JPH02283053A - 集積回路／ヒートシンク中間部材 - Google Patents

集積回路／ヒートシンク中間部材

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JPH02283053A
JPH02283053A JP2050811A JP5081190A JPH02283053A JP H02283053 A JPH02283053 A JP H02283053A JP 2050811 A JP2050811 A JP 2050811A JP 5081190 A JP5081190 A JP 5081190A JP H02283053 A JPH02283053 A JP H02283053A
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integrated circuit
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copper
heat sink
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JP2050811A
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Timur Akin
ティマー・エイキン
William M Maki
ウィリアム・エム・マキ
Bruce A Myers
ブルース・エイ・マイアーズ
Ponnusamy Palanisamy
ポヌサミー・パラニサミー
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Delco Electronics LLC
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Delco Electronics LLC
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    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/20—Arrangements for cooling
    • H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
    • H10W40/255—Arrangements for cooling characterised by their materials having a laminate or multilayered structure, e.g. direct bond copper [DBC] ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/734—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、搭載された電子部材から熱を逃がすのに使用
される中間部材に関し、特に、高電力／リコン集積回路
チップによって発生した熱を、例えば米国特許第４，４
２７，９９３号（ＵＳ−Ａ”４，４２７，９９３］：開
示され且つ本願特許請求の範囲第１項の前文において特
定されたようなヒート／ンクに移すための中間部材に関
する。
（従来の技術） 集積回路が作動中に耐えなければならない環境条件は厳
しく、特に自動車環境において厳しい。
集積回路は、自動車の作動中に、環境雰囲気温度の変化
から起こるだけではなく自動車自体によって発生させら
れる作動温度から生じる大きな温度変動にさらされる。
−数的に、自動車製造者は、４０°Ｃ−４１２５’Ｃ！
の繰返し循環する環境温度をうけるときにかかる集積回
路か信頼性高く作動することを要求する。従って、集積
回路は、構造的若しくは電気的完全性が損傷することな
くこれらの極端な温度に耐えることが必要である。
更に、電力発生集積回路は、電力の発生中にかなりの量
