專利名稱：一種散熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于電子裝置散熱的裝置和方法。具體地，本發明涉及一種具有至少一個中空突出部的散熱裝置，中空突出部連接到散熱裝置的基部空腔，其中突出部的中空部分和基部空腔構成熱管汽化腔。
背景技術：
集成電路元件的高性能，底成本，高度小型化，以及集成電路更高的組裝密度是電腦工業的正在追求的目標。隨著這些目標的實現，微電子電路片變得更小。因此，微電子電路片中的集成電路元件的能量消耗密度增加，其轉而增加了微電子電路片的平均接頭溫度。如果微電子電路片的溫度過高，微電子電路片的集成電路可能損壞即破壞。
已經使用了并且目前仍在應用各種裝置和技術來消除微電子電路片的熱量。一種散熱技術涉及將大表面積熱匯(heat sink)連接到微電子電路片上。圖5顯示了組件200，其包括微電子電路片202(顯示為倒裝晶片)，其通過多個焊球206物理地和電子地連接到基片載體204。熱匯208通過導熱膠214連接到微電子電路片202的背表面212。熱匯208通常用導熱材料制成，比如銅，銅合金，鋁，鋁合金和類似材料。微電子電路片202產生的熱量通過熱傳遞吸到熱匯208中(沿具有最小熱阻的路徑)。
一般采用大表面積熱匯208是因為熱匯的散熱速率基本上正比于熱匯的表面積。大表面積熱匯208一般包括多個突出部216，突出部基本上正交于微電子電路片202延伸。當然，應當知道突出部216包括但不限于細長平面翅片狀結構和柱狀/筒狀結構。大表面積的突出部216允許熱量從突出部216對流傳送到圍繞大表面積熱匯208的空氣中。風扇218可結合到組件200以增強對流散熱。然而，盡管大表面積熱匯已用于各種不同的微電子裝置中，但對可產生相當大熱量的微電子電路片，用熱匯消除熱量尚未完全成功。
另一種已知的消散微電子電路片的熱量的方法是采用熱管220，如圖6所示。熱管220是一種簡單的裝置，可快速將熱量從一點傳輸到另一點，而且不需要使用電能或機械能。熱管220一般通過抽出密封管222中空氣來形成，密封管中含有工作流體224，如水或酒精。密封管222的第一端226靠近熱源228。在熱源228附近為液相的工作流體224溫度增加并汽化成為氣相工作流體224，其朝(箭頭232指示)密封管的第二端234移動。當氣相朝密封管第二端2324移動，會重新冷凝形成液相工作流體224，因此將液相工作流體224在汽化過程中吸收的熱量釋放出來。液相通常是利用毛細作用或重力作用回到密封管的靠近熱源228的第一端226。其中這個過程是重復的。因此，熱管220能夠快速地將熱量從熱源223傳送出來。
已經采用了各種不同結構的熱管來冷卻微電子電路片，并已經結合了翅片狀散熱片(finned heat slug)202。但是這種結構尚未完全成功，對于大體積微電子裝置來講，要使用低溫冷卻或制冷冷卻相對有競爭性的成本是一種無奈的選擇。
因此，非常希望開發出一種裝置，其能有效地消除微電子電路片產生的熱量。
發明內容
本發明提出一種散熱裝置，其包括基部，其中形成至少一個空腔；多個從所述基部延伸的突出部，多個突出部中至少一個具有至少一個內部空腔；基部空腔與至少一個突出部空腔互相流體連通形成汽化腔。
本發明還提出一種形成散熱裝置的方法，包括形成散熱裝置基部，基部具有至少一個內部空腔；形成從基部延伸的多個突出部；在多個突出部中至少一個上鉆孔，所述孔從第一表面延伸到至少另一個基部空腔；和封閉最接近突出部第一表面的孔。
盡管通過本說明書和權利要求可具體確定和明確表明本發明的內容，通過結合附圖進行閱讀，本發明的優點也可從下面對本發明的介紹容易地得出。
圖1是根據本發明的連接到微電子電路片的散熱裝置的一個實施例的側剖視圖；圖2是根據本發明的散熱裝置的實施例的傾斜截面圖；圖3是根據本發明的散熱裝置的另一實施例的傾斜截面圖；圖4是根據現有技術的連接到微電子電路片的散熱裝置的又一
具體實施例方式
