專(zhuān)利名稱(chēng)：納米尺寸的金屬和合金以及組裝包括納米尺寸的金屬和合金的封裝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
披露的實(shí)施例涉及用于微電子器件封裝的納米尺寸的金屬和合金。
背景技術(shù)：
經(jīng)常在處理器內(nèi)為多種任務(wù)制造集成電路(IC)管芯。IC運(yùn)行總是在管芯封裝內(nèi)導(dǎo)致生熱和熱膨脹應(yīng)力。較高熔點(diǎn)的金屬和合金的互連件雖然抵抗了由管芯上密集地封裝的電路導(dǎo)致的高運(yùn)行溫度，但它們不能與可能具有高密度電流兼容性問(wèn)題的已封裝的低K層間電介質(zhì)層管芯集成。另外，較高熔點(diǎn)的金屬合金和互連件可能在制造期間在熱預(yù)算上是昂貴的。


為理解獲得實(shí)施例的方式，將通過(guò)參考附圖給出對(duì)多種實(shí)施例的更特定的描述。應(yīng)理解的是這些附圖僅描繪了典型的實(shí)施例，不必需地按比例繪制且因此不被考慮為限制其范圍，通過(guò)使用附圖將結(jié)合附加的特征和細(xì)節(jié)描述和解釋一些實(shí)施例，各圖為圖1是包括根據(jù)實(shí)施例的焊料微粒組合物的顯微照片的計(jì)算機(jī)圖像截面；圖2是包括根據(jù)實(shí)施例的焊料微粒組合物的顯微照片的計(jì)算機(jī)圖像截面；圖3是包括根據(jù)實(shí)施例的焊料微粒組合物的顯微照片的計(jì)算機(jī)圖像截面；圖4是根據(jù)實(shí)施例的微電子器件封裝的截面正視圖；圖5A是根據(jù)實(shí)施例的微電子器件封裝的截面；圖5B是進(jìn)一步處理后的圖5A中描繪的微電子器件封裝的截面；圖6A是根據(jù)實(shí)施例在處理期間的微電子器件的截面；圖6B是進(jìn)一步處理后的圖6A中描述的微電子器件的截面；
圖6C是進(jìn)一步處理后的圖6B中描述的微電子器件的截面；圖6D是進(jìn)一步處理后的圖6C中描述的微電子器件的截面；圖7是圖6C中描繪的微電子器件的部分的放大；圖8A是在根據(jù)實(shí)施例的處理期間的微電子器件的截面；圖8B是進(jìn)一步處理后的圖8A中描述的微電子器件的截面；圖9是根據(jù)多種實(shí)施例的處理流程圖；和圖10是根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算系統(tǒng)的描繪。
具體實(shí)施例方式
如下的描述包括例如上、下、第一、第二等的術(shù)語(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)僅用于描述的目的且不解釋為限制性的。在此描述的器件或物品的實(shí)施例可以以多個(gè)位置和取向制造、使用或運(yùn)輸。術(shù)語(yǔ)“管芯”和“處理器”一般地指作為通過(guò)多種處理操作被轉(zhuǎn)化為希望的集成電路器件的基本工件的物理對(duì)象。管芯通常從晶片中切分，且晶片可以由半導(dǎo)體材料、非半導(dǎo)體材料或半導(dǎo)體材料和非半導(dǎo)體材料的組合制成。板典型地為樹(shù)脂浸漬玻璃纖維結(jié)構(gòu)，它用作管芯的安裝基片。
現(xiàn)在將參考附圖，其中為類(lèi)似的結(jié)構(gòu)提供類(lèi)似的參考標(biāo)示。為最清晰地示出結(jié)構(gòu)和處理實(shí)施例，在此包括的附圖是實(shí)施例的示意表示。因此，例如在顯微照片中的制造后的結(jié)構(gòu)的實(shí)際外觀可能呈現(xiàn)得不同，而仍合并了實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)。此外，附圖僅示出了理解實(shí)施例所必需的結(jié)構(gòu)。未包括在本領(lǐng)域中已知的另外的結(jié)構(gòu)，以維持附圖的清晰。
圖1是包括根據(jù)實(shí)施例的金屬微粒組合物100的顯微照片的計(jì)算機(jī)圖像截面。金屬微粒組合物100包括在小于大約20納米(nm)的范圍內(nèi)的總微粒尺寸。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物100包括在從大約5nm到20nm的范圍內(nèi)的總微粒尺寸。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物100包括在從大于或等于大約15nm到大約20nm的范圍內(nèi)的總微粒尺寸。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物100包括在大約98％小于或等于大約20nm的范圍內(nèi)的總微粒尺寸。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物100包括任何可以在這些尺寸范圍內(nèi)制造的金屬微?；蚝辖鹞⒘！?br> 在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括等于或低于大約400攝氏度的熔化溫度。取決于金屬的類(lèi)型和微粒的尺寸，金屬微粒組合物可以具有數(shù)百度的熔化溫度改變。例如，金的熔化溫度為大約1064攝氏度。當(dāng)金形成為此處所闡述的納米尺寸的微粒時(shí)，其熔化溫度可以是大約300攝氏度。
