电子封装、用于电子装置的散热结构及其制造方法制造方法及图纸

技术编号:7271372 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-15 18:03
本发明专利技术实施例揭示一种用于电子装置的散热结构。散热结构包括:一主体、一含硅绝缘层、一超纳米结晶钻石薄膜及导电图案层。主体具有一第一表面及相对于第一表面的一第二表面。含硅绝缘层设置于主体的第一表面上。超纳米结晶钻石薄膜与导电图案层设置于含硅绝缘层上。导电图案层被超纳米结晶钻石薄膜包围,且超纳米结晶钻石薄膜与导电图案层在上视方向彼此不重迭。本发明专利技术实施例亦揭示一种用于电子装置的散热结构的制造方法以及具有上述散热结构的电子封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种集成电路(integrated circuit, IC)制造,特别是有关于一种用于电子装置的散热结构及其制造方法。
技术介绍
可携式电子产品,例如手机、行动计算机及其它消费性产品需要在厚度薄、重量轻及低成本的限制因素下呈现高效能及功能,因而驱使制造业者必须增加半导体芯片的集成度(integration)。而随着半导体技术的向上发展,集成电路的集成度或是半导体元件(例如,晶体管、二极管、电阻、电容等等)的密度得以不断提升。在高集成度或高密度的集成电路中,因集成电路的功率及操作频率增加,散热(heat dissipation)问题成为限制集成电路中微电子装置效能的因素之一。传统上解决热产生的方法是包含于电子装置操作期间,提供一散热装置(S卩,散热片)与IC封装中的IC芯片作热接触。亦即,每一 IC芯片的上表面与对应的散热器作热接触。然而,为了每一 IC芯片而提供一分离的散热器会增加制造成本,且会增加IC封装装置的整体尺寸,其并不利于部件或装置尺寸持续缩小的趋势。另一种解决热产生的方法包含在IC芯片或封装基底的上表面形成一类钻碳 (diamond like carbon, DLC)薄膜,以作为钝化保护(passivation)层及导热绝缘层。钝化保护层上通常需形成开口以形成由金属构成的重布局线(redistribution line, RDL)/ 走线(circuit trace)或是接合垫(bondpad)。然而,由于类钻碳薄膜难以加工且与金属附着性不佳,因而降低装置的可靠度及良率。因此,有必要发展一种新的用于电子装置的散热结构,其能够改善上述问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供一种用于电子装置的散热结构,包括一主体,具有一第一表面及相对于第一表面的一第二表面;一含硅绝缘层,设置于主体的第一表面上; 一超纳米结晶钻石薄膜,设置于含硅绝缘层上;以及一导电图案层,设置于含硅绝缘层上且被超纳米结晶钻石薄膜包围,其中超纳米结晶钻石薄膜与导电图案层在上视方向彼此不重迭。本专利技术实施例提供一种用于电子装置的散热结构的制造方法。提供一主体,其具有一第一表面及相对于第一表面的一第二表面。在主体的第一表面上形成一含硅绝缘层。 在含硅绝缘层上分别形成一导电图案层及一超纳米结晶钻石薄膜,其中导电图案层被超纳米结晶钻石薄膜包围,且超纳米结晶钻石薄膜与导电图案层在上视方向彼此不重迭。附图说明以下结合附图说明本专利技术实施例的制作与使用。然而,可轻易了解本专利技术所提供的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本专利技术,并非用以局限本专利技术的范围,其中图1至图3是绘示出根据本专利技术不同实施例的具有用于电子装置的散热结构的电子封装剖面示意图。图4A至图4J是绘示出根据本专利技术一实施例的用于电子装置的散热结构的制造方法剖面示意图。图5A至图5F是绘示出根据本专利技术另一实施例的用于电子装置的散热结构的制造方法剖面示意图。图6A至图6J是绘示出根据本专利技术又一实施例的用于电子装置的散热结构的制造方法剖面示意图。图7A至图7F是绘示出根据本专利技术另又另一实施例的用于电子装置的散热结构的制造方法剖面示意图。具体实施例方式图1是绘示出根据本专利技术一实施例的具有用于电子装置的散热结构的电子封装剖面示意图。