TWI488271B - 用於裸晶粒封裝以及ｌｇａ插座的負載機構 - Google Patents

Description

用於裸晶粒封裝以及LGA插座的負載機構

本發明係有關於微電子裝置封裝及插座之負載機構。

諸如中央處理單元(CPU)等的微電子裝置通常被組裝到封裝，然後安裝到諸如平面柵格陣列(LGA)插座等的插座，以便附接到電腦系統內之主機板。LGA插座可將一負載機構用來使該封裝與該插座匹配。

本發明揭示了減少封裝中之應力的方法及相關聯的裝置。這些方法可包含：提供包含被耦合到一基板的一晶粒之一封裝，其中該基板被配置在一LGA插座上，且其中一熱界面材料(TIM)被配置在該晶粒之一上表面上；以及然後將一散熱解決方案附接到該TIM，其中至少一間隙器(standoff)被附接於該散熱解決方案與該基板之間。

在下文的詳細說明中，將參照以舉例方式示出可實施本發明的特定量施例之附圖。係在充分的細節下說明這些實施例，使熟悉此項技術者能夠實施本發明。應當了解：雖然本發明的各實施例是不同的，但不必然是互斥的。例如，可在不脫離本發明的精神及範圍下，將本說明書中參照一實施例而說明的特定特徵、結構、或特性實施於其他實施例中。此外，應當了解：可在不脫離本發明的精神及範圍下，修改每一被揭示的實施例內的個別元件之位置或配置。因此，下文之詳細說明將不被視為是限制性的，且本發明之範圍只受經適當詮釋的最後的申請專利範圍以及該等申請專利範圍應享有的完整等效物範圍之界定。在該等圖式中，相同的代號在所有的圖式中參照到相同的或類似的功能。

敘述將負載機構提供給微電子封裝應用中之LGA插座的方法及相關聯的裝置。這些方法可包含：提供包含被耦合到一基板的一晶粒之一封裝，其中該基板被配置在一LGA插座上，且其中一熱界面材料(TIM)被配置在該晶粒之一上表面上；以及然後將一散熱解決方案附接到該TIM，其中至少一間隙器被附接到該散熱解決方案與該基板之間。本發明之方法及裝置提供了被用於諸如行動應用的LGA插座之低Z高度，且能夠將裸晶粒負載到一有機封裝。

第1a圖示出將負載機構提供給微電子封裝應用中之LGA插座的方法及相關聯的結構之一實施例。第1a圖示出可包含一散熱解決方案102之一封裝結構100。在一實施例中，散熱解決方案102可包含一導熱管(heat pipe)、一均熱片(heat spreader)、一散熱片、及一蒸汽槽(vapor chamber)中之至少一者。封裝結構100可進一步包含一基板104，該基板104可包含可將一晶粒106附接到基板104之複數個互連結構105。在某些實施例中，基板104可包含一封裝基板。

封裝結構100可進一步包含：可被配置在散熱解決方案102與晶粒106之間的一熱界面材料(TIM)108、以及可將基板104附接到一板112之一LGA插座110。在一實施例中，TIM 108可被配置在晶粒106的上表面109上。在某些實施例中，一背板116可被配置在板112之背面。

可穿過散熱解決方案102及板112且選擇性地穿過背板116而配置至少一安裝螺釘114。至少一間隙器118可被附接到散熱解決方案102與基板104之間，以便提供基板負載。在某些實施例中，該至少一間隙器118可包含一螺旋彈簧、一彈簧板、及一橡膠框中之至少一者。當該至少一間隙器118包含一彈簧時(如第1a圖所示)，該彈簧可根據應用而包含各種幾何形狀/設計，例如但不限於螺旋彈簧。散熱解決方案102可同時被用來作為LGA插座110及TIM 108之附接機構。

該至少一間隙器118可推靠封裝基板104。安裝螺釘114可提供/調整TIM 108、基板104、及LGA插座110上的負載。可由於被施加到該至少一安裝螺釘114的力，而將一彈簧壓縮力120施加到LGA插座110及TIM 108。在一實施例中，該至少一安裝螺釘114可將散熱解決方案102夾向背板116及(或)板112。在一實施例中，被配置在散熱解決方案102與板112之間的該至少一安裝螺釘114可調整該至少一間隙器118上的負載。在一實施例中，可根據所需的特定負載規格調整該至少一間隙器118上的負載，而將LGA插座110及TIM 108上的負載最佳化。

