半导体封装制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体封装。该半导体封装的实施方式可包括耦接到第一管芯的第一衬底，耦接到第二管芯的第二衬底，以及包括在该第一衬底的周边内并且在第二衬底的周边内的间隔物，该间隔物耦接在第一管芯和第二管芯之间，该间隔物包括穿过其中的结冷却管。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装相关专利申请的交叉引用本文件要求授予SeungwonIm等人的名称为“IntegratedCircuitDirectCoolingSystemsandRelatedMethods(集成电路直接冷却系统和相关方法)”的美国临时专利申请62/491,948的提交日期的权益，该申请提交于2017年4月28日，该申请的公开内容据此全文以引用方式并入本文。
本文件的各方面整体涉及具有冷却系统的半导体封装。更具体的实施方式涉及具有直接结冷却系统的半导体封装。
技术介绍
集成电路生成多余的热量。由于此，一些半导体封装通常包括或耦接到冷却系统，该冷却系统耗散多余的热量以改善可靠性并防止集成电路由于过热而失效。通常，半导体封装已通过诸如耦接到衬底或封装的外侧的单个外部散热器、双散热器、外部冷却模块和外部冷却水夹套的系统被冷却。
技术实现思路
半导体封装的实施方式可包括耦接到第一管芯的第一衬底；耦接到第二管芯的第二衬底；以及包括在第一衬底的周边内并且在第二衬底的周边内的间隔物，该间隔物耦接在第一管芯和第二管芯之间，该间隔物包括穿过其中的结冷却管。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：结冷却管的壁可包括介电材料。间隔物可包括穿过其中的多个结冷却管，多个结冷却管的横截面完全包括在间隔物的横截面内。封装可包括第二管芯和第三管芯之间的第二间隔物，该第三管芯耦接到第二衬底。封装可包括耦接到第三管芯的第三衬底；耦接到第四管芯的第四衬底；以及耦接在第三管芯和第四管芯之间并且耦接到第三管芯和第四管芯的第二间隔物，该第二间隔物包括穿过其中的结冷却管，其中第二衬底的面可耦接到第三衬底的面。结冷却管可包括翅片式热交换器，翅片式热交换器与该结冷却管一体形成并且耦接到该结冷却管。半导体封装的实施方式可包括耦接到第一管芯的第一衬底；第一多个结冷却管，第一多个结冷却管中的每个结冷却管至少部分地嵌入在第一衬底中；耦接到第二管芯的第二衬底；第二多个结冷却管，第二多个结冷却管中的每个结冷却管至少部分地嵌入在第二衬底中；以及耦接在第一管芯和第二管芯之间的间隔物。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：第一衬底和第二衬底可包括介电层、图案化层中的一个，以及介电层和图案化层两者。第一多个结冷却管可完全嵌入在第一衬底中。第二多个结冷却管可完全嵌入在第二衬底中。封装可包括耦接到第一衬底的第一盖，其中第一多个结冷却管可部分嵌入在第一盖中。封装可包括耦接到第二衬底的第二盖，其中第二多个结冷却管可部分嵌入在第二盖中。第一多个结冷却管和第二多个结冷却管可各自包括热管、水管中的一个，以及热管和水管的组合。第一多个结冷却管中的每个管以及第二多个结冷却管中的每个管可涂覆有介电材料。半导体封装的实施方式可包括耦接到第一衬底的第一盖，该第一衬底耦接到第一管芯；定位在第一衬底的内面和第一盖的外面之间的第一冷却系统；耦接到第二衬底的第二盖，该第二衬底耦接到第二管芯；定位在第二衬底的内面和第二盖的外面之间的第二冷却系统；以及耦接在第一管芯和第二管芯之间的间隔物，其中第一冷却系统和第二冷却系统各自包括流控制装置，该流控制装置被配置成引起经过第一冷却系统和第二冷却系统的冷却介质的湍流。半导体封装的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任何一者：流控制装置可包括具有翅片的散热块。翅片可形成于盖中。翅片可形成于衬底中。流控制装置可包括冲压金属片和工程塑料中的一种。第一盖和第二盖可包括水夹套。对于本领域的普通技术人员而言，通过具体实施方式以及附图并通过权利要求书，上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。