の熱を発生するという点で特に問題となる。核熱の発生
によってチ・ノブの温度が上昇し且つ回路性能に有害な
影響を与え及び／又はチップの故障を惹き起こす。更に
、電力発生集積回路は、周囲素子から誘電的に絶縁され
る必要かあるがもじれない。自動車の動作中に該集積回
路が受ける極端な温度と組み合わさると、これらの有害
な作用は複雑になる。従って、チ／プ内及びチＺプ周辺
の温度変動にも拘わらず集積回路の一定温度を維持する
ための手段を提供することが望ましい。
−数的な解決方法としては、該チップをヒートシンクに
半田付けすることが挙けられる。−数的に、シートシン
クは、比較的低価格であるアルミニウムによって作られ
るかさもなければ比較的高価格である銅によって作られ
る。
しかしなから、この方法の欠点は、種々の材料の熱膨張
率の違いにより、集積回路とヒートシンクを結合するた
めに使用されている半田が、温度変化にさらされる間に
破壊されるであろうということである。／リコンの熱膨
張係数はほぼ３．５ＸｌＯ−’／’Ｃに等しいのに対し
て、銅及びアルミニウムの熱膨張係数は、各々はぼ１７
．７Ｘ　１０−６／’Ｃ及び２４ＸＩＯ−６／℃に等し
い。−数的に、半田の破壊は、応力か集中するチップの
角隅において最も頻繁に起こる。このような破壊によっ
て、チップとヒート・７ンクとの間の熱抵抗か増し、こ
れは次いでヒート／ンクへの熱の伝達を遅らせることに
よりチップの温度を上昇させるので特に望ましくない。
この現象は、更に集積回路の性能に悪い影響を与えて該
集積回路チップの故障を促進する。
熱の問題に対するもう一つの解決方法が従来技術によっ
て開示されており、これは、−数的に集積回路チップと
高い熱伝導率すなわち比較的低い熱抵抗を特徴とするヒ
ートシンクとの間に中間部材すなわち緩衝部材を使用す
ることを含む。更に、該中間部材は、集積回路チップと
ヒートシンクとの中間の熱膨張係数を有することか望ま
しい。かかる構造においては、集積回路は該中間部材の
一方の側に半田付けされ、ヒートシンクは該中間部材の
他方の側に半田付けされる。モリブデン及びタングステ
ンは、その適切な熱伝達特性及び熱膨張特性により、中
間部材として一般的に使用されてきた。これらの中間部
材はこの問題に対する十分な解決法であるが、より紙庫
な代替物を提供することが望ましい。特に、自動車への
適用のためには、モリブデン及びタングステンは事業的
用途としては高価すぎると考えられる。
別のタイプの中間部材が、［集積回路ヒートシンク中間
部材（１＋＋１Ｂｒａ［ｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　Ｈｅｓ
＋　５ｉｎｋ　Ｉｎｔｅｒｆｓｃｅ　Ａｐｐｘｒａｌｕ
ｓ）Ｊという名称のアキン（Ａｋｉｎ）らによる米国特
許出願Ｎｏ、１９１，４４１において提案されており、
ここでは、低膨張材料からなる内側コアか、高い熱伝導
率を特徴とする銅からなる外側層によって到る所を包囲
されている。そして、集積回路は、銅層が該低膨張材料
からなる内側コア層を覆っている領域において、該銅層
と接触している。ヒートシンクは、集積回路と反対側に
おいて該銅層と接触している。この構造は、比較的低価
格であり且つ集積回路から発生した熱を内側コア層を迂
回して外側銅層を通じて素早く伝導させ、該中間部材全
体の熱膨張を遅らせる。この設計は満足すべきものでは
あるけれども、土泥の方法のように内側コア層を迂回す
るよりはむしろ集積回路から直接ヒートシンクへ最も効
率の良い熱伝達をさせるような中間部材を提供すること
が望ましい。
従って、集積回路とヒートシンクとの間の直接的な熟的
結合を提供し、耐久性があり、変動する熱的条件におけ
る信頼性が高く、中間熱膨張係数を特徴とし、自動車製
造技術に対して容易に受は入れられるような、中間部材
を提供することが望ましい。
（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的は、集積回路をヒートシンクに直
接且つ熱的に結合せしめるのに適し、自動車環境に存在