在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括帶有小于或等于大約20nm的范圍內(nèi)的微粒尺寸的第一金屬110，且第一金屬110獨(dú)自地呈現(xiàn)為純金屬，或呈現(xiàn)為宏觀的單相合金。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括銀(Ag)。在實(shí)施例中，金屬文理組合物包括銅(Cu)。在實(shí)施例中金屬微粒組合物包括金(Au)。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括金錫合金(Au80Sn20)。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括錫(Sn)。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括以上金屬微粒組合物的至少兩個(gè)的組合。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物包括以上金屬微粒組合物的至少三個(gè)的組合。
圖1圖示了另一個(gè)實(shí)施例，例如Au80Sn20金屬微粒組合物，它包括第一金屬110作為核結(jié)構(gòu)，核結(jié)構(gòu)包括金，它還包括第二金屬112作為殼結(jié)構(gòu)，殼結(jié)構(gòu)112包括錫。在實(shí)施例中，第一金屬110包括銀且第二金屬112從銅、金、鉛和錫中選擇。在實(shí)施例中，第一金屬110包括金且第二金屬112從銅、銀、鉛和錫中選擇。在實(shí)施例中，第一金屬110包括鉛且第二金屬112從銅、銀、金和錫中選擇。在實(shí)施例中，第一金屬110包括錫且第二金屬112從銅、銀、金和鉛中選擇。在實(shí)施例中，以上第一金屬110、第二金屬112金屬微粒組合物的任何金屬微粒組合物包括其量呈現(xiàn)為大于第二金屬的第一金屬。
在實(shí)施例中，第一金屬110具有第一熔化溫度，且第二金屬112具有小于第一熔化溫度的第二熔化溫度。在此實(shí)施例中，第一金屬110可以是金且第二金屬112可以是錫。
圖2是根據(jù)實(shí)施例的包括金屬微粒組合物200的顯微照片200的計(jì)算機(jī)圖像截面。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物200包括第一金屬210、第二金屬內(nèi)殼212和第三金屬外殼214。在此實(shí)施例中，第一金屬210構(gòu)造為大體上的核結(jié)構(gòu)，第二金屬212構(gòu)造為大體上的內(nèi)殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)殼結(jié)構(gòu)鄰接核結(jié)構(gòu)210，且第三金屬214構(gòu)造為外殼結(jié)構(gòu)214，外殼結(jié)構(gòu)鄰接內(nèi)殼結(jié)構(gòu)212。
在實(shí)施例中，核210包括第一熔化溫度且大體上的外殼214具有大于第一熔化溫度的第三熔化溫度。在實(shí)施例中，核210具有第一熔化溫度且大體上的外殼214具有小于第一熔化溫度的第三熔化溫度。在此實(shí)施例中，核210可以是例如金的第一金屬210，且外殼214可以是例如錫的第三金屬214。
圖3是包括根據(jù)實(shí)施例的金屬微粒組合物的顯微照片300的計(jì)算機(jī)圖像截面。金屬微粒組合物300包括大體上構(gòu)成為第一部分的第一金屬310，和大體上構(gòu)造為第二部分的第二金屬312。在實(shí)施例中，第一部分310鄰接第二部分312，但兩個(gè)部分都不大體上包圍另一個(gè)部分或被另一個(gè)部分包圍。在實(shí)施例中，第一部分310和第二部分312包括聚集物，且第一部分310和第二部分312的至少一個(gè)具有從大約0.5∶1，包括大約1∶1，直至大約1∶2的縱橫比。因此，第一部分310或第二部分312的一個(gè)的最小尺寸可以小到大約5nm，且第一部分310或第二部分312的一個(gè)的最大尺寸可以大到大約20nm。然而，在實(shí)施例中，第一部分310或第二部分312的一個(gè)的有效最小尺寸可以大到為20nm，且第一部分310或第二部分312的一個(gè)的最大尺寸可以通過(guò)選擇在此披露中闡述的縱橫比實(shí)施例的一個(gè)來(lái)確定。
