热增强型堆叠封装（PoP）制造技术

本发明专利技术公开了一种热增强型堆叠封装。本发明专利技术提供了一种提高多芯片和堆叠封装(PoP)应用中热管理的方法和结构。第一基板接合到较小的第二基板，其中，接合到第一基板的散热环环绕第二基板，散热环包括导热材料和高效的散热几何体。第一基板包括产热芯片，且第二基板包括热敏芯片。提出一种方法，该方法提供了能够增强散热以远离热敏芯片的组装结构。

【技术实现步骤摘要】
热增强型堆叠封装(PoP)本申请是于2012年12月28日提交的申请号为201210586803.0的名称为“热增强型堆叠封装(PoP)”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及半导体领域，更具体地，涉及热增强型堆叠封装(PoP)。
技术介绍
随着较小体积电子产品的发展需求，电子行业的制造者们在不断地寻求能够减小电子产品所采用的集成电路的尺寸的方法。鉴于这个方面，已经发展并使用了三维集成电路封装技术。一种堆叠封装(PoP)技术已经得到发展。顾名思义，PoP是一种将一个封装件堆叠在另一个封装件上的创新型半导体封装。PoP器件可以将垂直离散式存储器与逻辑球栅阵列(BGA)封装件组合在一起。在PoP封装件的设计中，通过周围的焊料球，可以实现顶部封装件和底部封装件的互连。针对这样的多芯片封装件，存在很多应用。因为通常使用某些专用类型的器件，所以需要将这些器件放在一起以完成特定用途的功能设计。为本文中描述的结构提供应用的所有有效和通用的布置方式包括将微处理器器件和程序存储器(如FLASH或EEPROM器件)结合在一起，以及将微处理器和专用的应用处理器(如基带收发器、图形处理器、缓存存储器件、存储管理器件和模数转换器)结合在一起。这样的多芯片封装件经常在封装件之间出现热耦合现象。许多器件的性能对温度敏感，且随着温度的升高，可能导致前述器件性能的退化。此外，许多处理单元，如加速处理单元(APU)，是热产生器。因此，相对于芯片元件之间以及芯片封装件之间的热耦合，在应用多芯片封装件时，还要求考虑热管理的因素。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种器件，包括：第一基板；第二基板，电连接到第一基板，以使第一基板的第一部分横向延伸出第二基板的边缘；以及散热环，连接到第一基板的第一部分。其中，散热环延伸超出第二基板的高度。其中，散热环延伸且热耦合到壳体。其中，散热环包括固体结构。其中，散热环包括一层或多层鳍。其中，第一基板包括横向装配在模塑料中的管芯和延伸穿过模塑料的一个或多个通孔。其中，管芯包括加速处理单元(APU)。其中，第一基板包括第一封装件，第二基板包括第二封装件。其中，第一基板包括中介板。此外，还提供了一种器件，包括：第一结构，包括第一管芯；第二结构，包括第二管芯，第二结构电连接到第一结构；以及散热结构，散热结构机械连接到第一结构的一个表面，该表面与第二结构连接到第一结构的表面是同一表面。其中，散热结构延伸超出第二结构的高度。其中，散热结构延伸且热耦合到壳体。其中，散热结构包括固体结构。其中，散热结构包括一层或多层散热鳍。其中，第一管芯电连接到中介板。其中，器件是堆叠封装件。此外，还提供了一种方法，包括：提供第一基板；提供第二基板；将第一基板接合到第二基板；以及提供散热结构，散热结构接合到第一基板的一个表面，该表面与第二基板接合到第一基板的表面是同一表面。其中，散热结构环绕第二基板。其中，散热结构包括金属。其中，器件是堆叠封装件。附图说明为了更全面的理解，介绍了不同的实施例及其优势。现将结合附图所进行的描述作为参考，其中：图1示出了根据一个实施例的底部封装件的截面图；图2示出了根据一个实施例的具有散热环的底部封装件的截面图；图3示出了根据一个实施例的堆叠封装件的截面图；图4a-图4d示出了根据不同实施例的可能的散热环配置的顶视图；图5示出了根据另一个实施例的堆叠封装件的截面图；图6示出了根据另一个实施例的堆叠封装件的截面图；图7示出了根据一个实施例的堆叠封装件的截面图；以及图8a-图8b示出了根据不同实施例的不同散热环结构的截面图。除非另有说明，否则不同附图中的对应数字和符号通常表示对应的部分。绘制附图是为了清楚地说明不同实施例的相关方面，而无需按比例绘制。具体实施方式下面，详细讨论本专利技术各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅示出了制造和使用本专利技术的具体方式，而不用于限制本专利技术的范围。为了解决多芯片或封装件系统中常见的热耦合问题，下列实施例示出了能够减少这样系统中的热量的装置。在示出的实施例中给出了不同的散热环设计。散热环的实施例旨在示出能够减少多芯片和多封装件系统中热量的有效实施例，这样就提高了热敏感系统(如存储芯片)的性能。图1示出了根据一个实施例的底部封装件100的截面图。底部封装件100包括上再分布层(RDL)10、被模塑料14环绕的集成电路管芯12(如加速处理单元(APU))、下RDL18和基板20。上RDL10包括设置用于托住顶部封装件(未示出)(如，另一个基板、管芯、封装件等)的焊料球托盘(solderballlands)11。上RDL10提供从焊料球托盘11到通孔15的电连接，其中，通孔15可以包括不同类型的通孔，如模塑通孔(TMV)或组件通孔(TAV)。通孔15提供穿过模塑料14到下RDL18的电连接。下RDL18提供通孔15和集成电路管芯12之间、和/或通孔15和基板20上的接触件之间的电连接。通过焊料凸块19，焊料凸块托盘21将下RDL18连接到基板20。在一个实施例中，基板20包括如图1所示的1-2-1层压式基板。在这个实施例中，基板20可以包括位于两个金属芯的各边上的一层或多层布线，而两个金属芯将下RDL18连接到位于下RDL18的相对侧的球托盘23上。在其他实施例中，基板20可以包括不同类型的基板，如中介板、硅中介板、有机基板等。焊料球24提供了一种将底部封装件100连接到一个或多个附加基板的方式并且可以被设置成例如球栅阵列(BGA)25。应该注意，上文有关底部封装件100的描述仅为说明目的，且底部封装件100可由其他结构/器件替代。例如，底部封装件100并不仅限于本文示出的实施例，而底部封装件100也可以包括基板、中介板等。在上述的一些实施例中，会产生大量的热。例如，在一个实施例中，集成电路管芯12包括APU，且会产生大量的热。随着对集成电路管芯12的需求和性能的增强，也会产生大量的热。然后，这些热量被传递到整个底部封装件100以及其他接合元件(如，管芯、基板、封装件等)的内部，并且也可以对接合元件的性能产生不良影响。所示的集成电路管芯12也可以是其他类型的管芯但不限于APU。图2示出了根据一个实施例的在接合或形成散热环200之后的底部封装件100的截面图。特别是，该实施例包括图1所示的有散热环200接合到其上的底部封装件100。散热环200包括一种或多种导热材料且用于传递热量远离底部封装件100和接合到底部封装件100的其他基板或元件(如，APU)。在一个实施例中，散热环200包括金属，如银、铜、铝、金、或其他导热金属。在其他实施例中，散热环200包括非金属，如复合聚合物或金刚石。散热环200放置在被焊料球托盘11环绕的区域中，这样使得散热环200能够环绕接合到焊料球托盘11的器件，下文会给出详细介绍。图3示出了一个实施例，其中，顶部封装件300接合到底部封装件100且被散热环200环绕。顶部封装件300通过焊料球托盘11上的焊料球31接合到底部封装件100。然而，可以备选地使用其他形式的连接，如轨迹接点上的凸块或Cu/SnAg铜柱凸块。在一个实施例中，顶部封装件300包括存储芯片。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：第一基板，所述第一基板包括横向装配在模塑料中的第一管芯和延伸穿过所述模塑料的一个或多个通孔；第一再分布层，直接位于所述模塑料和所述第一管芯的下方；第二再分布层，直接位于所述模塑料和所述第一管芯的上方；第二基板，电连接到所述第一基板，以使所述第一基板的第一部分横向延伸出所述第二基板的边缘；以及散热环，连接到所述第一基板的第一部分并位于所述模塑料的上方；其中，所述通孔位于所述散热环正下方，将所述第一再分布层电连接至所述第二再分布层，并且从所述模塑料的第一侧延伸至与所述第一侧相对的所述模塑料的第二侧。