附图说明将在下文中结合附图来描述各实施方式，其中类似标号表示类似元件，并且：图1是示出不同类型的冷却系统的效率的图表；图2是没有冷却系统的半导体封装的剖视图；图3是具有直接结冷却管的半导体封装的剖视图；图4是具有穿过封装的间隔物的直接结冷却管的半导体封装的透视图；图5是图4的半导体封装的剖视图；图6是模制件被移除的图4的半导体封装的透视图；图7是模制件和衬底被移除的图4的半导体封装的透视图；图8是图4的半导体封装的背面透视图；图9是重新布置成竖直布置的图4的透视图；图10是具有穿过封装的衬底的直接结冷却管的半导体封装的透视图；图11是图10的半导体封装的剖视图；图12是图11的一部分的分解图；图13是模制件被移除的图10的半导体封装的透视图；图14是模制件和衬底被移除的图10的半导体封装的透视图；图15是图10的半导体封装的背面透视图；图16是具有穿过封装的衬底的直接结冷却管的另一个半导体封装的透视图；图17是图16的半导体封装的剖视图；图18是图17的一部分的分解图；图19是模制件被移除的图16的半导体封装的透视图；图20是模制件和衬底被移除的图16的半导体封装的透视图；图21是图16的半导体封装的背面透视图；图22是具有穿过封装的衬底的直接结冷却管的一部分的半导体封装的透视图；图23是图22的半导体封装的剖视图；图24是模制件被移除的图22的半导体封装的透视图；图25是模制件和盖被移除的图22的半导体封装的透视图；图26是图22的半导体封装的背面透视图；图27是具有装置流控制冷却系统的半导体封装的透视图；图28是图27的半导体封装的剖视图；图29是图28的一部分的分解图；图30是模制件被移除的图27的半导体封装的透视图；图31是模制件和盖被移除的图27的半导体封装的透视图；图32是图27的半导体封装的背面透视图；图33是翅片形成于盖中的图27的半导体封装的另一个实施方式的剖视图；图34是图33的一部分的分解图；图35是具有装置流控制冷却系统的半导体封装的另一个实施方式的透视图；图36是图35的半导体封装的剖视图；图37是模制件被移除的图35的半导体封装的透视图；图38是模制件和盖被移除的图35的半导体封装的透视图；以及图39是图35的半导体封装的背面透视图。具体实施方式本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。本领域已知的符合预期半导体封装的许多另外的部件、组装工序和/或方法元素将显而易见地能与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本技术公开了特定实施方式，但是此类实施方式和实施部件可包括符合预期操作和方法的本领域已知用于此类半导体封装和相关联的冷却系统、以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等。参见图1，示出了显示不同类型的冷却系统的效率的图表。该图表示出了RTHJF(或者说从结到脚的热阻额定值)的百分比的测量结果。利用额定值为100％的传统单冷却系统，使用双冷却系统或UL电感系统，冷却可显著提高25％。如果使用直接结冷却系统，则可以基本上7.5％的热阻额定值提高冷却。如图所示，当与可得自传统双冷却系统或UL电感系统的冷却相比时，直接结冷却系统的冷却效果可能会好10倍。参见图2，示出了没有冷却系统的半导体封装的剖视图。在各种实施方式中，半导体封装包括耦接到第一管芯4的第一衬底2。封装还包括耦接到第二管芯8的第二衬底6。封装包括第一管芯4和第二管芯8之间的间隔物10。在各种实施方式中，可能存在一个间隔物或多于一个间隔物。在各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装，其特征在于，包括：耦接到第一管芯的第一衬底；耦接到第二管芯的第二衬底；以及包括在所述第一衬底的周边内以及在第二衬底的周边内的间隔物，所述间隔物耦接在所述第一管芯和所述第二管芯之间，所述间隔物包括穿过所述间隔物的结冷却管。

【技术特征摘要】
2017.04.28 US 62/491,948;2017.09.25 US 15/714,5391.一种半导体封装，其特征在于，包括：耦接到第一管芯的第一衬底；耦接到第二管芯的第二衬底；以及包括在所述第一衬底的周边内以及在第二衬底的周边内的间隔物，所述间隔物耦接在所述第一管芯和所述第二管芯之间，所述间隔物包括穿过所述间隔物的结冷却管。2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述间隔物还包括穿过所述间隔物的多个结冷却管，所述多个结冷却管的横截面完全包括在所述间隔物的横截面内。3.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装还包括所述第二管芯和第三管芯之间的第二间隔物，所述第三管芯耦接到所述第二衬底。4.根据权利要求1所述的半导体封装，其中，所述半导体封装还包括：耦接到第三管芯的第三衬底；耦接到第四管芯的第四衬底；以及耦接在所述第三管芯和所述第四管芯之间并且耦接到所述第三管芯和所述第四管芯的第二间隔物，所述第二间隔物包括穿过所述第二间隔物的结冷却管；其中所述第二衬底的一个面耦接到所述第三衬底的一个面。5.一种半导体封装，其特征在于，包括：耦接到第一管芯的第一衬底；第一多个结冷却管，所述第一多个结冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：林承园，全五燮，李泳科，李允秀，孙焌瑞，李达泳，朴昶泳，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US