在實(shí)施例中，在此披露中闡述的第一金屬微粒組合物和第二金屬微粒組合物的任何金屬微粒組合物可以用作在圖3中描繪的金屬微粒組合物300。
圖4是根據(jù)實(shí)施例的包括管芯接附金屬微粒組合物的封裝的截面。封裝400包括第一管芯410和管芯接附金屬微粒組合物412，其將第一管芯410粘附到安裝基片414。在實(shí)施例中，金屬微粒組合物412是在此披露中闡述的任何金屬微粒組合物。
第一管芯410通過(guò)管芯結(jié)合盤(pán)416、結(jié)合線418和安裝基片結(jié)合指420電氣地聯(lián)接到安裝基片414。另外，封裝400可以包括例如一系列隆起的進(jìn)一步的電氣連接件，其中之一以參考數(shù)字422標(biāo)識(shí)，用于進(jìn)一步地安裝在例如母板上。
在實(shí)施例中，安裝基片414是例如主板的印刷線路板(PWB)的部分。在實(shí)施例中，安裝基片414是插入件的部分。在實(shí)施例中，安裝基片414是夾層PWB的部分。在實(shí)施例中，安裝基片414是擴(kuò)展卡PWB的部分。在實(shí)施例中，安裝基片414是例如用于手持設(shè)備的板的小型PWB的部分，手持設(shè)備例如是移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。
圖5A是根據(jù)實(shí)施例的微電子器件封裝500的截面。微電子器件封裝500包括管芯510，管芯510包括起作用的表面512和背側(cè)表面514。在實(shí)施例中，管芯510是處理器，例如由Intel Corporation制造的處理器。在實(shí)施例中，助熔的(fluxed)焊料微粒組合物膏516提供在起作用的表面512上。凹陷的結(jié)合盤(pán)518布置在起作用的表面512上且與助熔的焊料微粒組合物膏516接觸。在實(shí)施例中，管芯510布置在集成散熱器(IHS)520和安裝基片522之間。助熔的焊料微粒組合物膏516布置在安裝基片結(jié)合盤(pán)524上。助熔的焊料微粒組合物膏516與管芯510的起作用的表面512接觸。在實(shí)施例中，助熔的焊料微粒組合物膏516是在此披露中闡述的任何金屬微粒組合物。
安裝基片522可以是在本領(lǐng)域中已知的任何安裝基片，例如印刷電路板(PCB)、主板、母板、夾層板、擴(kuò)展卡或其他安裝基片。在實(shí)施例中，熱界面材料(TIM)526布置在管芯510的背側(cè)表面514和集成散熱器520之間。在實(shí)施例中，熱界面材料526是根據(jù)在此披露中闡述的實(shí)施例的任何實(shí)施例的金屬微粒組合物。在實(shí)施例中，熱界面材料526是焊料。在實(shí)施例中，熱界面材料526是反應(yīng)金屬微粒組合物，在回流處理期間它與背側(cè)表面514化學(xué)地結(jié)合。在實(shí)施例中，熱界面材料526是金屬微粒組合物，例如金剛石填充焊料或碳纖維填充焊料。在實(shí)施例中，熱界面材料是已回流的金屬微粒組合物，包括小于或等于大約20μm的顆粒尺寸。
在實(shí)施例中，集成散熱器520與結(jié)合材料528接附，結(jié)合材料528將集成散熱器520的唇緣部分530固定在其上。微電子器件封裝500的變化可以適合于使用數(shù)個(gè)金屬微粒組合物實(shí)施例的一個(gè)。
圖5B是進(jìn)一步處理后的圖5A中描繪的微電子器件封裝501的截面?？梢酝ㄟ^(guò)熱處理進(jìn)行將金屬微粒組合物膏516(圖5A)回流為焊料隆起517和金屬微粒組合物熱界面材料526的回流，或它們之一與管芯510連接。在實(shí)施例中，施加熱以實(shí)現(xiàn)接近了或達(dá)到了特定的焊料隆起517或熱界面材料526的固相線溫度的溫度。在實(shí)施例中，焊料隆起517或熱界面材料526描繪為已加熱到從大約150攝氏度到大約220攝氏度的范圍。在實(shí)施例中，焊料隆起517或熱界面材料526加熱到從大約170攝氏度到大約200攝氏度的范圍。在實(shí)施例中，焊料隆起517或熱界面材料526加熱到大約180攝氏度。在實(shí)施例中，平均顆粒尺寸在小于或等于大約20μm的范圍內(nèi)。
