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TW200818424A - Method, apparatus, and system for thin die thin thermal interface material in integrated circuit packages - Google Patents

Method, apparatus, and system for thin die thin thermal interface material in integrated circuit packages Download PDF

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Publication number
TW200818424A
TW200818424A TW096121042A TW96121042A TW200818424A TW 200818424 A TW200818424 A TW 200818424A TW 096121042 A TW096121042 A TW 096121042A TW 96121042 A TW96121042 A TW 96121042A TW 200818424 A TW200818424 A TW 200818424A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thermal interface
thin
die
integrated circuit
circuit package
Prior art date
Application number
TW096121042A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI455262B (zh
Inventor
Shi Wei
Daoqiang Lu
Edward Zarbock
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of TW200818424A publication Critical patent/TW200818424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI455262B publication Critical patent/TWI455262B/zh

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    • H10W40/10
    • H10W40/255
    • H10W95/00
    • H10W40/258
    • H10W72/877
    • H10W90/724
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49144Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion

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Description

200818424 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例係大致關於積體電路封裝,具體而言 ,係關於在積體電路封裝中的晶粒和散熱器之間的介面。 - 【先前技術】 - 電腦及其他電子裝置通常具有封於一積體電路封裝內 • 之半導體晶粒。該晶粒通常具有一積體電路供執行一電氣 功能。當該積體電路運作時會產生熱。過多的熱會損壞該 積體電路。爲了散熱,通常會透過一熱介面材料,將晶粒 裝附至或接合至一散熱器。 關於改良的積體電路之效能、可靠性、及持久性,將 晶粒接合至散熱器會涉及下列因素:散熱器和晶粒之間的 低熱擴散係數(CTE)不匹配、高接合品質、積體電路的低 熱阻、熱介面材料之處置的容易性、與現有程序的相容性 馨、及低成本。 於一些積體電路封裝,滿足多數或全部的上述因素是 * 困難的。 【發明內容及實施方式】 第1圖顯示根據本發明一實施例之裝置1 0 〇在其組合 前的爆炸圖。裝置100可爲積體電路封裝的一部份,其存 在於電腦或其他電子系統(例如行動電話)內。第1圖中’ 裝置100包含置於散熱器120和晶粒130之間的熱介面 200818424 1 10。裝置100的組件可依箭頭151及152所指示的方向 組合或接合在一起。於一些實施例,裝置1 〇〇的組件可以 特定程序次序來組合,以增進熱介面1 1 〇、晶粒13 0、及 散熱器1 20之間的校準。舉例來說,該特定程序次序可包 含:在將散熱器置於熱介面11〇及晶粒130上之前,先將 熱介面1 1 0置於晶粒1 3 0上。再者,於一些實施例,裝置 1 00的組件可以一程序次序來組合,使得該程序次序相容 於現有高容量製造(high-volume-manufacturing ; HVM)程 序,故一些或全部的現有設備可被使用以組合裝置1 〇〇。 因此,可避免大量的新設備。 散熱器120可包含覆蓋散熱器120之表面126的至少 一部份之一銅層或具有一或多層其他金屬之銅層。晶粒 1 3 〇包含半導體材料,其中形成積體電路1 3 5。積體電路 1 3 5可具有電路以執行例如處理資料、或儲存資料、或處 理及儲存資料之功能。晶粒1 3 0具有表面1 3 6。表面1 3 6 之至少一部份可以一或多層材料(例如一或多層金屬)覆蓋 。如第1圖所示,晶粒1 3 0具有厚度1 3 1。於一些實施例 ,厚度131可爲約50μιη(微米)。於一些實施例,厚度131 可爲約 3 0 0 μιη。於一些其他實施例,厚度 1 3 1可爲約 5 Ομιη至約 3〇0 μπι。於其他實施例,厚度 131可爲小於 5 0μιη。當熱介面U0接合至晶粒130及散熱器120時,熱 介面1 1 0可使一部份來自晶粒1 3 〇的熱消散或散佈至散熱 器120,以維持裝置1〇〇之適當熱條件。 熱介面110包含具有表面101及102之主層114、於 -6 - 200818424 主層114之表面101上的覆蓋層111、及於主層114之表 面102上的覆蓋層112。第1圖顯示一範例,其中覆蓋層 111僅覆蓋一部份的表面101且覆蓋層112僅覆蓋一部份 的表面102。於一些實施例,覆蓋層111可覆蓋整個表面 101;覆蓋層112可覆蓋整個表面102。 覆蓋層11 1及1 1 2可適用一或多個下列功能:降低或 防止主層1 14之表面101及102的氧化,以提升附著 (wetting),以增進散熱器120及晶粒130間之接合品質; 增進熱介面1 1 0的處理;及使熱介面1 1 0至散熱器和晶粒 1 3 0的接合能夠在不同程序溫度下進行。 覆蓋層1 1 1及1 1 2可具有相同的材料或不同的材料。 覆蓋層111、覆蓋層112、及主層114可皆具有不同的材 料。舉例來說,覆蓋層1 1 1可具有第一材料、覆蓋層1 1 2 可具有第二材料、而主層114可具有第三材料。 覆蓋層111及112之各個可包含僅一單一材料或多個 材料的組合。主層1 1 4可包含僅一單一材料或多個材料的 組合。此處所述之多個材料的組合可包含僅兩個材料或多 於兩個材料。多個材料的組合可爲合金。於一些實施例, 該合金可爲共晶合金(eutectic alloy)。 於一些實施例,用於各主層1 1 4、覆蓋層11 1、及覆 盍層1 1 2的材料可包含銦、金、銀、及錫。於其他實施例 ’用於主層114、覆蓋層111、及覆蓋層112的材料包含 其他材料。於主層1 1 4僅包含兩個材料的實施例,該等材 料可爲銦及銀。