する極端な作動温度に対して信頼性高く耐え得る効率的
な中間部材を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、集積回路とヒートシンクの
中間の熱膨張係数を特徴とする中間部材を提供すること
である。
更に、本発明の目的は、適当な集積回路とヒートシンク
との間における誘電絶縁を提供するための手段と置換え
可能な中間部材を提供することである。
最後に、本発明の目的は、比較的低価格であり且つ自動
車製造技術に対して容易に受は入れられるような中間部
材を提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の中間部材は、特許請求の範囲第１項の特徴部分
によって特定される点を特徴とする。
（作用） 本発明の好ましい実施例によれば、これら及びこれ以外
の目的及び利点は、以下の通りである。
本発明の好ましい実施例においては、集積回路をヒート
シンクに対して熱的に結合するための中間部材は、銅の
如き高い熱伝導性を特徴とする第１の材料からなり、こ
こでは銅が複数の内部コア領域を完全に包囲している。
該複数の内部コア領域は、好ましくはインパール（Ｉｎ
ｖａｒ）若しくはコバール（Ｋｏｖａｒ）の如き鉄／ニ
ッケル合金からなる。
更に、該複数の内部コア領域は、最初に該鋼材料内にお
ける集積回路のすぐ下の領域に配設され、それによって
温度変動にさらされる間における該中間部材の膨張を遅
らせる。
使用時には、シリコン集積回路チップか該中間部材の上
面に半田付けされ、そしてアルミニウム又は銅からなる
ヒートシンクが該中間部材の下面にボルト締めされる。
おそらくは、該中間部材の下面とヒートシンクとの間に
は／リコングリスが付けられて該中間部材を通るヒート
シンクへの熱流が促進される。従って、集積回路チップ
によって発生される熱は、直接法中間部材へと移動し、
最初に該熱伝導率の高い銅層へと移動し、素早く該銅層
を通ってヒートシンクへと移動する。低膨張材料は、該
中間部材全体の膨張速度を遅らせる。
この部材の発明的特徴は、該複数の低膨張領域が、ンリ
コンチップの下で最も必要とされるような該部材の膨張
速度の遅延をもたらすけれどもシリコンチ／プからヒー
トシンクへの７６の流れ１′ｉ妨害しないというところ
にある。以前の設工十番こおし１ては、典型的には高い
熱抵抗を特徴とする１氏膨張材料が、チップからの効果
的な熱移動１こ対する障壁の役目を果した。従って、熱
（よ該（低膨張材料／高抵抗材料を迂回して流れるよう
番二強ＩＩされて、非効率的な熱移動方法を生じｔこ。
本設；十番二おし１ては、集積回路から直接ヒート・ン
ンクへの高伝導率材料からなる通路があるので、熱力く
低膨張材料を迂回して流れるように強制されること力鴫
必要とされない。この中間部材は、優れｔこ熱放散を特
徴とし、しかもシリコン集積回路及びその下１コ横ｔこ
わるヒートシンクと適合する熱膨張係数を提供する。
約８０バーセントの銅と約２０〕＜−セントの鉄／ニッ
ケル合金（４２バーセントニンケル）と力）らなる断面
を有する好ましい中間部材の熱膨張係数１よ、約９ｘ　
１Ｇ−’／’０であることがわかつｊ：、この熱膨張係
数は、シリコンの熱膨張係数と十分適合するものであり
、チップと中間部材との半田付（すを、作動中において
一４０８Ｃ〜＋１２５℃１こ亙るカムなりの回数の黙サ
イクルに対して破壊することなく完全なままで維持する
。
本発明のこの他の目的及び利点は、以下の詳細な説明に
よってより明らかになるであろう。
本発明は、集積回路をヒートシンクに対して熱的に結合
すべく使用される中間部材からなる。好ましい中間部材
は、熱的に効率が良く、集積回路から発生された熱が該
中間部材を通って直接ヒートシンクへと移動する。更に
、該好ましい中間部材は、集積回路の熱膨張係数とヒー
トシンクのそれとの中間の熱膨張係数を特徴とする。該
好ましい中間部材は耐久性があり、自動車環境に存在す
る極端な動作温度に対して、その構造的若しくは電気的
完全性か破壊することなく、信頼性高く耐えることがで