圖6A是根據(jù)實(shí)施例在處理期間的微電子器件600的截面?；?10例如可以是為處理器的管芯，基片610包括用于從基片610到外界電連通的結(jié)合盤(pán)612。微電子器件600描繪為以帶有圖案的掩模614處理，掩模614暴露了結(jié)合盤(pán)612。在實(shí)施例中，結(jié)合盤(pán)612是銅的上金屬化層，它可以接觸數(shù)個(gè)金屬化層的任一個(gè)。例如，在簡(jiǎn)單的微電子器件中的如金屬一(M1，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬二(M2，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M2與M1電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬三(M3，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M3與M2電接觸，M2又與M1電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬四(M4，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M4與M3電接觸。M3與M2電接觸，M2又與M1電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬五(M5，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M5與M4電接觸。M4與M3電接觸。M3與M2電接觸，M2又與M1電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬六(M6，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M6與M5電接觸。M5與M4電接觸。M4與M3電接觸。M3與M2電接觸，M2又與M1電接觸。在另一個(gè)例子中，例如金屬七(M7，未繪出)的金屬化層與結(jié)合盤(pán)612電接觸。M7與M6電接觸。M6與M5電接觸。M5與M4電接觸。M4與M3電接觸。M3與M2電接觸，M2又與M1電接觸。通過(guò)此披露，將清楚的是多種半導(dǎo)體基片結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于多種實(shí)施例。
圖6B是進(jìn)一步處理后的圖6A中描述的微電子器件601的截面。帶有圖案的掩模614在實(shí)施例中是帶有圖案的光致抗蝕劑，根據(jù)在此披露中闡述的多種實(shí)施例，它已填充有金屬微粒組合物前體616，例如助熔的金屬微粒組合物粉末616，也稱(chēng)為焊料微粒組合物膏616。
在實(shí)施例中，金屬微粒組合物膏616包括在處理期間作為用于金屬微粒組合物膏616的短效結(jié)合劑的助熔劑載體。在實(shí)施例中，本身不形成圖案，而是助熔的金屬微粒組合物形成敷層，且在回流期間助熔劑載體流化且優(yōu)選地潤(rùn)濕結(jié)合盤(pán)612，且優(yōu)選地變成疏基片610的，基片610可以是半導(dǎo)體、電介質(zhì)和它們的組合。
圖6C是進(jìn)一步處理后的圖6B中描述的微電子器件602的截面。在此實(shí)施例中，形成圖案的掩模614已被去除。形成圖案的掩模614的去除可以通過(guò)簡(jiǎn)單地將其從基片610拉離而完成，且因此留下了助熔的金屬微粒組合物616，它形成為直接在結(jié)合盤(pán)612上的離散的孤立區(qū)。
圖7是圖6C中描繪的微電子器件的部分的放大。圖7從圖6C中描繪的虛線7內(nèi)的區(qū)域取出。圖7描繪了作為膏和助熔劑基質(zhì)720內(nèi)的金屬微粒組合物718的金屬微粒組合物前體。金屬微粒組合物718包括在此披露中闡述的金屬微粒組合物實(shí)施例的一個(gè)。因?yàn)楦嗪椭蹌┗|(zhì)720大體上保護(hù)了金屬微粒組合物718不受腐蝕和/或氧化影響，所以金屬微粒組合物718可以抵抗在回流期間大體上的顆粒生長(zhǎng)。在實(shí)施例中，回流后金屬微粒組合物718具有在小于或等于大約20微米(μm)的范圍內(nèi)的顆粒尺寸。因?yàn)槲⒘３叽绲膶?shí)施例，微粒的晶核形成以從固相轉(zhuǎn)變到固相線可以在大約400攝氏度或更低開(kāi)始。例如，金可以在大約300攝氏度經(jīng)歷固相到固相線的轉(zhuǎn)變。
圖6D是進(jìn)一步處理后的圖6C中描述的微電子器件603的截面。已開(kāi)始回流處理，在回流期間膏和助熔劑基質(zhì)720(圖7)已揮發(fā)，且金屬微粒組合物718已回流為焊料隆起617(圖6D)，隆起617帶有在小于或等于大約20μm的范圍內(nèi)的顆粒尺寸。描繪為用于微電子器件603的回流處理可以處于組裝微電子器件封裝的方法前，回流處理可以與微電子器件封裝的其他熱處理同時(shí)，或可以在組裝微電子器件封裝的一些元件之后，包括形成金屬微粒組合物管芯接附實(shí)施例。隨后討論這些和其他的實(shí)施例。