【技术特征摘要】
2012.10.04 US 13/644,3991.一种半导体器件，包括：第一基板，所述第一基板包括横向装配在模塑料中的第一管芯和延伸穿过所述模塑料的一个或多个通孔；第一再分布层，直接位于所述模塑料和所述第一管芯的下方；第二再分布层，直接位于所述模塑料和所述第一管芯的上方；第二基板，电连接到所述第一基板，以使所述第一基板的第一部分横向延伸出所述第二基板的边缘；以及散热环，连接到所述第一基板的第一部分并位于所述模塑料的上方；其中，所述通孔位于所述散热环正下方，将所述第一再分布层电连接至所述第二再分布层，并且从所述模塑料的第一侧延伸至与所述第一侧相对的所述模塑料的第二侧。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述散热环延伸且热耦合到壳体。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述散热环包括固体结构。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述散热环包括一层或多层鳍。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述管芯包括加速处理单元(APU)。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一基板包括第一封装件，所述第二基板包括第二封装件。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一基板包括中介板。8.一种半导体器件，包括：第一结构，包括横向装配在模塑料中的第一管芯和延伸穿过所述模塑料的一个或多个通孔；第一再分布层，直接位于所述模塑料和所述第一管芯的下方；第二再分布层，直接位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宗宪，曾明鸿，陈承先，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71