きる。更に、この好ましい中間部材は、自動車製造技術
におけるコスト及び製造性に対処できる。
（実施例） 本発明の中間部材の好ましい実施例を第１図に示す。中
間部材１０は、集積回路１２及びヒートシンク１４に対
して結合されている。中間部材１０は、主として第１の
材料１６からなり、この第１の材料は、高い熱伝導率す
なわち低い熱抵抗を特徴とする。
第２の材料１８は低い熱膨張係数を特徴とし、複数の領
域として第１の材料１６全体に分散されている。
この第１の材料１６は、第２の材料１８からなる各領域
を完全に包囲している。
高い熱伝導率を特徴とする第１の材料１６として好まし
いものは銅であるが、アルミニウムの如き高い熱伝導率
を特徴とする他の材料も使用できる。
更に、第１の材料１６を選択する際に考慮すべきことは
、第１の材料１６が第１の材料全体に分散される第２の
材料と適合しなければならないことである。第１の材料
としては、高い熱伝導率、コスト及び製造の容易性の理
由により、銅が好ましい。
複数の第２の材料Ｉ８の領域は、鉄／ニッケル合金の如
き低い熱膨張係数を特徴とする材料からなる。特に、イ
ンパール（Ｉｎｖａｒ）の如キ約４２バーセントのニッ
ケルと約５８パーセントの鉄とからなる鉄／ニッケル合
金が好ましい。しかしながら、低熱膨張係数を特徴とし
且つそれを包囲する第１の材料１６と適合するこれ以外
の材料も使用できる。
第１図に示すように、シリコン集積回路１２は、主に銅
からなる中間部材１０の上面２２に対して半田付けされ
ており（半田は層２０として示されている）、アルミニ
ウムまたは銅からなるヒートシンク１４は、主に銅から
なる中間部材１０の下面２４にボルト締めされている。
製造性及び入手性の点で好ましい半田は２５／７５すず
鉛タイプであるか、他の適当な半田も使用できる。好ま
しくは、中間部材ｌＯの下面２４とヒートシンク１４と
の間にシリコングリス（層２Ｇとして示されている）が
配設される。シリコングリス２６は、中間部材１Ｇから
ヒートシンク■へ熱を移動させるので好ましいが、中間
部材１０からヒートシンク１４への熱の移動を提供する
適当なエポキン樹脂または半田の如き他の適当な材料を
使用することもできる。
好ましくは、低膨張第２材料領域ＩＩＩは、それを取り
巻く銅または他の適当な第１の材料１６内においてシリ
コン集積回路１２の下の位置に主として配置される。シ
リコンは温度か上昇したときに他の材料よりもかなり低
い速度で膨張するので、低膨張第２材料領域を主として
ンリコンチ・ンプＩ２の下の位置に配置することか望ま
しい。従って、この設計により、中間部材１Ｇの膨張は
、必要な場所すなわち７リコンチノグ１２の下において
最も遅らせられる。
更に、第２材料領域１８の数は、周囲の銅材料Ｉ６の中
で変えることができる。第１図に示すように、周囲の銅
材料１６内の集積回路チップＩ２の下の位置に４つの低
膨張領域１８か主として配置されている。
矢印は、集積回路チップ１２から中間部材１Ｇを通りヒ
ートシンクＩ４へ流れる熱の流れのパターンをボす。こ
の部材ＩＯにおいては、熱移動は最も効率的に起こって
いる。集積回路チップ１２によって発生された熱は、中
間部材ｌｏ内へ直接流れ、高伝導率を有する周囲の銅層
１６を介して放散され、熱は銅層Ｉ６を通ってヒートシ
ンクロへと素早く移動する。
この部材１０の真に発明的な特徴は、低膨張領域１Ｂか
、最も必要とされるシリコンチップ１２の下において部
材１０の膨張速度を遅らせるにも拘わらず、高い伝導率
を有する周囲銅層１６が一般的に部材ＩＯの全体に亘っ
てあらゆる場所に設けられていることによりシリコンチ
ップ１２からヒートシンク１（への熱の流れを妨害しな
いということである。以前の設計においては、典型的に
高い熱抵抗を特徴とする低膨張材料は、チップ１２から
の効率的な熱の移動に対して障壁として働いていた。従
って、熟よ、高膨張／低抵抗材料を迂回して移動するこ
とを強いられ、その結果、非効率的な熱移動方法を生じ
ていた。本発明の設計においては、集積回路チップ１２