圖8A是在根據(jù)實(shí)施例的處理期間的微電子器件800的截面。器件800包括管芯810，管芯810包括多個(gè)管芯結(jié)合盤(pán)812。器件800也包括根據(jù)在此披露中闡述的金屬微粒組合物實(shí)施例的任何實(shí)施例的金屬微粒組合物814。管芯810通過(guò)金屬微粒組合物814聯(lián)接到安裝基片816，金屬微粒組合物814用作它們之間的電氣隆起。管芯810到安裝基片816的電氣聯(lián)接通過(guò)安裝基片結(jié)合盤(pán)818完成，安裝基片結(jié)合盤(pán)818與多個(gè)管芯結(jié)合盤(pán)812對(duì)齊。通過(guò)多個(gè)板隆起實(shí)現(xiàn)對(duì)微電子器件800的進(jìn)一步的連通，隆起的一個(gè)以參考數(shù)字820標(biāo)識(shí)。
圖8B是進(jìn)一步處理后的圖8A中描述的微電子器件800的截面。包括安裝基片816上的管芯810的微電子器件801已安裝在板822上。在實(shí)施例中，板822已通過(guò)板隆起820結(jié)合到安裝基片816。在實(shí)施例中，板隆起820包括在此披露中闡述的任何金屬微粒組合物實(shí)施例。
在此披露中闡述的電氣隆起的實(shí)施例也可應(yīng)用于線結(jié)合技術(shù)。因?yàn)槿埸c(diǎn)在大約400攝氏度或更低的范圍內(nèi)開(kāi)始，線結(jié)合的處理可以在條件下進(jìn)行以保持線結(jié)合器件的熱預(yù)算。
圖9是根據(jù)多種實(shí)施例的處理流程圖900。助熔的金屬微粒組合物的處理分別在形成管芯接附和/或焊料隆起的過(guò)程期間和已封裝的管芯的組裝方法期間進(jìn)行。在910處，助熔的金屬微粒組合物實(shí)施例在管芯上形成圖案。通過(guò)在圖4中的圖示，管芯接附金屬微粒組合物412用于將管芯410接附到安裝基片414。通過(guò)在圖6B中的進(jìn)一步圖示，形成有圖案的掩模614已填充有助熔的金屬微粒組合物616。
在920處，助熔的焊料微粒組合物實(shí)施例在管芯上回流。通過(guò)在圖5B中的圖示，在比作為宏觀體積材料的單獨(dú)金屬的熔化溫度顯著地更低的溫度下，已回流的金屬微粒隆起517、已回流的熱界面材料526被描繪為形成金屬組合物。在921處，處理流程可以從助熔的金屬微粒合成物回流的處理處向?qū)⒐苄窘M裝到封裝內(nèi)的方法前進(jìn)。在922處，一個(gè)處理實(shí)施例完成。
選擇地在線結(jié)合技術(shù)中，在管芯上對(duì)助熔的金屬微粒組合物粉末形成圖案的處理在將線結(jié)合焊料隆起放置在管芯上期間逐一地實(shí)現(xiàn)。
在930處，包括焊料或助熔的金屬微粒組合物的管芯被組裝到封裝內(nèi)。通過(guò)圖示，圖5A和圖5B描繪了管芯510與至少安裝基片522的組裝。在實(shí)施例中，集成散熱器520或其他散熱基片也與助熔的金屬微粒組合物514或焊料隆起517和管芯510組裝。在931處，處理流程可以從將管芯組裝到封裝的方法前進(jìn)，隨后是將金屬微粒組合物回流為管芯接附和/或回流為焊料隆起的處理。在932處，一個(gè)方法實(shí)施例完成。
圖10是描繪了根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算系統(tǒng)1000的截取正視圖。一個(gè)和多個(gè)前述的金屬微粒組合物、管芯接附組合物和/或焊料隆起組合物的實(shí)施例可用利用在計(jì)算系統(tǒng)中，例如圖10的計(jì)算系統(tǒng)1000。在后文中，任何單獨(dú)的實(shí)施例或與任何其他實(shí)施例組合的實(shí)施例被稱(chēng)為金屬微粒組合物實(shí)施例。
計(jì)算系統(tǒng)1000例如包括至少一個(gè)封閉在封裝1010內(nèi)的處理器(未示出)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)1012、至少一個(gè)例如鍵盤(pán)1014的輸入設(shè)備和至少一個(gè)例如監(jiān)視器1016的輸出設(shè)備。計(jì)算系統(tǒng)1000包括處理數(shù)據(jù)信號(hào)的處理器，且可以包括例如從Intel Corporation可獲得的微處理器。除鍵盤(pán)1014外，計(jì)算系統(tǒng)1000可以包括另外的使用者輸入設(shè)備，例如鼠標(biāo)1018。計(jì)算系統(tǒng)1000可以與包括管芯、安裝基片和板的器件400、501和801的任何器件相對(duì)應(yīng)。因此，封裝1010(包括管芯)和板1020可以對(duì)應(yīng)于這些結(jié)構(gòu)。