銦與銀的重量百分比可爲約97%的銦比約 200818424 3%的銀(97In3Ag)。於一些實施例,銦與銀的重量百分比 可爲不同於約9 7 %的銦比約3 %的銀。 如第1圖所示,覆蓋層1 1 1具有厚度1 61 ;覆蓋層 1 12具有厚度162。厚度161及厚度162的値可爲相同或 彼此不同。於一些實施例,厚度161及厚度162之各個可 ^ 爲約〇·1 μιη。於其他實施例,厚度161及厚度162之各個 - 可爲約〇·5μηι。於一些其他實施例,厚度161及厚度162 之各個可爲約Ο.ΐμπι至〇·5μηι。主層114具有厚度1 6 4。 於一些實施例,厚度164可爲約50μιη。於其他實施例, 厚度164可爲約ΙΟΟμιη。於一些其他實施例,厚度164可 爲約50μιη至1 ΟΟμιη。用於主層114、覆蓋層111、及覆 蓋層112的各個之厚度値可爲不同於此處所述之厚度値的 一些厚度値。 如上所述,熱介面110可具有不同之材料的組合及一 範圍的厚度値。因此,於一些實施例,藉由根據此處所述 # 之材料及厚度來選擇用於熱介面110之材料及厚度,可提 升接合之前熱介面1 1 〇的處理。再者’於一些實施例,藉 * 由選擇用於熱介面110之材料及厚度並結合一程序次序( ^ 例如上述的程序次序),熱介面11 〇可提供接合後之高接 合品質,使得熱介面11 〇和晶粒13 0之間的接合以及熱介 面1 1 0和散熱器1 2 0之間的接合不會分離。 於一些實施例,於主層1 1 4的一些厚度大小及材料、 或於一些處理條件下,主層1 1 4之品質及處理可爲可接受 的,使得熱介面110可包含僅主層114、或主層114加上 200818424 僅覆蓋層η 1和112之其中一者。因此,於一些實施例, 覆蓋層111和112之其中一者或兩者可自熱介面11〇省略 〇 於一些實施例,可利用銲劑來實現散熱器1 20至晶粒 13 0的接合。如第1圖所示,當利用銲劑來接合時,可在 ^ 將熱介面110置於表面136之前,將第一銲劑171塗敷至 〃 晶粒130和熱介面110間之區域(例如晶粒130之表面 • 13 6)。可在將散熱器120置於熱介面11〇上之前,將第二 銲劑172塗敷至熱介面110和散熱器120間之區域(例如 覆蓋層112)。如上所述,於一些實施例,覆蓋層ill和 112之其中一者或兩者可自熱介面11〇省略。於覆蓋層 1 1 2自熱介面1 1 0省略的實施例,第1圖所示之銲劑! 72 可被直接塗敷至主層114的表面102。於一些實施例,當 使用銲劑時,僅銲劑1 7 1和銲劑1 72之其中一者(非兩者) 可被塗敷至裝置100。因此,於一些實施例,僅銲劑171 • 被塗敷而銲劑172被省略,或僅銲劑172被塗敷而銲劑 171被省略。於一些實施例,使用僅銲劑171和銲劑172 • 之其中一者係與覆蓋層1 1 1和1 1 2的包含(inclusion)或省 , 略(omission)不相關。舉例來說,當覆蓋層111被包含或 自熱介面110省略時,僅銲劑171可被使用。舉另一例來 說,當覆蓋層112被包含或自熱介面110省略時,僅銲劑 172可被使用。 於一些實施例,也可在沒有銲劑的情形實現散熱器 1 2 0至晶粒1 3 0的接合。因此,於一些竇施例,銲劑1 7 1 200818424 及桌一鉢劑1 7 2皆自裝置1 〇 〇省略。於一些實施例,銲劑 1 7 1和銲劑1 72兩者的省略係與覆蓋層η〗和i ! 2的包含 或省略不相關。舉例來說,當覆蓋層〗n和覆蓋層U 2被 包含於熱介面1 1 〇時,銲劑1 7 1和銲劑1 72兩者皆可被省 略。舉另一例來說,當僅覆蓋層^和覆蓋層112之其中 一者被包含於熱介面1 1 0時’銲劑1 7 1和銲劑1 7 2兩者皆 可自熱介面110被省略。 組合後,裝置1 00可具有如第2圖所示之結構。 第2圖顯示根據本發明一實施例之裝置200。於一些 實施例,裝置200包含第1圖之裝置1〇0在被組合之後的 賓施例。