からヒートシンク目への真っすぐな高伝導率の銅からな
る連続通路が存在するので、熱は、低膨張の第２の材料
口を迂回する必要がない。
従って、この中間部材１Ｇは、高く且つ効率的な熱放散
を特徴とし、しかもシリコン集積回路１２及び下に横た
わるヒートシンクＩ４と適合する熱膨張係数を提供する
。
第２図に示すように、代替的な同様に好ましい本発明の
実施例１１０が示されている。この中間部材＋１０にお
いては、周囲の銅又は他の高伝導率材料１１６によって
包囲された本質的に２列の低膨張の第２の材料１１１ｔ
が設けられている。この部材１！０は、周囲の銅１１６
を通して良く熱を移動させ、適切な膨張率を特徴とする
。理論的には、本発明による部材＋１０はシリコンチッ
プ＋１２の下の銅１１６１ｍよって分離された２つもの
低膨張領域＋１８を有し、その結果、シリコンチップ１
１２からヒートシンク１０への単一の直接通路若しくは
複数の低膨張領域を提供し、ここでの唯一の制限は、製
造性及び実施可能性を考慮することである。
第３図において部材２１０として示されたこの中間部材
＋１０は、電力発生集積回路２１２とヒートシンク，２
１４との間における如く誘電絶縁が必要とされる場合に
使用することもできる。第３図に示す好ましい実施例に
おいては、ポリイミド層２２８によって誘電絶縁が付与
されており、優れた熱伝導特性を与えるために該ポリイ
ミド層全体に熱伝導性材料が分散されている。ポリイミ
ド層２２８は、熱伝導性の接着剤からなる極めて薄い層
２３０によってヒー［・／ツク２１４に接着されている
。
これらの２つの比較的熱抵抗性の層すなわちポリイミド
層２２ｇ及び伝導性接着剤層２３０は、それらの本来的
に有する高い熱抵抗に伴う妨害作用を最小にすべく極め
て薄く作られる。該絶縁手段すなわらポリイミド層２２
ｇは、好ましくはカプトンの如きプラスチック絶縁材料
から作られる。この絶縁層２２８か、全体に分散された
アルミナ、窒化アルミ若しくは酸化ベリリウムの如き比
較的高い熱伝導率を有する適当な絶縁材料を有すること
かより好ましい。絶縁層２２８をヒートシンク２０に接
着すべく使用される熱伝導性接着層２３０は、好ましく
はその中に銀若しくは他の適当な熱伝導率の媒質が分散
されているエポキシ樹脂ペーストから作られる。層２２
８によって誘電絶縁が付与されるので、この媒質は導電
性であってもよい。便利であり且つ入手可能性の理由か
ら、銀を分散させたエポキノ樹脂か使用されるが、部分
的に硬化したペーストである市販のＢ段階樹脂の如き他
の材料を使用することもできる。
第３図に示すように、中間部材２１０と絶縁層２２８と
の間においては、半田若しくは他の接合手段からなる層
２２６が必要である。この半田層２２６は、６０／４０
すす鉛半田から作られることが好ましい。集積回路２＋
２を中間部材２１Ｇに接合すべく使用される半田層２２
０は、２５／７５鉛すず半田であり、異なる溶融温度を
持つ半田の組み合わせは完全な構造に対して妨害作用す
ることなく容易に製造できるので、上記の半田か好まし
い。更に、絶縁層２２８と熱伝導性接着剤層２３０との
間の接合のみならず絶縁層２２３と半田層２２６との間
の接合を促進すべく、絶縁層２２８上に金属蒸着層（図
示せず）が必要とされるかもしれない。第３図に示した
構造は、必要な場合に、集積回路チップ２１２とヒート
シンク！＋４との間に誘電絶縁を提供する。
好ましい中間部材の熱膨張係数は、約１０ｘ　１０−’
／℃以下でなければならない。これは、望ましく１最大
の膨張率である。シリコン集積回路チップの熱膨張係数
は約３．ＳＸ　１０−’１０Ｃ！にほぼ等しく、アルミ
ニウムヒートシンクの熱膨張係数は約２４Ｘ　１０−’
／’Ｃである。更に、銅の熱膨張係数及び約４２パーセ
ントのニッケルを含む鉄／ニッケル合金の熱膨張係数は
、それぞれ１７．７ｘ　１０−’／’Ｏ及び約２．７Ｘ
Ｉ２１６１０Ｃである。
該中間部材の平均熱膨張係数（ＣＴＥ）を決定すべく実
験的に求められた式は下記のものである。
中間部材の平均ＣＴ　Ｅ　＝　０．６２ｘ銅％Ｘ銅のＣ
