[发明专利]具有用于热传输的化学气相沉积金刚石（CVDD）窗口的板组件

说明书

本发明公开了一种用于将热量从半导体管芯传导出去的方法和设备。本发明公开了一种板组件，该板组件包括第一电路板，该第一电路板具有延伸穿过该第一电路板的开口。化学气相沉积金刚石(CVDD)窗口在该开口内延伸。导热膏层在该CVDD窗口上方延伸。半导体管芯在该导热膏层上方延伸，使得该半导体管芯上的热点覆盖在该CVDD窗口上。

背景技术

半导体管芯需要有效的热传输，以防止热量积聚，这可能会损害管芯的性能并永久性地损坏管芯。过去使用了各种机制来从管芯除去热量。最常见的机制是使用金属翅片，金属翅片经由导热粘合剂附接至管芯的顶部。这在过去对于单板设计很有效。然而，对于将管芯放置在两块板之间的多板组件，无法将金属翅片直接放置在管芯上方。

化学气相沉积金刚石(CVDD)具有非常高的热导率，能够制成薄片。这些薄片通常使用特殊锯来切割，以获得不同形状的金刚石薄片，用于多种商业应用。由CVDD颗粒组成的膏比CVDD薄片便宜得多。尽管金刚石膏已用于半导体领域中的热传输，但CVDD薄片和形状由于其价格昂贵而未被广泛采用。

因此，需要一种不会过于昂贵并且将提供足够的热传输以便防止在单个管芯内出现热积聚的方法和设备。此外，需要一种可与多板组件一起使用的可用于将热量从管芯传送出去的方法和设备。

发明内容

本发明公开了一种板组件，该板组件包括：电路板；半导体管芯，该半导体管芯电耦合至电路板；化学气相沉积金刚石(CVDD)窗口；和导热膏层，该导热膏层沿CVDD窗口的第一表面的完整范围与CVDD窗口的第一表面直接接触并且与半导体管芯直接接触。导热膏层被定位成使得导热膏层遮盖半导体管芯上的热点。CVDD窗口的占位面积小于半导体管芯的占位面积的百分之二十。

本发明公开了一种用于形成板组件的方法，该方法包括：识别半导体管芯上的热点的位置；以及在电路板中切割出对应于所识别热点的位置的开口。将形状对应于热点的形状(和位置)的CVDD窗口插入到开口中。然后将足以确保金刚石窗口与热点之间的接触的导热膏层(小于40μm厚)放置在CVDD窗口上方并且将管芯定位在导热膏层上方，使得CVDD窗口位于热点下方并且使得半导体管芯的表面与导热膏层直接接触。

本发明公开了一种用于形成板组件的方法，该方法包括：识别半导体管芯上的热点的位置；在对应于半导体管芯上的热点的位置的位置，将CVDD窗口附接至导热板的表面上；在所附接的CVDD窗口上方施加导热膏层；将半导体管芯附接至电路板，使得半导体管芯电耦合至电路板；以及将导热板放置在半导体管芯上方，使得所施加的导热膏层与半导体管芯接触并且使得CVDD窗口覆盖在热点上。

由于CVDD窗口的高的热导率以及窗口在热点下面的定位，快速且有效地从管芯除去热量。另外，CVDD窗口的表面积显著小于管芯的整个表面积。因此，CVDD窗口材料的成本显著小于CVDD材料的横向范围与管芯的占位面积相同的情况下的成本。

附图说明

下面将参考实施方案和附图更详细地解释本发明。应当理解，附图未按比例绘制。

图1是示出根据本发明的实施方案的用于形成具有CVDD窗口的板组件的方法的框图。

图2是示出具有对应于所识别热点的开口的电路板的剖视图的图。

图3是示出根据本发明的实施方案的图2的电路板的剖视图并且示出待插入到电路板中的开口中的CVDD窗口的图。

图4是示出根据本发明的实施方案的在CVDD窗口已插入到电路板中的开口中之后并且在导热膏层已沉积在每个CVDD窗口上方之后的图3的电路板组件的侧视图的图。

图5是示出根据本发明的实施方案的在半导体管芯放置在导热膏层上方使得CVDD窗口定位在热点下方之后图4的电路板组件的侧视图的图。

图6是示出根据本发明的实施方案的图5的电路板组件的顶视图的图。