於第2圖,裝置2 0 0包含封裝基板2 4 0、及接合 至散熱器220和晶粒23 0之熱介面210。於一些實施例, 封裝基板240包含一有機基板。 散熱器220包含層225、及覆蓋了層225的層22 7和 228。第2圖顯示層22 7和228僅覆蓋層225的表面226 之一部份。於一些實施例,層227、層228、或層227和 228兩者可覆蓋整個表面226。於一些實施例,層225可 包含銅、層227可包含鎳、而層228可包含金。層225、 227、及228亦可使用其他材料。 晶粒23 0包含表面251和252、及位於晶粒23 0之主 動側的積體電路23 5。於第2圖,該主動側係指表面25 1 側,其具有一些導電墊260,以傳送電氣訊號至積體電路 23 5或接收來自積體電路23 5之電氣訊號。晶粒23 0亦包 含與該主動側相對之一背側。於第2圖,該背側係指表面 -10- 200818424 252側。相較於表面252(背側),積體電路235較接近表面 25 1(主動側)。於一些實施例,可改變積體電路23 5於晶粒 2 3 0內的位置。 於晶粒23 0的表面252(背側)上,晶粒23〇亦包含金 屬化結構2 3 6。金屬化結構2 3 6包含層2 3 1和2 3 2的堆疊 。層231可包含鎳或具有鎳的合金。層232可包含金。金 屬化結構236可包含鎳及金以外的其他材料。於一些實施 例’金屬化結構2 3 6可包含少於或多於兩層。 熱介面210包含主層214、覆蓋層211、及覆蓋層212 。於一些實施例,熱介面210包含第1圖之熱介面110的 實施例。因此’在被接合在一起之前或之後,第2圖的熱 介面2 1 0之組件可包含如第1圖所述之熱介面1 1 〇的材料 及厚度大小。 於一些實施例,覆蓋層211及212可自裝置2 00省略 ,使得主層2 1 4直接接觸散熱器2 2 0和晶粒2 3 0。於其他 實施例,僅覆蓋層21 1及212之其中一者可自裝置200省 略,使得主層214直接接觸僅散熱器220或僅晶粒23 0。 於第2圖,爲了說明的目的,將裝置200的組件之尺 寸放大。於一些實施例’裝置2 0 0的一些組件之材料可結 合以形成具有內金屬(intermetallic)結構的材料之結合。 舉例來說,熱介面2 1 0之組件的材料以及散熱器220和晶 粒220之組件的至少一者之材料可結合以形成這些材料的 內金屬結構。 於第2圖,熱介面210可利用(或不利用)銲劑而被接 200818424 合至散熱器220和晶粒23 0。 在利用銲劑的接合程序中,散熱器22 0和晶粒23 〇間 的介面(亦即包含熱介面2 1 0的介面)可實質地沒有空隙 (free of voids)。實質地沒有空隙意爲沒有空隙存在,或若 有空隙存在,空隙係小於1 %的體積。可藉由任何已知技 術測出空隙率(v 〇 i d f r a c t i ο η )。舉例來說,可藉由 e Archimedes法測出空隙率,其係對於一給定材料測出已知 φ 密度。舉另一例來說,可藉由使用超音波檢測(scanning acoustic microscope ; SAM)測出空隙率。 在沒有利用銲劑的接合程序中,散熱器220和晶粒 2 3 〇間的介面(亦即包含熱介面2 1 0的介面)係實質地沒有 有機銲劑或有機銲劑殘留物。”實質地沒有(substantially free)”意爲:在無塵室條件(其係在接合程序期間所使用者 )下,於熱介面210的位準(level)之裝置200的分析評估 (analytical evaluation)將導致沒有可偵測到的銲劑或銲劑 ® 殘留物,不存在假陽性(f a 1 s e p o s i t i v e)。沒有可偵測到的 銲劑意指:若有任何有機銲劑存在,則其將不會被偵測到 “ (below detection),且若非不會被偵測到,則其將被追蹤 ·- (track)爲汙染物,而非被使用的程序之殘留物。 