ＴＥ＋低膨張材料％（ＬＥＭ）Ｘ　ＬＥＭのＣＴＥここ
で、０．６２は約４２％のニッケルを有する鉄／ニッケ
ル合金のヤング弾性率に対する銅のヤング弾性率の割合
である。
約８０パーセントが銅であり約２０パーセントが鉄／ニ
ッケル合金（約４２バーセントのニッケルを含む）であ
る断面領域を有する、第１．２及び３図に示した中間部
材１０．１１０若しくは２１０は、約９ＸＯ−＠／’Ｏ
の熱膨張係数を有することがわかった。この熱膨張係数
は、シリコンの熱膨張係数に適合し、作動中に、チップ
１２．１１２又は２１２と中間部材１０゜１１０又は２
１０との間の半田接合２ｊ、　＋２０又は２２０を、４
０℃〜１２５°Ｃの間の温度サイクルに対してかなりの
回数、破壊することなく無傷のままとするのに十分であ
る。
この中間部材を形成するために提案されたいくつかの方
法がある。第１の方法は、銅からなる２つの外側層の間
に低膨張材料からなる孔の開いた層を挟設し、これらの
材料を適当に加熱して冶金的に結合させる工程からなる
。低膨張材料からなる該孔開き層は、パンチング、穿孔
加工、溶解又は如何なる他の適当な手段によって作るこ
とができる。更に、第４図に示すように、銅又は他の適
当な高熱伝導率材料からなる単一層５２の上を薄く覆う
孔の開いた層５０が、好ましくは該サンドイッチ層（第
４図においては、明確化のためにその底部の層のみが示
されている）の中央部にのみ設けられて、集積回路チッ
プが配設される領域に対応するようになされている。加
熱される間に、銅は低膨張材料５０の孔の開いた部分５
４内に流れ込み、その結果、低膨張材料を完全に包囲す
る。この結果得られた材料は、次いで、３つのサンドイ
ッチされた贋金てを横切って適当に薄く切られ、その結
果得られた該部材の断面が第５図に示されている。第５
図は第１図に示された中間部材ｌＯを示しており、この
部材は、孔の開いた層（第４図の５０）によって形成さ
れ且つ熱処理中に該孔の中に流れ込んだ高熱伝導率材料
１６によって包囲された複数の低膨張第２材料１８から
なる。
或は、第２図又は第３図に示された断面を有する部材は
、複数の孔開き層を交互の銅層の間にサンドイッチする
ことによって形成することもできる。理論的には、該部
材は数多くのこれらの層を有することができ、唯一の制
限は、製造性及び実施可能性である。しかしながら、３
つの交互の銅層の間にサンドイッチされた２つの孔開き
層を有する部材が好ましい。
別の方法として、交互の銅層の間に低膨張ワイヤからな
るストリップをサントイ・ンチし、次いで、このように
して作られｔ；サンドインチ品を熱処理して該材料を互
いに金属的に結合させることによって該部材を作ること
ができる。これもまた、高伝導率の銅が低膨張材料を含
む複数の領域を完全に包囲するような望ましい結果を生
しる。この代替的な実施例は満足に作動するけれども、
両横方向すなわち該部材のＸ軸及びｙ軸方向において該
部材の熱膨張係数特性がより良く制御される好ましい実
施例はどには好ましくはない。
本発明は、熱を発生する集積回路チップとヒートシンク
との間の効率的な熱移動を促進する中間部材を容易に提
供するが、一方で、２つの部品間の中間且つ両者に適合
し得る熱膨張係数をも提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の好ましい実施例による、集積回路チ
ップをヒートシンクに対して熱的に結合させるのに使用
することができる中間部材の断面図であり、 第２図は、本発明の別の且つ同様に好ましい実施例によ
る中間部材の断面図であり、 第３図は、第２図に示された中間部材の断面図であり、
中間部材とヒートシンクとの間に誘電絶縁手段も設けら
れているような中間部材の断面図であり、 第４図は、高熱伝導率を特徴とする材料の層の上を薄く
覆う低熱膨張係数を特徴とする材料からなる孔開き層の
平面図であり、 第５図は、第１図に示された中間部材の断面図である。 １０、１１０．２１０−−一中間部材、１２、１１２．
２１２−−一集積回路チツブ目、　１１４．２１４−−