為此披露的目的，實(shí)施了根據(jù)要求的主題的部件的計(jì)算系統(tǒng)1000可以包括任何利用了微電子器件系統(tǒng)的系統(tǒng)，其可以包括例如聯(lián)接到例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、聚合物存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器和相變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的金屬微粒組合物實(shí)施例的至少一個(gè)。在此實(shí)施例中，金屬微粒組合物實(shí)施例通過(guò)聯(lián)接到處理器而聯(lián)接到這些功能性的任何組合。然而，在實(shí)施例中，在此披露中闡述的金屬微粒組合物實(shí)施例聯(lián)接到這些功能性的任何功能性。對(duì)于作為例子的實(shí)施例，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括管芯上的嵌入式DRAM高速緩沖存儲(chǔ)器。另外，在實(shí)施例中，聯(lián)接到處理器(未示出)的金屬微粒組合物實(shí)施例是系統(tǒng)的部分，系統(tǒng)帶有聯(lián)接到DRAM高速緩沖存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的金屬微粒組合物的實(shí)施例。另外，在實(shí)施例中，金屬微粒組合物實(shí)施例聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1012。
在實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)也可以包括管芯，管芯包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微控制器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)或微處理器。在此實(shí)施例中，金屬微粒組合物實(shí)施例通過(guò)聯(lián)接到處理器而聯(lián)接到這些功能性的任何組合。對(duì)于作為例子的實(shí)施例，DSP(未示出)是芯片組的部分，其可以包括獨(dú)立式處理器(在封裝1010內(nèi))和DSP作為板1020上的芯片組的分開(kāi)的部分。在此實(shí)施例中，金屬微粒組合物實(shí)施例聯(lián)接到DSP，且可以存在分開(kāi)的金屬微粒組合物實(shí)施例，它聯(lián)接到封裝1010內(nèi)的處理器。另外，在實(shí)施例中，金屬微粒組合物實(shí)施例聯(lián)接到與封裝1010安裝在相同的板1020上的DSP?，F(xiàn)在可以認(rèn)識(shí)到，如對(duì)于計(jì)算系統(tǒng)1000所闡述地，金屬微粒組合物實(shí)施例可以結(jié)合通過(guò)此披露及其等價(jià)物的多種實(shí)施例闡述的金屬微粒組合物實(shí)施例組合。
在此披露中闡述的金屬微粒組合物實(shí)施例可以應(yīng)用于不同于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的設(shè)備和器械。例如，管芯可以以金屬微粒組合物實(shí)施例封裝，且放置在例如無(wú)線通信器的便攜式設(shè)備或如個(gè)人數(shù)字助理等的手持設(shè)備內(nèi)。另一個(gè)例子是可以以金屬微粒組合物實(shí)施例封裝且放置在例如汽車(chē)、機(jī)車(chē)、航水器、航空器或航天器的交通工具中的管芯。
提供了摘要，以符合37 C.F.R§1.72(b)對(duì)摘要的要求，這允許讀者快速地確定技術(shù)披露的屬性和要旨。應(yīng)理解為摘要將不用于解釋或限制權(quán)利要求書(shū)的范圍或意義。
在前述的具體實(shí)施方式
中，為簡(jiǎn)化披露的目的，在單個(gè)的實(shí)施例中多種特征被組合在一起。此披露方法不解釋為反映了所要求的本發(fā)明的實(shí)施例要求了比在每個(gè)權(quán)利要求中清楚地陳述的特征更多的特征的意圖。而是如以下的權(quán)利要求書(shū)所反映，本發(fā)明的主題決不在于單個(gè)披露的實(shí)施例的所有特征。因此，以下權(quán)利要求書(shū)在此合并在具體實(shí)施方式
