三维整合的散热增益型半导体组件及其制作方法技术

技术编号:18670914 阅读:25 留言:0更新日期:2018-08-14 21:05
本发明专利技术的三维整合半导体组件包含有通过接合线相互电性耦接的面朝面半导体次组件及散热座。该面朝面半导体次组件包括顶部及底部装置,其分别组接于第一路由电路的相反两侧上,而该散热座包括金属板及位于金属板上的第二路由电路。该面朝面半导体次组件设置于散热座中第二路由电路的贯穿开口中,且接合线提供第一及第二路由电路间的电性连接,以将面朝面地组装于次组件中的装置互连至散热座的端子垫。

Three dimensional integrated heat dissipation semiconductor module and its manufacturing method

The three-dimensional integrated semiconductor assembly of the invention comprises a face-to-face semiconductor sub-assembly and a heat sink which are electrically coupled with each other through a bonding line. The face-to-face semiconductor sub-assembly comprises a top and a bottom device which are respectively grouped on opposite sides of the first routing circuit, and the heat sink comprises a metal plate and a second routing circuit located on the metal plate. The face-to-face semiconductor sub-assembly is arranged in the through opening of the second routing circuit in the radiator seat, and the junction line provides an electrical connection between the first and second routing circuits to interconnect the device assembled in the sub-assembly face to the terminal pad of the radiator seat.