在下面的詳細介紹中，將參考附圖來介紹本發明的實施例，附圖通過說明性方式顯示了本發明的特定實施例。對這些實施例進行了詳細的介紹，使得所屬領域的技術人員可實施本發明。應當指出本發明的各種實施例，盡管不相同，卻沒有必要互相排斥。例如，本文介紹的與一個實施例相關的具體特征、結構或特點，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可結合于其他的實施例。此外，還應當指出在所介紹的實施例中各個元件的位置或布置在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以進行改動。因此，下面進行的詳細介紹不應當被認為是限制性的和對本發明的適當說明，以及是本發明授權的等效體的全部范圍。本發明的范圍只被所附權利要求確定。在所有附圖中相同的數字代表相同或類似的功能體。
本發明包括一種散熱裝置，其包括帶有空腔的基部和多個從基部延伸的突出部。多個突出部中至少一個也帶有空腔，該空腔可與基部空腔流體連通形成熱管的汽化腔。
圖1顯示了本發明的微電子組件100，其包括連接到微電子電路片104(以倒裝晶片顯示)的散熱裝置102。散熱裝置102包括基部106，基部上設有多個突出部108，其最好基本上正交于基部延伸。散熱裝置基部106包括其內部的空腔。多個突出部108也包括內部空腔114。突出部空腔與基部空腔112流體連通。多個突出部108最好每個都是中空的。基部空腔112和突出部空腔114結合形成了熱管的汽化腔，下面將稱作汽化腔116。汽化腔116當然是密封的并含有工作流體118，比如水或酒精。汽化腔116最好處于低壓大氣或局部真空下。散熱裝置102最好用導熱材料來制造，比如銅、銅合金、鋁、鋁合金等材料。
如上面所進行的討論，工作流體118一般是液相，并接近熱源，如微電子電路片104。由于微電子電路片104在正常操作下發熱，使汽化腔中的工作流體118的溫度上升，導致工作流體118汽化形成氣相。當氣相流體向汽化腔116的突出部空腔114移動(用箭頭122指示)并進入時，其進行冷凝重新形成液相工作流體118，因此將液相工作流體118汽化時吸收的熱量釋放。回來的液相是通過冷凝并通過重力或毛細管力沿突出部空腔114的內壁滴下回到汽化腔116的基部空腔112中，基部空腔靠近微電子電路片104。此過程是重復進行的。因此，汽化腔116能夠快速地從微電子電路片104傳遞熱量到多個突出部108，將熱量散到周圍的空氣中。突出部114可包括內部襯套(未顯示)以幫助工作流體118的冷凝和回流，如所屬領域的技術人員都知道的。應當指出取決于消散的熱量的數量，可以在全部或只是一部分的突出部設置突出部空腔114。
突出部空腔114可以利用常規的技術來形成，比如用多軸機床對突出部108鉆孔，穿過突出部108的第一表面136到達基部空腔112，然后通過焊接、釬接或其他方法封閉靠近突出部第一表面136的孔，或者連接適當尺寸的封帽，封帽的材料與散熱裝置102所用的材料相同或相近。整個散熱裝置102(中空的突出部和中空的基部)可通過注射模制和其他對所屬領域的技術人員來說很顯然的制造技術來形成。
當然，應當認識到突出部108可包括但不限于圖2所示的筒狀/柱狀結構和圖3所示的細長平面翅片狀結構。
微電子電路片104通過多個焊球126物理和電子地連接到基片124。散熱裝置基部106的安裝面128連接到微電子電路片104的背面132，最好是通過現有技術中已有的導熱膠134來連接。盡管散熱裝置102顯示出連接到微電子電路片104，但本發明當然并不限于此。散熱裝置102可連接到任何希望散熱的表面。
圖4顯示了本發明的散熱裝置140的另一實施例，其結合了多個折疊翅片狀突出部142。多個折疊翅片突出部142由平面導熱板形成，如導熱塑料或金屬，最好是銅、銅合金、鋁、鋁合金或類似材料。多個折疊翅片突出部142通過折疊平面導熱板成摺狀或波狀形式來形成，如圖4所示。折疊翅片狀突出部142的突出優點在于可比機械加工或模制翅片熱匯更便宜和更方便地形成。折疊翅片狀突出部142最好通過釬接、環氧樹脂或類似方法(未顯示)連接到底板144，底板具有凹進部分146。底板空腔146在折疊翅片突出部142的方向上敞開，使其流體連通。工作流體118設置在底板凹進部分146中，組件是密封的(最好處于低壓大氣或局部真空)。
當然，應當認識到，中空突出部的一體化，如上面所討論的，可能會要求較大的突出部截面。但是，如突出部是中空的。可調整截面積以便保證不使散熱裝置的整體重量有明顯增加。
