[发明专利]具有周期性图案化的基板结构的热沉及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及尤其就集成电路的热沉而言减小电磁干扰的传播。

背景技术

电磁干扰(EMI)是归因于电磁辐射的影响电路的干扰。干扰可以中断、阻塞、或者另外降低或者限制电路的有效性能。不希望的电磁辐射经常起源于集成电路(IC)，并且通过其它结构在足以引起与其它器件干扰的水平被辐射。尤其热沉可能是有问题的。归因于其大的金属表面面积，热沉可以起传播电磁辐射的有效的天线的作用。

本领域中已知许多减小EMI的方案。减小EMI的一种方案是在各有源装置上使用旁通或者“解耦“电容器。解耦电容器跨过电源被连接，尽可能接近该装置。另一已知的减小噪声的方案是控制高速信号的上升时间。上升时间可以例如使用串连电阻器而被控制。VCC滤波也可以用于减小经由电源连接散布的射频干扰的量。屏蔽可以被使用，以添加另外的器件例如RF垫圈片为代价。

作为集成电路时钟和数据速度增加超过1GHz的结果，从IC所发射的辐射的波长与IC热沉的物理尺寸在相似的量级上。这贡献于热沉对于IC/IC封装上的噪声起天线作用的效率。有着试图解决该问题的热沉接地方案，但是这些工作区增添了对于印刷电路板组件的成本并且还消耗相当部分的电路板上的有限的空间。

发明内容

本发明的第一实施例是一种热沉，该热沉包括基底，该基底具有周期性图案化的结构，该结构包括在参考平面的二维中分开的导电导热片的阵列，且该基底具有垂直于参考平面的厚度。多个分支在结构上连接各片。各分支连接相邻的片并且在参考平面中各分支的宽度小于各相邻片的宽度。多个导热冷却散热鳍耦合至基底并且垂直于参考平面而延伸。

第二实施例是具有包括连续的导电层的印刷电路板的设备。处理器物理耦合至印刷电路板，并且电耦合至导电层。热沉耦合至与处理器热接触的电路板。热沉包括基底，所述基底具有包括在参考平面的二维中分开的且平行于所述导电层的导电导热的片的阵列的周期性图案化结构并且具有垂直于参考平面的厚度。多个分支在结构上连接片。各分支跨过两个相邻的片之间的开口并且在参考平面中各分支的宽度小于各相邻片的宽度。多个导热冷却鳍耦合至基底并且垂直于所述参考平面延伸。

第三实施例是减小由微处理器所产生的电磁噪声的传播的方法。确定由微处理器所产生的电磁噪声的频带。选择由分支互连的分开的片的周期性图案，其具有在所确定的频带内有抑止频带的几何形状。处理器与具有基底的热沉热接触，该基底包括导电导热材料，该材料具有所选择的周期性图案。

附图说明

图1是根据本发明实施例的热沉的透视图。

图2A-B是热沉基底的透视图，进一步详述热沉基底的周期性图案化结构。

图3是示出添加在开口内的导热、不导电的填充剂的热沉基底的俯视图。

图4A是根据一个具体示例实施例的热沉基底的有尺寸的俯视图。

图4B是图4A的热沉基底的第一部分的有尺寸的俯视图。

图4C是图4A的热沉基底的第二部分的有尺寸的俯视图。

图5A是结合了用于冷却CPU的热沉的电子装置的侧视图。

图5B是图5A的部分电子装置的放大的、详细的图。

图6是示出与传统实心热沉基底对比，使用根据本发明的实施例的周期性图案化的热沉基底导致的EMI减小的图。

图7是概述根据本发明的实施例的减小电路板上的处理器所产生的电磁噪声的传播的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及减小由电子装置中集成电路(IC)所引起的电磁干扰(EMI)。一个实施例是在热沉的基底内结合周期性图案化结构的IC的热沉。周期性图案化结构，与电路板的实心金属层(例如，接地层或者电源层)一起，形成减小在某些频带中起天线作用的热沉的效率的电磁带隙(EBG)结构。周期性图案化结构包括由导电分支所互连的导电片的周期性阵列。周期性图案化结构中的开口用导热但是不导电的填充剂填充，其最大化热沉内的热传导而不破坏EBG结构的电特性。热沉鳍使用导热但是不导电的粘合剂被耦合至热沉基底，其最大化从热沉基底至鳍的热传导同时将鳍与热沉基底电绝缘。周期性图案化结构的物理参数可以被选择以便减小在一或者更多的特征带的电磁波的传播。热沉提供该噪声减小但是与传统热沉相比具有一定水平的热消耗和可承受性。