[发明专利]具有集成散热柱的微电子组件、包括其的系统及制作方法

说明书

本公开涉及具有集成散热柱的微电子组件、包括其的系统及制作方法。本发明公开了具有集成散热柱的微电子系统以及用于制作这类微电子系统的方法。在各种实施例中，所述方法包括获得微电子组件的步骤或工艺，散热柱从所述微电子组件突出。所述微电子组件放置或安放在例如多层印刷电路板的基板上，在所述基板中具有插座腔。在所述微电子组件安放在所述基板上时，所述散热柱接收在所述插座腔中。在安放所述微电子组件的同时或之后，将所述微电子组件和所述散热柱粘结到所述基板。在某些实施例中，所述散热柱可设定尺寸或大小，使得当所述微电子组件安放在所述基板上时，所述散热柱占据所述插座腔的体积的大部分。

技术领域

本公开的实施例大体上涉及微电子系统，并且更具体地，涉及包括集成散热柱的发热微电子组件、包含这类组件的微电子系统及其制作方法。

背景技术

微电子系统通常包含在操作期间易于产生余热的功率装置，特别是当这类装置在较高功率电平下操作时，并且在适用时，在较高RF频率下操作时。在不存在用于从系统去除余热的适当手段的情况下，在微电子系统和该微电子系统中包含的(一个或多个)功率装置内的局部区域可发生不期望高温或“热点”。这类升高的局部温度可通过加速常见故障模式(如焊料接头疲劳)减损装置性能并且降低微电子系统的可靠性。出于此原因，包含功率装置的微电子系统通常利用嵌入硬币型基板；即，并入金属块或“硬币”作为具有相对高热导率的专用安装结构的基板制作。通过将功率装置或包含(一个或多个)功率装置的模块附接到嵌入硬币，余热集中可更有效地耗散以增强微电子系统的热性能。

虽然大体上具有改进的散热能力，但是利用嵌入硬币基板制作的微电子系统在某些方面仍然受限制。用于制作硬币型基板的制造工艺通常相对复杂、成本高，并且可涉及暴露于升高的处理温度，在该处理温度下可发生基板翘曲和其它有害影响。当出于电互连的目的利用嵌入硬币时，另外提高制造成本和复杂度；例如以将功率装置或含装置的微电子组件的接地垫电联接到包含在基板内的接地层。为了提供具体例子，现在制作某些多层PCB以包括嵌入硬币和通常被称为“通孔群”的通孔的环形集群，该通孔群延伸通过上PCB层以将嵌入硬币连接到在PCB内的电接地。以此方式制作嵌入硬币基板可降低PCB制造成本，同时在PCB内的嵌入硬币和接地层之间提供可靠连接；然而，此类型的嵌入硬币PCB仍然不期望地生产成本高并且几乎不增强微电子系统的整体散热能力。

不考虑上文制造相关限制，利用嵌入硬币基板制作的微电子系统在其它方面同样仍然受限制。在常规设计和制作时，这类系统通常仅或排他性地依赖于传统材料，如焊接材料，以将发热微电子组件附接到在特定PCB或基板内嵌入的硬币的上表面。虽然在许多(如果不是大部分)应用中可接受，但是这类材料的热导率和温度容限在高功率和高频率应用(如某些RF应用)的情况下可为不期望的限制。因此，常规嵌入硬币型基板集成到包含功率装置的微电子系统中同样提供次优散热解决方案。当在较高功率电平下和/或在较高可操作频率下操作时，以加重微电子系统的故障模式的方式在热堆叠(即，期望导热流通过的材料的各个层)内的某些接合点处可仍然发生高度升高的局部温度。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于制作微电子系统的方法，包括：

获得微电子组件，散热柱从所述微电子组件突出；

将所述微电子组件安放在基板上，在所述基板中具有插座腔，在所述微电子组件安放在所述基板上时，所述散热柱接收在所述插座腔中；和

在安放所述微电子组件的同时或之后，将所述微电子组件和所述散热柱粘结到所述基板。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括标定所述散热柱的尺寸，使得当所述微电子组件安放在所述基板上时，所述散热柱占据所述插座腔的体积的大部分。

在一个或多个实施例中，所述基板包括限定所述插座腔的内腔侧壁；并且

其中所述方法进一步包括标定所述散热柱的尺寸，使得当所述微电子组件安放在所述基板上时，所述散热柱通过周边余隙与所述内腔侧壁分隔开。