用于促進(jìn)在集成電路芯片表面與熱沉表面之間的熱接觸的熱界面，所述熱界面包括液態(tài)金屬層，包括液態(tài)金屬材料；第一阻擋層，與所述液態(tài)金屬層的第一表面接觸，所述第一阻擋層用于將所述液態(tài)金屬層粘接到所述集成電路芯片表面；以及第二阻擋層，與所述液態(tài)金屬層的第二表面接觸，所述第二阻擋層用于將所述液態(tài)金屬層粘接到所述熱沉表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述液態(tài)金屬層包括金屬，所述金屬至少在約二十至一百攝氏度的范圍內(nèi)為液態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述液態(tài)金屬層包括材料，所述材料包括以下的至少一種鎵、銦、錫、鋅、鉛、鉍、鉑、鈀、錳、鎂、銅、銀或金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熱界面，其中所述材料與惰性顆?；旌?。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的熱界面，其中所述惰性顆粒包括以下的至少一種鎢、碳、金剛石、二氧化硅、碳化硅、鉻、鈦、鉬、氧化鎵、氧化錫、氧化銦、塑膠或鉭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述液態(tài)金屬層具有約十至一百微米的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層各包括至少一種在所述導(dǎo)熱液態(tài)金屬材料中具有低溶解度的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的熱界面，其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層各還包括至少一種與以下的至少一種粘附很好的材料銅、鋁、硅、氮化硅或二氧化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的熱界面，其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層各至少部分由以下的至少一種形成鉻、鉭、鈦、鎢、鉬、鎳、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮化鈦或氮化鉭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的熱界面，其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層各還包括粘合劑層，所述粘合劑層用于分別將所述第一阻擋層和所述第二阻擋層粘附到所述集成電路芯片表面和所述熱沉表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述第一阻擋層和所述第二阻擋層中的至少一層具有至少約二百埃的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的熱界面，其中所述熱界面還包括第一潤(rùn)濕層，設(shè)置在所述液態(tài)金屬層與所述第一阻擋層之間，所述第一潤(rùn)濕層用于將所述液態(tài)金屬層粘接到所述第一阻擋層；以及第二潤(rùn)濕層，設(shè)置在所述液態(tài)金屬層與所述第二阻擋層之間，所述第二潤(rùn)濕層用于將所述液態(tài)金屬層粘接到所述第二阻擋層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的熱界面，其中所述第一潤(rùn)濕層和所述第二潤(rùn)濕層中的至少一層具有約三百埃的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的熱界面，其中所述第一潤(rùn)濕層和所述第二潤(rùn)濕層各包括至少一種在所述液態(tài)金屬材料中至少部分可溶解的材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的熱界面，其中所述第一潤(rùn)濕層和所述第二潤(rùn)濕層各至少部分由貴金屬形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的熱界面，其中所述第一潤(rùn)濕層和所述第二潤(rùn)濕層各至少部分由鉑或金形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的熱界面，其中所述第一潤(rùn)濕層和所述第二潤(rùn)濕層分別與所述第一阻擋層和所述第二阻擋層結(jié)合，以形成第一組合層和第二組合層。
18.一種用于促進(jìn)在集成電路芯片表面與熱沉表面之間的熱接觸的熱界面，所述熱界面包括液態(tài)金屬層，包括液態(tài)金屬材料；第一輔助層，與所述液態(tài)金屬層的第一表面接觸，所述第一輔助層用于將所述液態(tài)金屬層粘附到所述集成電路芯片表面，并使所述液態(tài)金屬材料與所述集成芯片表面隔離；以及第二輔助層，與所述液態(tài)金屬層的第二表面接觸，所述第二輔助層用于將所述液態(tài)金屬層粘附到所述熱沉表面，并使所述液態(tài)金屬材料與所述熱沉表面隔離。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的熱界面，其中所述第一輔助層和所述第二輔助層各包括第一子層，用于將所述液態(tài)金屬材料與所述集成電路芯片表面或所述熱沉表面隔離；以及第二子層，用于促進(jìn)在所述第一子層與所述液態(tài)金屬層之間的粘接。
20.一種用于將集成電路芯片表面熱鄰接到相對(duì)的熱沉表面的方法，包括以下步驟對(duì)所述集成電路芯片表面施加第一阻擋層，所述第一阻擋層用于將所述集成電路芯片表面粘接到液態(tài)金屬；對(duì)所述熱沉表面施加第二阻擋層，所述第二阻擋層用于將所述熱沉表面粘接到液態(tài)金屬；以及在所述第一阻擋層與所述第二阻擋層之間提供液態(tài)金屬層，所述液態(tài)金屬層包括液態(tài)金屬材料。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種使用液態(tài)金屬熱界面進(jìn)行芯片冷卻的方法和裝置。對(duì)于用于促進(jìn)在集成電路芯片和熱沉的相對(duì)表面之間的熱接觸的創(chuàng)造性熱界面的一個(gè)實(shí)施例，所述熱界面包括液體金屬層，所述液體金屬層包括導(dǎo)熱液體金屬材料。第一阻擋層將所述液態(tài)金屬層粘接到所述集成電路芯片的表面，以及第二阻擋層將所述液態(tài)金屬層粘接到所述熱沉的表面。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1801482SQ20051010839
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者B·弗曼, J·杰洛爾米, N·拉比安卡, Y·C·馬丁, D·Y·施, T·G·范凱塞爾 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司