熱增強的插入物及方法技術

本發明專利技術提供一種熱擴展連接器，其適合與電子元件一起使用，包括使用承座格柵陣列和針腳格柵陣列的連接器及其使用方法。本發明專利技術的連接器包括至少一個介電層及至少一個熱傳導層。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于電子系統中熱擴展及散熱的裝置，尤其是涉及用以從半導體芯片及其載體上將熱量傳導開并包括承座格柵陣列的散熱裝置。
技術介紹
電子電路及其半導體器件的效能受到溫度的限制。當內部溫度到達或超過特定限制時半導體器件的效能將會降低。這種限制視半導體器件的種類而定。在典型的電子器件內通常有許多的半導體相關熱源2，例如，中央處理單元或“CPU”2(圖1)。安裝到印刷電路板或布線板(PCB 4)上的其他的有源半導體器件3以及甚至流經電路路徑5的電流，介于中央處理單元2與印刷電路板4(芯片載體，插入物等等)之間的連接裝置產生熱量。為了維持或增加這些器件的效能，它們必須以一些方法散熱。散熱的方式取決于許多參數，包括用于散熱程序的可用空間、所遭遇到的溫度等等。在一些實例中，簡單地在器件上或，在連接至該器件上地有鰭的散熱片上通過液體，就足以維持半導體器件在安全的操作溫度。在一個已知的半導體器件散熱技術中，對流鰭片連接至半導體封裝，或封裝粘貼到稱為散熱片或冷卻板的較大金屬構件上。散熱片從半導體器件將吸取開熱量且可以氣冷或液體冷卻，取決于特定的應用。如果散熱片是氣冷的則典型上具有熱對流鰭片?，F今的電子設備包括各種有源、熱產生半導體元件，所述元件需要使用連接裝置以與印刷電路板電連接。如該技術中所熟知的，“承座格柵陣列”(land grid array)或“針腳格柵陣列”是這樣的連接裝置的范例，且被使用于當將被連接的有源元件具有多個觸點，所述多個觸點被以規則型態排列。其它連接裝置，大家所知道的“插入物”，連接器(如圖1中標號6所示)典型上包括支撐在扁平殼體內的一陣列觸點、元件、或墊片以便從該上表面及底表面突出。插入物6被放置在有源元件2及印刷電路板4之間，或兩個印刷電路板之間，且提供相應位置接觸墊之間的電連接。描述在現有技術中的承座格柵陣列的插入物可能通常包括彈簧或導電按鈕，它們插入位于絕緣殼體中的適當定位孔陣列內。例如，在此作為參考的美國第6,264,476號專利案中，揭露了用于承座格柵陣列的插入物，其包括介電殼體，其具有一陣列或格柵的孔及彈性導電按鈕，所述彈性導電按鈕分布在一個或多個孔中。在此作為參考的美國第6,312,266號專利案中，揭露了載體以提供單獨接觸構件的保持力的改良，該改良導致了承座格柵陣列的插入物連接器具有改良的可制造性、可靠性及更一致的機械及電效能。在一實施例中，該載體包括具有粘結劑層在其中間的上部及下部介電材料。其它可能有關的現有技術包括美國第5,528,456、5,705,850、6,299,460、6,304,451、6,078,500及6,317,326號專利案。為數眾多的電子系統需要經由連接器及芯片載體將更多的電流送至半導體器件陣列。這對具有時脈超過1GH2的處理器的當今技術的主板是特別真實的。例如，在每一新一代的微處理器中，為數眾多的晶體管被包裝在一個模中，其產生非常多的熱量，且使封裝的熱阻抗危急。而且，縮小半導體模大小的趨勢已導致較高的電源密度，這損害了封裝散熱的效能。在本領域的技術中需要一種承座格柵陣列插入物連接器，其具有改良的可制造性、可靠性及及更一致的機械及電效能，且其經由有效熱傳遞特性提供增強熱管理能力。
技術實現思路