中，使得每個(gè)權(quán)利要求作為分開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例而自立。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解的是在已被描述和圖示以解釋本發(fā)明的屬性的細(xì)節(jié)、材料以及零件布置和方法階段中的多種其他的改變可以不偏離在附帶的權(quán)利要求書(shū)中表達(dá)的本發(fā)明的原理和范圍而完成。
權(quán)利要求
1.一種金屬微粒組合物，其包括第一金屬，包括在小于或等于大約20納米(nm)的范圍內(nèi)的微粒尺寸，且其中金屬組合物包括等于或低于大約300攝氏度的熔化溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬?gòu)你~、銀、金、鉛和錫中選擇，且其中第二金屬?gòu)你~、銀、金、鉛和錫中選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬?gòu)你y、金、鉛和錫中選擇，其中第二金屬?gòu)你~、銀、金、鉛和錫中選擇，其中第一金屬呈現(xiàn)為大于第二金屬的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，其中第一金屬包括金，其中第二金屬包括錫，且其中錫包括第一金屬和第二金屬的大約20％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括有機(jī)基質(zhì)，有機(jī)基質(zhì)包括作為多個(gè)微粒的焊料組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括有機(jī)基質(zhì)，有機(jī)基質(zhì)包括作為多個(gè)微粒的焊料組合物，且其中有機(jī)基質(zhì)進(jìn)一步包括焊料助熔劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)成為核，且其中第二金屬大體上構(gòu)成為殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)成為核，其中第二金屬大體上構(gòu)成為殼，其中第一金屬包括第一熔化溫度，其中第二金屬包括第二熔化溫度，且其中第一熔化溫度低于第二熔化溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)成為核，其中第二金屬大體上構(gòu)成為殼，其中第一金屬包括第一熔化溫度，其中第二金屬包括第二熔化溫度，且其中第二熔化溫度低于第一熔化溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬和第三金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)造為內(nèi)殼，其中第三金屬大體上構(gòu)造為外殼，其中第一金屬包括第一熔化溫度，其中第三金屬包括第三熔化溫度，且其中第一熔化溫度低于第三熔化溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬和第三金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)造為內(nèi)殼，其中第三金屬大體上構(gòu)造為外殼，其中第一金屬包括第一熔化溫度，其中第三金屬包括第三熔化溫度，且其中第三熔化溫度低于第一熔化溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)造為核，其中第二金屬大體上構(gòu)造為殼，且其中核包括大于殼的體積。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬和第三金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)造為核，其中第二金屬大體上構(gòu)造為鄰接核的第一殼，且其中第三金屬大體上構(gòu)造為鄰接第一殼的第二殼。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微粒組合物，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬大體上構(gòu)造為第一部分，且其中第二金屬大體上構(gòu)造為第二部分，且其中大體上第一部分和大體上第二部分的每個(gè)具有在從大約0.5∶1到大約1∶2的范圍內(nèi)的縱橫比。