於一些實施例,藉由根據此處所述之材料及厚度來選 擇用於熱介面210之材料及厚度,於散熱器220和晶粒 230間,裝置200可具有相對地低CTE不匹配。 於一些實施例,裝置200可具有相對地低熱阻。封裝 (例如裝置 200)之熱阻係藉由該封裝的熱接面至外殼 -12- 200818424 (junction-to-case)熱阻(Rje)而被部分地測出。該封裝之RjC 一般係該封裝內的接面(例如晶粒的頂或底表面)和參考點( 例如該封裝的頂或底)間的熱阻之測量。於第2圖,舉例 來說,該Rj。可爲晶粒230和其上之參考點(例如散熱器 220上之一點)間之熱阻。裝置200的Rje測量可在各種位 . 置(例如裝置200的中間及角落)進行。因此,裝置200可 ' 具有中間Rj。測量及角落測量。藉由根據此處所述之 • 材料及厚度來選擇用於熱介面210之材料及厚度,裝置 200可具有相對地低中間Rje及低角落。因此,將來自 晶粒2 3 0的熱消散會更有效率。 於一些實施例,裝置200具有約0.071°C/W之中間 RJC。於其他實施例,裝置200具有約0.08°C / W之中間RJC 。於一些實施例,裝置200具有約0.071°C/W至約0.08 °C /W之中間。於一些實施例,裝置200具有約0.0054 °C/W之角落Rje。於其他實施例,裝置200具有約0.042 ® °C/W之角落Rje。於一些實施例,裝置200具有約0.0054 Dc /W 至約 0.042°c /W 之角落 RjC。 ~ 第3圖顯示根據本發明一實施例之方法的流程圖。方 - 法3 0 0係以槪要形式來表示,於其中爲了簡明之目的,—— 些步驟(activities)係被省略。方法3 00可被使用於第1圖 和第2圖所代表的實施例中。 方法3 〇 0之步驟3 1 0係將一熱介面置於一晶粒上。方 法3 00中之熱介面及晶粒可包含第1圖和第2圖所描述之 熱介面和晶粒的實施例。因此,於一些實施例,方法3 0 0 -13- 200818424 中之熱介面及晶粒可具有第1圖和第2圖之熱介面n〇、 熱介面210、晶粒130、及晶粒230的材料和厚度大小。 方法300之步驟320係將一散熱器置於該熱介面和該 曰曰粒上。該目女熱益可包含弟1圖之散熱器12〇和第2圖之 散熱器220的實施例。 方法3 0 0之步驟3 3 0係於一接合程序中將該熱介面接 ▲ 合至該散熱器和該晶粒。 • 於一些實施例,方法3 0 0係利用銲劑(或不利用銲劑) 來將該熱介面接合至該散熱器和該晶粒。 於一些實施例,其中係使用銲劑,該銲劑可被塗敷至 該晶粒和該熱介面間的區域以及該熱介面和該散熱器間的 區域兩者。舉例來說,在該熱介面被置於該晶粒的一表面 之前,一第一銲劑可被塗敷至該晶粒之該表面;在該散熱 器被置於該熱介面和該晶粒兩者上之前,一第二銲劑可被 塗敷至該熱介面之表面。於此範例,在該熱介面被置於該 # 晶粒上之後,該第一銲劑接觸該晶粒及該熱介面的一第一 表面;在該散熱器被置於該熱介面及該晶粒之後,該第二 - 銲劑接觸該熱介面的一第二表面及該散熱器。於其他實施 . 例,其中係使用銲劑,該銲劑可被塗敷至該晶粒和該熱介 面間的區域以及該熱介面和該散熱器間的區域之僅其中一 者。 於使用銲劑的實施例,步驟3 3 0之接合可在一真空烘 箱中或箱中壓力小於箱外壓力之一烘箱中執行。舉例來說 ,步驟3 3 0之接合可在箱中壓力小於大氣壓力之一烘箱中 200818424 執行。應了解的是,平均大氣壓力爲一大氣壓力(1 amt或 760Toi*i〇。於一些實施例,步驟33〇之接合可在箱中壓力 爲約50Torr至約1 OOTorr之一烘箱中執行。於一些實施例 ,該低於大氣壓力的壓力可被施加至該烘箱達僅步驟3 3 0 之接合程序的一小部份時間。於其他實施例,該低於大氣 — 壓力的壓力可被施加至該烘箱達步驟330之接合程序的全 * 部時間。