本專利技術提供一種熱擴展插入物，它適合與電子元件一起使用，所述電子元件包括使用承座格柵陣列及針腳格柵陣列的元件。在該熱擴展插入物的一個實施例中，至少一個電接觸元件由殼體支撐，該殼體包括疊層。層壓殼體包括由至少一個介電材料層支撐的至少一個熱傳導材料層，從而至少一個電接觸元件的一部分與至少一個熱傳導材料層進行熱交流。在本專利技術的另一個實施例中，提供一種熱擴展插入物，包括多個電接觸元件，每一個電接觸元件具有第一端及一第二端。所述電接觸元件由一殼體支撐，以便第一端從殼體的第一側向外凸出而第二端從殼體的第二側向外凸出。殼體由至少一個熱傳導材料層形成，所述熱傳導材料層由至少一個介電材料層支撐，以便所述多個電觸點元件中的每一個的一部分與至少一個熱傳導材料層進行熱交流。在本專利技術的一個方面中，介電材料包括注塑聚合物，所述聚合物設置在實質上圍繞構成至少一個熱傳導材料層的引線框架周圍。提供一種在連接裝置中的熱擴展方法，其中提供一個插入物，其包括由殼體支撐的多個電觸點。殼體由至少一個熱傳導材料層形成，所述至少一個熱傳導材料層放置在兩個介電材料層之間以便所述多個電觸點元件中的每一個的一部分與至少一個熱傳導材料層進行熱交流。插入物放置于電子器件及印刷電路板之間以便從電子器件及其他熱產生元件經由該至少一個熱傳導材料層將熱傳導開。附圖說明通過下面結合附圖對本專利技術優選實施例的詳細描述，本專利技術的這些和其他特點和優點將被完全批露或更加明顯，其中相同的標號表示相同的部件，其中圖1為現有技術的包括插入物的電子封裝的側視圖；圖2為用于圖1中的插入物的接觸按鈕的透視圖；圖3是依據本專利技術實施例所形成的電子組件；圖4是圖3中電子組件沿圖3中線4-4的斷面圖；圖5是放置在電子組件中的熱擴展插入物的另一實施例視圖；圖6是圖5中電子組件沿圖5中線6-6的斷面圖；圖7是依據本專利技術實施例所形成的電子組件；圖8是圖7中電子組件沿圖7中線8-8的斷面圖；圖9是引線框架之上的通過插入模壓聚合物形成的替代殼體的斷面圖；圖10和圖11是根據本專利技術的多個介電材料層及多個熱傳導材料層的局部拆分透視示意圖，其中所述多個介電材料層及多個熱傳導材料層被放置以便層壓在一起形成一個或多個層壓殼體；圖12是根據本專利技術所形成的層壓殼體的截面透視圖；圖13是與圖6類似的斷面圖，但示出了將翼片連接至根據本專利技術所形成的層壓殼體的替代方法；圖14是半導體芯片的透視圖，該半導體芯片連接至放置在根據本專利技術所形成的針腳格柵陣列插槽之上的針腳格柵陣列；以及圖15是圖14中的針腳格柵陣列插槽沿線15-15的斷面圖。具體實施例方式優選實施例的描述要與附圖結合在一起閱讀，其被考慮為本專利技術整體描述的一部分。所繪附圖并不需要按比例布置且為了清楚及簡潔起見本專利技術的某些功能可能在大小上被過大的顯示或在某些附圖中形成。在此描述中，相關術語，例如，“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“頂”，和“底”以及它們的派生術語(例如“水平地”，“向下地”、“向上地”等等)，應當解釋為在下面的討論中描述或顯示在附圖中的方位。這些相關術語是為了方便描述且通常并不旨在需要特定方向。適當時，包括“向內地”相對于“向外地”，“縱向地”相對于“橫向地”及類似者的術語將被解釋相對于其他一個或相對于延長的軸線，或軸線或旋轉的中心。除了特別地描述外，否則關于附著，耦合及類似者，例如“連接的”及“互連的”的術語是指一種關系，其中結構是通過中介結構直接或間接地緊固或附著另一個上，以及可移動或剛性附著或關系。術語“可操作的連接”是這樣一種附著，耦合或連接，即允許相關的結構能夠通過這種關系如期望地操作。在該申請中，裝置加功能條款是通過所描述或示出地預期去涵蓋所描述的結構、建議或明顯的表達以執行所列舉的功能，不僅包括結構性等效而且包括等效性結構。參照圖3，半導體熱源2通過包括散熱片12的電子組件10有效地與印刷電路板4連接，且包括根據本專利技術所形成的承座格柵陣列的插入物16。更特別地，散熱片12可能包括任何已知的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱擴展連接器，包括：至少一個電觸點，所述電觸點由殼體支撐，其中殼體包括疊層，所述疊層具有由至少一個介電材料層支撐的至少一個熱傳導材料層，以便至少一個電觸點的一部分與至少一個熱傳導材料層進行熱交流。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李澤豫，范智能，德克B布朗，
申請(專利權)人：高度連接密度公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]