15.一種過(guò)程，其包括回流包括第一金屬的金屬微粒組合物，第一金屬包括在小于或等于大約20納米(nm)的范圍內(nèi)的微粒尺寸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過(guò)程，其中回流在條件下進(jìn)行以達(dá)到已回流的狀態(tài)，且其中在已回流的狀態(tài)的金屬微粒組合物包括在小于或等于大約20微米(μm)范圍內(nèi)的顆粒尺寸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過(guò)程，其中回流包括低于大約400攝氏度的回流溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過(guò)程，其中回流靠著從微電子管芯、第二級(jí)安裝基片、第一級(jí)板和散熱器選擇的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生。
19.一種封裝，其包括基片；和在基片上的已回流的金屬微粒組合物，其中已回流的金屬微粒組合物包括在小于或等于大約20微米(μm)的范圍內(nèi)的顆粒尺寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，其中基片包括微電子管芯。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，其中基片包括第二級(jí)安裝基片。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，其中基片包括第一級(jí)板。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬?gòu)你y、金、鉛和錫中選擇，且其中第二金屬?gòu)你~、銀、金、鉛和錫中選擇。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，進(jìn)一步包括第二金屬，其中第一金屬?gòu)你y、金、鉛和錫中選擇，其中第二金屬?gòu)你~、銀、金、鉛和錫中選擇，其中第一金屬呈現(xiàn)為大于第二金屬的量。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的封裝，其中第一金屬包括金且其中第二金屬包括錫，且其中錫包括第一金屬和第二金屬的大約20％。
26.一種組裝微電子器件封裝的方法，其包括在管芯上形成金屬微粒前體，其中金屬微粒包括第一金屬，第一金屬包括在小于或等于大約20納米(nm)的范圍內(nèi)的微粒尺寸，且其中金屬微粒組合物包括等于或低于大約400攝氏度的熔化溫度；和將管芯聯(lián)接到安裝基片和散熱器之一。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的組裝微電子器件封裝的方法，該方法進(jìn)一步包括從聯(lián)接管芯前回流、在聯(lián)接管芯期間回流、在聯(lián)接管芯后回流和它們的組合選擇的回流金屬微粒前體。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的組裝微電子器件封裝的方法，該方法進(jìn)一步包括將集成散熱器連接到管芯。
29.一種計(jì)算系統(tǒng)，其包括布置在安裝基片上的微電子管芯；接觸管芯的金屬微粒組合物，金屬微粒包括第一金屬，第一金屬包括在小于或等于大約20微米(μm)的范圍內(nèi)的顆粒尺寸，且其中金屬微粒組合物包括等于或低于大約400攝氏度的熔化溫度；聯(lián)接到管芯接附焊料隆起的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的至少一個(gè)；和聯(lián)接到微電子管芯的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中金屬微粒組合物是焊料隆起和管芯接附材料的至少一個(gè)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中系統(tǒng)布置在計(jì)算機(jī)、無(wú)線通信器、手持設(shè)備、汽車(chē)、機(jī)車(chē)、航空器、航水器和航天器之一內(nèi)。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中微電子管芯從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、專(zhuān)用集成電路和微處理器中選擇。
全文摘要
納米尺寸的金屬微粒組合物包括第一金屬，第一金屬具有大約20納米或更小的微粒尺寸。納米尺寸的金屬微?？梢园ǖ诙饘?，第二金屬形成了在第一金屬周?chē)臍ぁＲ才读耸褂昧思{米尺寸的金屬微粒組合物的微電子封裝。也披露了組裝微電子封裝的方法。也披露了包括納米尺寸的金屬微粒組合物的計(jì)算系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B22F1/00GK101084079SQ200580033055
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者F·華, M·加納 申請(qǐng)人:英特爾公司