使該烘箱內壓力低於大氣壓力會使該銲劑或銲劑 φ 殘留物之揮發物(volatiles)和化學反應物,自該晶粒和該 散熱器和該熱介面間的介面(該介面包含熱介面),被吸取 (suction)或抽取(extraction)。在完成接合程序後,該吸取 會減少該晶粒和該散熱器間之介面中的氣隙等級(voiding level)或氣隙。 於一些實施例,其中係不使用銲劑,步驟3 3 0之接合 可於無氧環境(例如氮環境)下進行。於一些實施例,其中 係不使用銲劑,步驟3 3 0之接合可包含自該熱介面、該散 φ 熱器、該晶粒、之表面或這些表面表面之任何組合,移除 氧化或氧化物。於一些實施例,可引入一材料至該烘箱內 ' 以移除該表面氧化物。用以移除該表面氧化物之材料可爲 . 氣體(gas)或電漿(Plasma)。舉例來說,氟氣或電漿可用以 移除該表面氧化物。亦可使用氟以外的其他材料。於一些 實施例,其中係不使用銲劑,步驟3 3 0之接合可在箱中壓 力小於大氣壓力之一烘箱中執行。在完成接合程序後,該 烘箱內之小於大氣壓力的壓力會減少該晶粒和該散熱器間 之介面中的氣隙。 -15- 200818424 將該熱介面接合至該散熱器及該晶粒可在一製程溫度 (process temperature)執行。於包含銦的熱介面之實施例中 ,可使用相對地低製程溫度。於一些實施例,該製程溫度 爲約該熱介面之材料的熔點或共晶溫度點(eutectic point) 。於其他實施例,該製程溫度爲約該熱介面之材料的熔點 • 或共晶溫度點加上一增加的溫度範圍。於一些實施例,該 • 增加的溫度範圍爲約(5 X+ 1) °C至約 5 Y °C,其中 X g 0,Y φ = X+ 1。舉例來說,該製程溫度爲約該熱介面之材料的熔 點或共晶溫度點加上1°C至5°C(X = 〇)、6它至10°C(X = 1)、 或11°C至15°C (X = 2)之增加的溫度範圍。於一些實施例, 步驟3 3 0中的製程溫度爲約143°C至約180°C。 於一些實施例,步驟3 3 0之接合可在約兩分鐘至約一 個半小時的時間完成。於一些實施例,方法3 0 0可使用一 裝置,利用夾力來夾住該散熱器、該熱介面、及該晶粒, 以增進接合。 • 於方法300,步驟310、320、330之其中一者的一些 實施例或範例可包含於其他步驟中,或由其他步驟所取代 〇 , 第1圖至第3圖僅例示地說明一些材料、厚度大小、 程序次序、及程序參數(例如時間、溫度、壓力)。亦可使 用其他材料、厚度大小、程序次序、及程序參數。然而, 對於一些實施例,此處所述之材料、厚度大小、程序次序 、及程序參數會比其他材料、厚度大小、程序次序、及程 序參數,在以下所述之其中一者或多者,會更有效率:降 •16- 200818424 低晶粒和散熱器之間的CTE不匹配、降低熱阻Rje、提升 接合期間的附著、提升晶粒和散熱器之間的介面之接合品 質、降低晶粒和散熱器之間的介面之氣隙等級、提升熱介 面的處置、能在低製程溫度下進行接合、及低成本。 第4圖顯示根據本發明一實施例之電腦系統。系統 4 00包含處理器410、記憶體裝置420、記憶體控制器430 、圖形控制器440、輸入及輸出(I/O)控制器450、顯示器 4 52、鍵盤454、指向裝置456、週邊裝置45 8、及匯流排 460 ° 處理器410可爲一般用途處理器或特定應用積體電路 (ASIC)。輸入及輸出(I/O)控制器450可包含通訊模組,供 有線或無線通訊。記憶體裝置420可爲動態隨機存取記憶 體(DRAM)裝置、靜態隨機存取記憶體(SRam)裝置、快閃 記憶體裝置、或這些記憶體裝置之結合。因此,於一些實 施例,系統400中之記憶體裝置420不一定要包含一 DRAM裝置。 系統400所示之這些組件之其中一或多者可包含於一 或多個積體電路封裝中。舉例來說,處理器410、或記憶 體裝置4 2 0、或至少一部份的I / 〇控制器4 5 0、或這些組 件的組合可包含於一積體電路封裝中,其包含第1圖至第 3圖中所說明的物品或裝置之至少一實施例。