該至少一安裝螺釘114可將一新穎的負載機構提供給LGA插座110，且在某些實施例中，該至少一安裝螺釘114可被用於裸晶粒有機封裝應用。散熱解決方案102可同時被用來作為LGA插座110及TIM 108之一附接機構。散熱解決方案102之負載機構可經由晶粒106及封裝104而提供負載，且可被用來作為TIM 108之一保持機構。

在一實施例中，封裝結構100之Z高度122可小於約8毫米。封裝結構100的較低之Z高度122能夠讓LGA插座110被用於可受益於小Z高度122之行動應用，且能夠對裸晶粒有機封裝施加負載。在諸如行動膝上型電腦等的Z高度122具有關鍵性且受限制之系統中，本發明之負載機構可經由將該負載機構與現有的諸如散熱片等的散熱負載機構整合，而滿足了小尺寸的要求，因而提供了通過該微電子裝置及封裝本體之負載分佈。

第1b圖示出本發明之另一實施例。封裝結構100可包含至少一間隙器118，其中該至少一間隙器118可包含一彈簧板。在一實施例中，該彈簧板可配置在一墊圈119，而該墊圈119可被配置在基板104上。在一實施例中，墊圈119可包含一橡膠墊圈，但是一般而言可包含適於該特定應用之任何材料。在一實施例中，散熱解決方案102可同時被用來作為LGA插座110及TIM 108之一附接機構。

彈簧板118可推靠在封裝基板104上。該彈簧板(可根據應用而包含各種幾何形狀/設計)可推靠在封裝基板104上。在一實施例中，墊圈119可被用來保護封裝基板104。可由於被施加到該至少一安裝螺釘114的力，而將一彈簧壓縮力120施加到LGA插座110及TIM 108。該至少一安裝螺釘114可提供/調整TIM 108、基板104、及LGA插座110上的負載。在一實施例中，被配置在散熱解決方案102與板112之間的該至少一安裝螺釘114可調整該至少一彈簧板118上的負載。在一實施例中，可根據所需的特定負載規格調整該至少一彈簧板118上的負載，而將LGA插座110及TIM 108上的負載最佳化。

在一實施例中，封裝結構100之Z高度122可小於約8毫米。封裝結構100的較低之Z高度122能夠讓LGA插座110被用於行動應用，且能夠對裸晶粒有機封裝施加負載。

第1c圖示出本發明之另一實施例。封裝結構100可包含至少一間隙器118，其中該至少一間隙器118可包含一橡膠框118，且可以與彈簧類似之方式使用該橡膠框118。散熱解決方案102可同時被用來作為LGA插座110及TIM 108之一附接機構。

橡膠框118可推靠在封裝基板104上。該橡膠框(可根據應用而包含各種幾何形狀/設計)可推靠在封裝基板104上。可由於被施加到該至少一安裝螺釘114的力，而將一彈簧壓縮力120施加到LGA插座110及TIM 108。該至少一安裝螺釘114可提供/調整TIM 108、基板104、及LGA插座110上的負載。在一實施例中，被配置在散熱解決方案102與板112之間的該至少一安裝螺釘114可調整該至少一橡膠框118上的負載。在一實施例中，可根據所需的特定負載規格調整該至少一橡膠框118上的負載，而將LGA插座110及TIM 108上的負載最佳化。

在一實施例中，封裝結構100之Z高度122可小於約8毫米。封裝結構100的較低之Z高度122能夠讓LGA插座110被用於行動應用，且能夠對裸晶粒有機封裝施加負載。

第2圖敘述根據本發明的一實施例之一流程圖。在步驟200中，提供包含被耦合到一基板之一封裝，其中該基板被配置在一LGA插座上，且其中一TIM被配置在該晶粒之上表面上。在步驟210中，一散熱解決方案被附接到該TIM，其中至少一間隙器被附接於該散熱解決方案與該基板之間。

如前文所述，本發明提供了能夠包含LGA插座的低Z高度的行動封裝之方法及相關聯之結構。較低的Z高度可有利於經由將一被致能的散熱解決方案整合到LGA負載機構而附接該LGA插座。本發明的各實施例之負載機構提供通過晶粒及諸如有機封裝等的封裝之負載，而完成與該LGA插座間之電連續性。