−ヒートシンク２Ｇ、　１２０．２２０．２２６　−−
一半田層２２８　−−−ポリイミド層 ２３０−一接着剤層 ＦＩＧ、　　３ ＼２１４ ＦＩＧ、　　１ ＦｉＧ、５ ＦＩＧ、　　２

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. １．第１の熱膨張係数を有する集積回路チップ（１２，
    １１２，２１２）を第２の熱膨張係数を有する第２の部
    材（１４，１１４，２１４）に結合するための中間部材
    （１０，１１０，２１０）であって、 高い熱伝導率を特徴とする第１の材料（１６，１１６，
    ２１６）と低い熱膨張係数を特徴とする第２の材料（１
    ８，１１８，２１８）とからなり、 前記中間部材（１０，１１０，２１０）が前記第１の熱
    膨張係数と第２の熱膨張係数との中間の有効熱膨張係数
    を有するように、前記第１の材料（１６，１１６，２１
    ６）が前記第２の材料（１８，１１８，２１８）に結合
    され、前記第２の材料（１８，１１８，２１８）は、前
    記第１の材料（１６，１１６，２１６）によって完全に
    包囲され且つ別々の領域か連続した領域であって前記第
    １の材料（１６，１１６，２１６）からなる領域によっ
    て互いに離隔された領域を形成し、前記領域の大部分が
    集積回路チップ（１２，１１２，２１２）の下において
    前記第１の材料（１６，１１６，２１６）全体に亙つて
    分散され、前記第１の材料（１６，１１６，２１６）が
    集積回路チップ（１２，１１２，２１２）に対して直に
    接触し且つ集積回路チップ（１２，１１２，２１２）と
    第２の部材（１４，１１４，２１４）との間の少なくと
    も一つの領域（５４）内に連続する熱的ブリッジを提供
    する、ことを特徴とする、中間部材（１０，１１０，２
    １０）。
  2. ２．前記第１の材料（１６，１１６，２１６）が銅から
    なる、第１請求項記載の中間部材（１０，１１０，２１
    ０）。
  3. ３．前記第２の材料（１８，１１８，２１８）が鉄／ニ
    ッケル合金からなる、第１または第２請求項記載の中間
    部材（１０，１１０，２１０）。
  4. ４．前記第２の材料（１８，１１８，２１８）が約４２
    パーセントのニッケルと約５８パーセントの鉄とからな
    る、第３請求項記載の中間部材（１０，１１０，２１０
    ）。
  5. ５．集積回路チップ（１２，１１２，２１２）の下方に
    配設され且つ第２の材料（１８，１１８，２１８）から
    なる４つ以下の領域を有する、第１〜第４請求項のうち
    のいずれか一に記載の中間部材（１０，１１０，２１０
    ）。
  6. ６．中間部材（２１０）が、前記第２の部材（２１４）
    に対して直接接触した状態で固定されている熱伝導性誘
    電層（２２８）を含むことを特徴とする、第１〜第５請
    求項のうちのいずれか一に記載の中間部材（２１０）。
  7. ７．誘電層（２２８）が、熱伝導性材料全体に分散され
    且つ前記ポリイミドを前記第２の部材（２１４）に対し
    て接合するための適当な接着手段（２３０）からなるこ
    とを特徴とする、第６請求項記載の中間部材（２１０）
    。
  8. ８．シリコンモノリシック集積回路チップ（１２，１１
    ２，２１２）と、アルミニウムヒートシンク（１４，１
    １４，２１４）と、第１〜第７請求項のいずれか一に記
    載の中間部材（１０，１１０，２１０）とからなる集積
    回路装置であって、 前記中間部材（１０，１１０，２１０）が、前記中間部
    材（１０，１１０，２１０）内の第１の材料（１６，１
    １６，２１６）の熱伝導率に同じような熱伝導率を有す
    るような、集積回路装置。
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