【技术实现步骤摘要】
三维整合的散热增益型半导体组件及其制作方法
本专利技术是关于一种半导体组件及其制作方法,尤指一种三维整合的散热增益型半导体组件,其通过接合线,将面朝面半导体次组件电性连接至散热座。
技术介绍
多媒体装置的市场趋势倾向于更迅速且更薄型化的设计需求。其中一种方法是以面朝面(face-to-face)方式以互连两装置,以使两装置间具有最短的路由距离。由于迭置的装置间可直接相互传输,以降低延迟,故可大幅改善组件的信号完整度,并节省额外的耗能。因此,面朝面半导体组件可展现三维集成电路堆栈(3DICstacking)几乎所有的优点,且无需于堆栈芯片中形成成本高昂的硅穿孔(Through-SiliconVia)。然而,由于半导体装置易于高操作温度下发生效能劣化现象,因此若面朝面的堆栈式芯片未进行适当散热,则会使装置的热环境变差,导致操作时可能出现立即失效的问题。此外,美国专利案号8,008,121、8,519,537及8,558,395公开各种具有中介层的组件结构,其是将中介层设于面朝面设置的芯片间。虽然其无需于堆栈芯片中形成硅穿孔(TSV),但中介层中用于提供芯片间电性路由的硅穿孔会导致工艺复杂、生产合格率低及高成本。为了上述理由及以下所述的其他理由,目前亟需发展一种新式的半导体组件,以达到高封装密度、较好信号完整度及高散热性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三维整合的半导体组件,其将面朝面半导体次组件电性连接至散热座,并使该次组件与散热座热性导通。该散热座包括一金属板及一路由电路。该金属板提供该次组件散热途径,而路由电路则通过多条接合线以提供次组件电性扇出路由,因而有效改善组件的热性及电性效能。依据上述及其他目的,本专利技术提供一种半导体组件,其通过接合线,使面朝面半导体次组件电性连接至散热座。该面朝面半导体次组件包括一第一装置、一第二装置及一第一路由电路。该散热座包括一金属板及一第二路由电路。于一优选实施例中,该第一装置与金属板热性导通,并通过第一路由电路与第二装置相互隔开,且通过第一路由电路与第二装置面朝面地电性连接;第一路由电路对第一装置及第二装置提供初级的扇出路由及最短的互连距离;第二路由电路设置于金属板上,并侧向环绕该次组件,且提供进一步的扇出路由;接合线接至该次组件及该散热座,以电性连接第一路由电路及第二路由电路。于另一方面中,本专利技术提供一种半导体组件,其包含:一面朝面半导体次组件,其包括一第一装置、一第二装置及一第一路由电路,其中该第一装置电性耦接至该第一路由电路的一第一表面,而该第二装置电性耦接至该第一路由电路的一相反第二表面;一散热座,其包括一金属板及一第二路由电路,该第二路由电路设置于该金属板的一表面上,其中该第二路由电路具有一贯穿开口,且该面朝面半导体次组件设置于该贯穿开口内,并使该第一装置贴附至该散热座,且该第一路由电路的该第二表面与该第二路由电路的一外表面朝同一方向;以及多条接合线,其通过该第一路由电路及该第二路由电路,将该面朝面半导体次组件电性耦接至该散热座。于再一方面中,本专利技术提供一种半导体组件的制作方法,其包括下述步骤:提供一面朝面半导体次组件,其包括一第一装置、一第二装置及一第一路由电路,其中该第一装置电性耦接至该第一路由电路的一第一表面,而该第二装置电性耦接至该第一路由电路的一相反第二表面;提供一散热座,其包括一金属板及一第二路由电路,该第二路由电路设置于该金属板的一表面上且具有一贯穿开口;将该面朝面半导体次组件设置于该第二路由电路的该贯穿开口中;以及提供多条接合线,其电性耦接该面朝面半导体次组件及该散热座。除非特别描述或步骤间使用”接着”字词,或者是必须依序发生的步骤,上述步骤的顺序并无限制于以上所列,且可根据所需设计而变化或重新安排。本专利技术的半导体组件及其制作方法具有许多优点。举例来说,将第一装置及第二装置面朝面地电性耦接至第一路由电路的相反两侧,可提供第一装置与第二装置间的最短互连距离。将接合线接至该次组件及该散热座的作法,可提供可靠的连接通道,以将组装于次组件中的装置互连至散热座的端子垫。本专利技术的上述及其他特征与优点可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了。附图说明参考附图,本专利技术可通过下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了,其中:图1为本专利技术第一实施例中,于牺牲载板上形成路由线的剖视图;图2为本专利技术第一实施例中,图1结构上形成介电层及盲孔的剖视图;图3为本专利技术第一实施例中,图2结构上形成第一导线的剖视图;图4为本专利技术第一实施例中,图3结构上接置第一装置的剖视图;图5为本专利技术第一实施例中,图4结构上形成模封材的剖视图;图6为本专利技术第一实施例中,自图5结构移除牺牲载板的剖视图;图7为本专利技术第一实施例中,图6结构上接置第二装置以完成面朝面半导体次组件制作的剖视图;图8为本专利技术第一实施例中,凸出座及金属柱自金属板凸起的剖视图;图9为本专利技术第一实施例中,图8结构上提供接合膜及路由基板的剖视图;图10为本专利技术第一实施例中,图9结构进行层压工艺后的剖视图;图11为本专利技术第一实施例中,图10结构形成凹穴以完成散热座制作的剖视图;图12为本专利技术第一实施例中,图11结构上设置图7面朝面半导体次组件的剖视图;图13为本专利技术第一实施例中,图12结构上接置接合线以完成半导体组件制作的剖视图;图14为本专利技术第一实施例中,图13结构上形成密封材的剖视图;图15为本专利技术第一实施例中,图14结构上接置焊球的剖视图;图16为本专利技术第一实施例中,另一半导体组件的剖视图;图17为本专利技术第一实施例中,再一半导体组件的剖视图;图18为本专利技术第二实施例中,散热座的剖视图;图19为本专利技术第二实施例中,图18结构上设置面朝面半导体次组件的剖视图;图20为本专利技术第二实施例中,图19结构上接置接合线以完成半导体组件制作的剖视图;图21为本专利技术第二实施例中,图20结构上形成密封材的剖视图;图22为本专利技术第二实施例中,图21结构上接置焊球的剖视图;图23为本专利技术第二实施例中,另一半导体组件的剖视图;图24为本专利技术第三实施例中,面朝面半导体次组件及散热座贴附至载膜上的剖视图;图25为本专利技术第三实施例中,图24结构上接置接合线的剖视图;图26为本专利技术第三实施例中,图25结构上形成密封材的剖视图;图27为本专利技术第三实施例中,自图26结构移除载膜以完成半导体组件制作的剖视图;图28为本专利技术第三实施例中,图27结构上接置导热板的剖视图;图29为本专利技术第三实施例中,图28结构上接置焊球的剖视图。【符号说明】半导体组件110、120、130、210、220、310、320牺牲载板10面朝面半导体次组件20第一表面201第二表面202第一路由电路21路由线212介电层215盲孔216第一导线217金属化盲孔218、365第一装置22第一凸块223被动组件23金属柱24、323、324模封材25第二装置27、28第二凸块273散热座30凹穴305间隙306、336金属板321凸出座325凹口326穿口327第二路由电路33贯穿开口335接合膜341开孔342路由基板351穿孔352绝缘层353第二导线354第三导线355金属化穿孔356增层绝缘层361第四导线364接合线41、43密封材51焊球61载膜70导热板81导热黏着剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维整合的散热增益型半导体组件,其特征在于,其包括:一面朝面半导体次组件,其包括一第一装置、一第二装置及一第一路由电路,其中该第一装置电性耦接至该第一路由电路的一第一表面,而该第二装置电性耦接至该第一路由电路的一相反第二表面;一散热座,其包括一金属板及一第二路由电路,该第二路由电路设置于该金属板的一表面上,其中该第二路由电路具有一贯穿开口,且该面朝面半导体次组件设置于该贯穿开口内,并使该第一装置贴附至该散热座,且该第一路由电路的该第二表面与该第二路由电路的一外表面朝同一方向;以及多条接合线,其通过该第一路由电路及该第二路由电路,将该面朝面半导体次组件电性耦接至该散热座。

【技术特征摘要】
1.一种三维整合的散热增益型半导体组件,其特征在于,其包括:一面朝面半导体次组件,其包括一第一装置、一第二装置及一第一路由电路,其中该第一装置电性耦接至该第一路由电路的一第一表面,而该第二装置电性耦接至该第一路由电路的一相反第二表面;一散热座,其包括一金属板及一第二路由电路,该第二路由电路设置于该金属板的一表面上,其中该第二路由电路具有一贯穿开口,且该面朝面半导体次组件设置于该贯穿开口内,并使该第一装置贴附至该散热座,且该第一路由电路的该第二表面与该第二路由电路的一外表面朝同一方向;以及多条接合线,其通过该第一路由电路及该第二路由电路,将该面朝面半导体次组件电性耦接至该散热座。2.如权利要求1所述的半导体组件,其特征在于,其中,该散热座还包括一金属柱,其直接由该金属板的该表面凸出。3.如权利要求1所述的半导体组件,其特征在于,其中,该金属板具有一凹口或一穿口,其对准该第二路由电路的该贯穿开口。4.如权利要求1所述的半导体组件,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:林文强王家忠
申请(专利权)人:钰桥半导体股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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