请参照图1,电子封装10包括一散热结构以及设置于散热结构上的电子装置 100。在本实施例中,散热结构包括一主体201、一含硅绝缘层203、一超纳米结晶钻石薄膜 (ultrananocrystallinediamond,UNCD)207、第一导电图案层及第二导电图案层214。主体 201具有一第一表面201a (例如,上表面)及相对于第一表面201a的一第二表面201b (例如,下表面)。在一实施例中,主体201可为一封装基板或电路板,且可由半导体材料(例如,硅、锗化硅、氮化镓、砷化镓)、陶瓷、或高分子材料所构成。在另一实施例中,主体201可为一半导体芯片,且其内具有至少一半导体元件及电性连接半导体元件的至少一内联线结构。含硅绝缘层203,例如氮化硅、四乙基硅酸盐(tetraethylorthosilicate,TE0S) 氧化物、二氧化硅,设置于主体201的第一表面201a上。特别的是超纳米结晶钻石薄膜207 及第一导电图案层设置于含硅绝缘层203上,其中第一导电图案层被超纳米结晶钻石薄膜 207包围。再者,超纳米结晶钻石薄膜207与第一导电图案层在上视方向彼此不重迭。在本实施例中,超纳米结晶钻石薄膜207是作为散热结构中的导热绝缘层。再者, 第一导电图案层主要由阻挡材料层20 及导电层204b所构成。另外,导电层204b上可额外形成其它导电结构,例如阻挡材料层210a、导电层210b以及导电层212。在一实施例中, 导电层204b及210b可包括电镀铜,而阻挡材料层20 及210a可包括TiW/Cu,以分别作为导电层204b及210b的种子(seed)层。再者,导电层212可由铜、锡或其它已知的焊料所构成。第二导电图案层214设置于主体201的第二表面201b上,其材质可相同或相似于导电层212。再者,主体201内具有至少一通孔电极(throughVia)210,其由位于主体201 内的阻挡材料层210a及导电层210b所构成,且由绝缘层209而与主体201电性绝缘。在本实施例中,绝缘层209可包括氮化硅、二氧化硅或超纳米结晶钻石(UNCD)。再者,通孔电极210自主体201的第二表面201b延伸至第一导电图案层内,用以电性连接于第一导电图案层与第二导电图案层214之间。第二导电图案层214、通孔电极210、第一导电图案层及超纳米结晶钻石薄膜207亦可构成一散热路径。电子装置100,例如二极管芯片或其它半导体芯片,通过一粘着层IOOb而贴附于超纳米结晶钻石薄膜207上,且可利用打线接合(wire bonding)工艺,使电子装置100通过接线(wire) IOOa将电性连接至导电层212下方的第一导电图案层。请参照图2,其绘示出根据本专利技术另一实施例的具有用于电子装置的散热结构的电子封装剖面示意图,其中相同于图1的部件是使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中,电子封装20中的电子装置100设置于第一导电图案层上。电子装置100可通过覆晶 (flip chip)工艺,使电子装置100通过多个凸块(bump) IOOc而电性连接至导电层212下方的第一导电图案层,且经由对应的通孔电极210而与第二导电图案层214电性连接。请参照图3,其绘示出根据本专利技术另一实施例的具有用于电子装置的散热结构的电子封装剖面示意图,其中相同于图1的部件是使用相同的标号并省略其说明。在本实施例中,电子封装30中的电子装置100设置于第一导电图案层上方的导电层212上。电子装置100通过接线IOOa以及凸块(未绘示)将电子装置100电性连接至导电层212下方的第一导电图案层,且经由对应的通孔电极210而与第二导电图案层214电性连接。图4A至图4J是绘示出根据本专利技术一实施例的用于电子装置的散热结构的制造方法剖面示意图,其中相同于图1至图3的部件是使用相同的标号。请参照图4A,提供一主体201,其具有一第一表面201a(例如,上表面)及相对于第一表面201a的一第二本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谭瑞敏戴明吉林谕男
申请(专利权)人:财团法人工业技术研究院
类型:发明
国别省市:

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