上面已經詳細介紹了本發明的實施例，應當指出所附權利要求限定的本發明并不被上面介紹中的具體細節所限制，在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，本發明可進行多種變化和改進。
權利要求
1.一種散熱裝置，包括基部，其中形成至少一個空腔；從所述基部延伸的多個突出部，所述多個突出部中至少一個具有至少一個內部空腔；和所述基部空腔與所述至少一個突出部空腔互相流體連通，形成汽化腔。
2.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置還包括分布在所述汽化腔中的工作流體。
3.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述多個突出部包括多個柱體。
4.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述多個突出部包括多個翅片。
5.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述多個突出部包括多個折疊翅片狀突出部。
6.根據權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述基部和所述多個突出部是金屬的。
7.一種微電子組件，包括具有背表面的微電子電路片，和連接到所述微電子電路片背表面的散熱裝置，其包括基部，其中形成至少一個空腔；從所述基部延伸的多個突出部，所述多個突出部中至少一個具有內部空腔；和所述基部空腔與所述至少一個突出部空腔互相流體連通，形成汽化腔。
8.根據權利要求7所述的微電子組件，其特征在于，所述微電子組件還包括分布在所述汽化腔中的工作流體。
9.根據權利要求7所述的微電子組件，其特征在于，所述多個突出部包括多個柱體。
10.根據權利要求7所述的微電子組件，其特征在于，所述多個突出部包括多個翅片。
11.根據權利要求7所述的微電子組件，其特征在于，所述多個突出部包括多個折疊翅片狀突出部。
12.根據權利要求7所述的微電子組件，其特征在于，所述基部和所述多個突出部是金屬的。
13.一種形成散熱裝置的方法，包括形成散熱裝置基部，所述基部具有至少一個內部空腔；形成從所述基部延伸的多個突出部；在所述多個突出部中至少一個上鉆孔，其中所述孔從第一表面延伸到所述至少一個基部空腔；和封閉最接近所述突出部第一表面的所述孔。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述基部空腔中設置工作流體。
15.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述多個突出部包括形成多個柱體。
16.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述多個突出部包括形成多個翅片。
17.一種形成散熱裝置的方法，包括形成散熱裝置基部，所述基部具有至少一個凹進部分；形成多個折疊翅片狀突出部；連接所述折疊翅片狀突出部到所述基部；和密封所述折疊翅片狀突出部以形成所述基部凹進部分和所述密封的折疊翅片狀突出部構成的汽化腔。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述汽化腔中設置工作流體。
19.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，形成所述多個折疊翅片狀突出部包括折疊平面金屬板，形成多個折疊翅片狀突出部。
20.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述形成多個折疊翅片狀突出部包括折疊平面導熱塑料板，形成多個折疊翅片狀突出部。
全文摘要
一種散熱裝置包括基部，其中形成有空腔；和多個從基部延伸的突出部。多個突出部中至少一個帶有內部空腔，該空腔與基部空腔流體連通形成熱管的汽化腔。
文檔編號H01L23/36GK1650423SQ02805588
公開日2005年8月3日 申請日期2002年2月1日 優先權日2001年2月28日
發明者D·T·西爾斯, B·連, T·J·迪松, P·杜亞里 申請人:英特爾公司