因此,系統 4 0 0所示之這些組件之其中一或多者可包含例如第1圖至 第3圖中所說明的晶粒、散熱器、熱介面之至少一者或組 合。 -17、 200818424 系統400可包含電腦(桌上型、膝上型、手持型(hand_ helds)、伺服器、網路設備(Web appliances)、路由器等) 、無線通訊裝置(例如行動電話、無線電話、呼叫器、個 人數位助理等)、電腦相關週邊(例如印表機、掃描器、顯 示器等)、娛樂裝置(例如電視、收音機、音響、錄音帶及 光碟播放器、視訊卡匣記錄器、攝錄影機、數位相機、 MP3(Motion Picture Experts Group,Audio Layer 3)播放器 、電視遊戲、手錶等)、或類似物。 以上g兌明及圖式足以顯示本發明之一些特定實施例, 使熟悉該項技術者得以實現本發明之實施例。其他實施例 包含結構的、邏輯的、電氣的、程序的、及其他的改變。 於圖式中,類似的特徵或類似的元件符號表示實質地相似 的特徵。範例僅代表可能的改變。一些實施例的部份或特 徵可包含於其他實施例或由其他實施例取代。許多其他實 施例對於熟悉該項技術者而言,在閱讀並瞭解以上說明後 ,會變得顯而易見。因此,各種實施例的範疇係由所附申 請專利範圍及其等效所決定。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示根據本發明一實施例之裝置在其組合前的 爆炸圖。 第2圖顯不根據本發明一實施例之裝置。 第3圖顯示根據本發明一實施例之方法的流程圖。 第4圖顯示根據本發明一實施例之電腦系統。 -18- 200818424 【主要元件符號說明】 100 :裝置 101 :表面 102 :表面 1 10 :熱介面 111 :覆蓋層 1 1 2 :覆蓋層 1 14 :主層 120 :散熱器 1 2 6 :表面 1 3 0 :晶粒 1 3 1 :厚度 1 3 5 :積體電路 1 3 6 :表面 151 :箭頭 152 :箭頭 161 :厚度 162 :厚度 164 :厚度 1 7 1 :銲劑 172 :銲劑 200 :裝置 2 1 G :熱介面 211 :覆蓋層 -19- 200818424 2 1 2 :覆蓋層 2 1 4 :主層 220 :散熱器 225 :層 226 :表面 22 7 :層 22 8 :層
230 :晶粒 231 :層 232 :層 235 :積體電路 23 6 :金屬化結構 240 :封裝基板 251 :表面 252 :表面 260 :導電墊 3〇〇 :方法 3 1 0 :步驟 320 :步驟 3 3 0 :步驟 400 :系統 4 1 〇 :處理器 420 :記憶體裝置 430 :記憶體控制器 200818424 440 : 45 0 : 452 : 454 : 45 6 : 45 8 : 460 圖形控制器 I/O控制器 顯不器 鍵盤 指向裝置 週邊裝置 匯流排

Claims (1)

  1. 200818424 十、申請專利範圍 1 · 一種用於積體電路封裝中的薄晶粒薄熱介面之方 法,包含: 將一熱介面置於一晶粒上方,該熱介面包含銦及一額 外的材料; - 將一散熱器置於該熱介面及該晶粒上方;及 . 將該熱介面接合至該晶粒及該散熱器。 φ 2·如申請專利範圍第1項之用於積體電路封裝中的 薄晶粒薄熱介面之方法,其中該熱介面之額外的材料包含 銀。 3 .如申請專利範圍第2項之用於積體電路封裝中的 薄晶粒薄熱介面之方法,其中該接合係在一烘箱中執行, 於用以將該熱介面接合至該晶粒及該散熱器期間的至少一 部份,該烘箱內部的壓力係低於大氣壓力。 4·如申請專利範圍第1、2、或3項之用於積體電路 φ 封裝中的薄晶粒薄熱介面之方法,更包含: 在將該熱介面置於該晶粒上方之前,於該晶粒上塗敷 . 