圖三比較典型銅柱凸塊和薄膜散熱銅柱凸塊的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是相似的，且都擁有銅柱和焊錫連接的部份。兩者主要的差異在于兩個焊錫層之間導(dǎo)入了p型或n型熱電層。

圖3：傳統(tǒng)CPB僅次于n型或p型柱

　　圖四顯示銅柱凸塊的放大圖像，通過散熱銅柱凸塊的熱流，經(jīng)由芯片上的金屬布線設(shè)計來變更，這些布線的厚度能夠小到幾微米，做成堆?；蚪徊鏍?，提供從底層電路的熱傳導(dǎo)路徑以收集熱量；以及將熱引入到散熱銅柱凸塊。這些將電流傳導(dǎo)至散熱銅柱凸塊的金屬布線，未必全部都直接連接到芯片的電路。但無論何者都有內(nèi)建的溫度感應(yīng)器和驅(qū)動電路來控制??環(huán)內(nèi)的散熱銅柱凸塊，以達到最佳效能。其次，散熱銅柱凸塊汲取的熱量與過程中所產(chǎn)生額外的熱量，將退回到基底或電路板。

圖4：CPB散熱圖解，圖中可見在復(fù)雜電路中使用了多曾金屬傳導(dǎo)層

　　由于散熱銅柱凸塊的散熱效能可以靠提供退回?zé)崃康穆窂絹砀纳?，在背面使用高傳?dǎo)基底像是氮化鋁或金屬（例如銅、鎢銅、鉬銅等）和介電層作為高熱量傳導(dǎo)路徑是有幫助的。高熱量傳導(dǎo)基底將被視為熱量退回的自然路徑。有時印刷線路板的基底是多層基底設(shè)計，以提供高密度的內(nèi)導(dǎo)線，在這種情形下，印刷線路板的熱傳導(dǎo)性也許相對較差，而增加熱通孔（例如金屬栓塞）則可以提供優(yōu)良的熱量退回路徑。

　　應(yīng)用

　　散熱銅柱凸塊可以用許多不同的方式冷卻芯片。

　　一般冷卻：散熱銅柱凸塊能夠分布于整個芯片表面，并能提供芯片表面均勻分散的冷卻效果。在此情況下，散熱銅柱凸塊也許與訊號、電源和接地的標準銅柱凸塊交互分布，讓散熱銅柱凸塊直接放置在芯片的主動電路下以達到最大效能。銅柱凸塊的數(shù)量和密度決定于芯片的熱量負載，每一對P/N在給定電流下，提供特定溫差（△T）和特定熱量汲?。≦）。芯片上的溫度感應(yīng)器（內(nèi)建的感應(yīng)器）能提供散熱銅柱凸塊性能直接的量測，并回饋到TEC驅(qū)動電路。

　　精確溫度控制：由于散熱銅柱凸塊能藉由電流方向冷卻或加熱芯片，因此可用在特定溫度范圍下操作的芯片提供精確的溫度控制，無論外界條件為何。這是許多光電零件經(jīng)常碰到的問題。

　　熱點冷卻：對于微處理器、圖形處理器和其它高端芯片，當芯片上電能密度差異顯著時熱點就會產(chǎn)生，嚴重影響組件性能。由于散熱銅柱凸塊的體積小、并且在芯片主動區(qū)域表面相對可以較高密度的放置，這種結(jié)構(gòu)特別適合于熱點冷卻。相對的，這些散熱銅柱凸塊應(yīng)集中在熱點的區(qū)域，而熱量密度較低的區(qū)域則只要單位面積較少數(shù)量的散熱銅柱凸塊，因此散熱銅柱凸塊的冷卻效果只需施加在需要的地方，進而減少了驅(qū)動冷卻所需的功耗，以及系統(tǒng)普遍的過熱現(xiàn)象。

　　結(jié)論

　　這種小尺寸、方法容易整合的新技術(shù)開啟了改善芯片速度并且保持或提升系統(tǒng)能量消耗效率的一扇大門。