雖然前文之說明已指定了可被用於本發明的方法之某些步驟及材料，但是熟悉此項技術者當可了解：可作出許多修改及替代。因此，所有這些修改、變更、替代、及增添將被視為在最後的申請專利範圍界定的本發明之精神及範圍內。此外，應當了解：諸如可被印刷電路板採用的封裝等的封裝是此項技術中習知的。因此，應當了解：本發明所提供的圖式只示出與本發明的實施有關的例示封裝總成之一些部分。因此，本發明不限於本說明書中述及的結構。

100．．．封裝結構

102．．．散熱解決方案

104．．．基板

105．．．互連結構

106．．．晶粒

108．．．熱界面材料

110．．．LGA插座

112．．．板

109．．．上表面

116．．．背板

114．．．安裝螺釘

118．．．間隙器

120．．．彈簧壓縮力

122．．．Z高度

119．．．墊圈

雖然本說明書以特別指出且清楚地要求本發明的申請專利範圍之申請專利範圍作為總結，但是若參閱前文中對本發明的說明並配合各附圖，將可更易於確定本發明之優點，在該等附圖中：

第1a-1c圖示出根據本發明的實施例之結構。

第2圖是根據本發明的實施例之流程圖。

100．．．封裝結構

102．．．散熱解決方案

104．．．基板

106．．．晶粒

108．．．熱界面材料

109．．．上表面

110．．．LGA插座

112．．．板

114．．．安裝螺釘

116．．．背板

118．．．間隙器

120．．．彈簧壓縮力

122．．．Z高度

Claims (16)

1. 一種方法，包含：提供包含被耦合到一基板的一無罩裸晶粒之一封裝，其中該基板被配置在一平面柵格陣列(LGA)插座上，且其中一熱界面材料(TIM)被直接配置在該無罩裸晶粒之一上表面上；以及將一散熱解決方案附接到該熱界面材料，其中至少一間隙器被附接於該散熱解決方案與該基板之間，其中該至少一間隙器包含一彈簧、設置於一保護墊圈上的一彈簧板、及一橡膠框中之至少一者，該保護墊圈位於該彈簧板和該基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該LGA插座被配置在一板上。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中被配置在該散熱解決方案與該板之間的至少一安裝螺釘調整至少一推靠在基板上之彈簧上之負載。
4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中係藉由調整該至少一安裝螺釘上的負載而調整該LGA插座及該熱界面材料上的負載。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該散熱解決方案藉由提供經由該晶粒及該基板至該LGA插座之一負載，而提供用於該LGA插座的一負載機構。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該散熱解決方案提供用於該封裝的一負載機構。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該封裝之Z高度小於約8毫米。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該封裝包含一裸晶粒有機封裝。
9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該散熱解決方案包含一導熱管、一均熱片、一散熱片、及一蒸汽槽中之至少一者。
10. 一種方法，包含：提供包含被耦合到一有機基板的一無罩裸晶粒之一行動封裝，其中該有機基板被配置在一LGA插座上，且其中一熱界面材料被直接配置在該無罩裸晶粒之一上表面上；以及將一散熱解決方案附接到該熱界面材料，其中至少一間隙器被附接於該散熱解決方案與該有機基板之間，且其中該散熱解決方案藉由提供經由該晶粒及該有機基板至該LGA插座之一負載，而提供用於該LGA插座的一負載機構，其中該至少一間隙器包含一彈簧、設置於一保護墊圈上的一彈簧板、及一橡膠框中之至少一者，該保護墊圈位於該彈簧板和該基板之間。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該行動封裝之Z高度小於約8毫米。
12. 一種結構，包含：包含被耦合到一基板的一無罩裸晶粒之一封裝，其中該基板被配置在一LGA插座上，且其中一熱界面材料被直 接配置在該無罩裸晶粒之一上表面上；以及被配置在該熱界面材料上之一散熱解決方案，其中至少一間隙器被附接於該散熱解決方案與該基板之間，其中該至少一間隙器包含一彈簧、設置於一保護墊圈上的一彈簧板、及一橡膠框中之至少一者，該保護墊圈位於該彈簧板和該基板之間。
13. 如申請專利範圍第12項之結構，其中至少一安裝螺釘被配置在該散熱解決方案與該板之間，且可調整該LGA插座上的負載。
14. 如申請專利範圍第12項之結構，其中該封裝之Z高度小於約8毫米，且其中該封裝包含一行動封裝。
15. 如申請專利範圍第12項之結構，其中該封裝包含一無罩裸晶粒有機封裝。
16. 如申請專利範圍第12項之結構，其中該散熱解決方案包含一導熱管、一均熱片、一散熱片、及一蒸汽槽中之至少一者。