一第一銲劑,使得在將該熱介面置於該晶粒上方之後,該 第一銲劑同時接觸該晶粒及該熱介面的一第一表面;及 在將該散熱器置於該熱介面上方之前,於該熱介面之 一第二表面上塗敷一第二銲劑。 5 .如申請專利範圍第1或2項之用於積體電路封裝 中的薄晶粒薄熱介面之方法,其中該銦及該銀形成一銦-銀合金,其銦與銀的重量百分比爲約9 7 %的銦比約3 %的 -22- 200818424 銀。 6. 如申請專利範圍第1或2項之用於積體電路封裝 中的薄晶粒薄熱介面之方法,其中該熱介面的厚度爲約 50μιη至約ΙΟΟμπι,且其中該晶粒的厚度爲約50μιη至約 3 0 0 μπι 〇 7. 如申請專利範圍第1、2、或3項之用於積體電路 封裝中的薄晶粒薄熱介面之方法,更包含: 塗敷一婷劑至該晶粒和該熱介面間的區域以及該熱介 面和該散熱器間的區域之其中僅一者。 8. 如申請專利範圍第1項之用於積體電路封裝中的 薄晶粒薄熱介面之方法,其中該熱介面包含一主層’該主 層具有一第一表面及一第二表面,其中該銦及該額外的材 料係於該主層中,其中該額外的材料包含銀,其中該熱介 面更包含一覆蓋層,且其中該覆蓋層覆蓋該第一表面之其 中至少一部份及該第二表面之其中至少一部份。 9·如申請專利範圍第2項之用於積體電路封裝中的 薄晶粒薄熱介面之方法,其中該接合係在沒有銲劑的情形 下執行。 1 〇·如申請專利範圍第9項之用於積體電路封裝中的 薄晶粒薄熱介面之方法,更包含: 在接合之前,移除該熱介面之表面的氧化。 11. 一種用於積體電路封裝中的薄晶粒薄熱介面之裝 置,包含: 一晶粒; -23- 200818424 一*散熱器’及 一熱介面’接合至該晶粒及該散熱器,其中該熱介面 包含銦及一額外的材料。 12·如申at專利範圍第i〗項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該熱介面之額外的材料包 - 含銦銀合金。 - 1 3 ·如申請專利範圓第1 2項之用於積體電路封裝中 φ 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該熱介面的厚度爲約 50μπι至約1〇〇μηι’且其中該晶粒的厚度爲約5〇μιη至約 3 0 0 μιη 〇 1 4·如申請專利範圍第1 1項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該熱介面具有銲劑殘留物 的存在。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該熱介面具有低於體積百 φ 分比1%之空隙的存在。 16·如申請專利範圍第11項之用於積體電路封裝中 、 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該熱介面實質上沒有銲劑 ^ 殘留物。 1 7.如申請專利範圍第1 1項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之裝置,其中該晶粒包含直接接觸該熱 介面之一金層,且其中該散熱器包含直接接觸該熱介面之 一金層。 18· —種用於積體電路封裝中的薄晶粒薄熱介面之系 -24· 200818424 統,包含: 一晶粒; 一散熱器; 一熱介面,接合至該晶粒及該散熱器,其中該熱介面 包含銦及一額外的材料;及 一隨機存取記憶體裝置,耦接至該晶粒。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之系統,其中該熱介面之額外的材料及 該銦形成一共晶合金。 20.如申請專利範圍第1 9項之用於積體電路封裝中 的薄晶粒薄熱介面之系統,其中該晶粒、該散熱器、及該 熱介面存在於一第一積體電路封裝,且其中該隨機存取記 憶體裝置存在於一第二積體電路封裝。
    -25-
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