具有基于管道的散热器的半导体器件制造技术

本发明专利技术涉及具有基于管道的散热器的半导体器件。一种封装半导体器件具有集成电路(IC)管芯、柔性管道和金属段塞。在组装期间，管道的第一端部安装于IC管芯的表面上，而管道的第二端部远离管芯表面而延伸。IC管芯表面的露出部分被包封于模制化合物内，该模制化合物同样包封管道的外周。在模制之后，管道可以用金属来填充，以提高热量远离管芯顶部的传导。如果管道由像橡胶一样的软材料形成，则管道在与管芯顶部的贴附过程中将不会破坏管芯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体封装，并且更特别地涉及具有基于管道的(tube-based)散热器的半导体封装。
技术介绍
随着集成电路的小型化，排热已经变得愈发重要。如果热量没有充分地从集成电路管芯中散逸出去，则集成电路可能会过热，从而导致性能降低并且甚至可能失效。为了帮助热量散逸，某些常规的封装半导体器件配置有散热器。一般地，散热器使从集成电路中散发出的热量散布到远离集成电路的封装区域。由于金属良好的热特性，散热器通常由金属(例如，铜)制成。典型地，散热器的一端或一侧贴附于管芯的表面，而散热器的另一端或另一侧是露出的。但是，由于散热器含有金属，因而当它贴附于管芯顶部时，它可能会破坏管芯以及下垫的集成电路。因而，有利的是拥有在贴附于管芯时不太可能会破坏管芯顶部的散热器。附图说明本专利技术的实施例通过举例的方式来说明，并且不受附图所限定，在附图中，相似的附图标记指示相似的元件。在附图中的元件是出于简单和清晰起见而示出的，而并不一定按比例来绘制。例如，层和区域的厚度可以为了清晰起见而放大。图1A和1B分别示出了根据本专利技术的一种实施例的部分组装的半导体封装的顶视图和截面侧视图；以及图2A和2B分别示出了根据本专利技术的一种实施例的完全组装的半导体封装的顶视图和截面侧视图。具体实施方式本文公开了本专利技术的详细说明性实施例。但是，本文所公开的具体的结构及功能细节仅仅是用于描述本专利技术的示例实施例的代表。本专利技术的实施例可以用许多可替换的形式来实现，并且不应被理解为仅限定于本文所阐明的实施例。此外，本文所使用的术语只是为了描述特定的实施例，而并非意指对本专利技术的示例实施例的限定。如同本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”意指同样包括复数形式，除非上下文另有明确指出。还应当理解，术语“包括”、“包含”、“具有”、“拥有”、“含有”和/或“囊括”指定存在着规定的特征、步骤或构件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤或元件。还应当注意，在某些可替换的实现方式中，所指出的功能/动作可以按照除附图所指出的顺序之外的顺序出现。例如，连续示出的两个图实际上可以基本上同时执行，或者有时可以按照相反的顺序来执行，取决于所涉及的功能/动作。在下面的描述中，应当理解，本专利技术的某些实施例涉及在封装半导体器件内使用金属填充的管道来散热。为了便于讨论，下面将讨论一种示例性的封装半导体器件的组装。但是，应当理解，本专利技术的实施例并不限定于管道的特定配置或者特定的封装类型(丝线键合或倒装芯片)。本专利技术的一种实施例是包含集成电路(IC)管芯、柔性的软管道和金属填充物的封装半导体器件。该器件包含安装于IC管芯的表面上的管道的第一端部以及远离IC管芯的表面而延伸的管道的第二端部。金属填充物被布置于管道之内。本专利技术的另一种实施例是用于组装封装半导体器件的方法。现在参照图1A和1B，图中分别示出了根据本专利技术的一种实施例的部分组装的半导体封装的顶视图和截面侧视图。在本实施例中，封装半导体器件被实现四方扁平封装(QFP)。部分组装的半导体封装包含金属引线框100和集成电路(IC)管芯102。用于制作引线框100和IC管芯102的方法是熟知的，并且因此在此不进行描述。引线框100包含具有接地棒106的管芯座(paddle)104(有时称为管芯基岛(flag)或焊盘)，该接地棒106形成于管芯座104的外围附近，并且与管芯座104物理隔离且电隔离。引线框100还包含沿着引线框100的外围包围着接地棒106的多个引线指108。本专利技术的实施例不一定要包含接地棒106。尽管未示出，但是引线框100可以包含用于使引线指108的远端相互连接的金属连接元件(有时称为引线框滑条(runner))。这些金属滑条还可以将引线框100连接至引线框100的一个或多个其他实例(未示出)，使得引线框的实例形成的一维或二维阵列互连的引线框。在封装半导体器件的组装期间，IC管芯102使用管芯贴附粘合剂110来安装于管芯座104上，如同图1B的截面图所示的且如同本
所已知的。然后，多个管道112被安装于IC管芯102的有源表面(activesurface)上，不过是按照它们不会干涉形成于IC管芯102的有源表面上的键合焊盘114的方式来安装。键合丝线118连接(string)于IC管芯102上的键合焊盘114与多个引线指108之间。如图1A所示(但不在图1B中示出)，其他键合丝线118将其他管芯键合焊盘114连接至接地棒106，并且还有其他键合丝线将接地棒106连接至引线指108中的某些引线指。每个管道112都可以通过将诸如(不限于)环氧树脂之类的粘合剂116施加于管道112的一端并且将具有粘合剂116的管道端部按压到IC管芯102的有源表面上而安装于管芯102的表面上。管道112可以按照例如阵列的形式安置于管芯102的表面上的各个位置。在本专利技术的至少某些实施例中，管道112所安置的具体位置可以使用例如用于在管芯正在工作时识别出IC管芯102上的一个或多个最热区域的热模拟来确定。此外，粘合剂116的施加可以受到控制，以防止粘合剂116渗流到IC管芯102的不直接位于管道112的管壁下方的区域之上。在本专利技术的至少某些实施例中，管道112由柔性的且优选为软的材料(例如(不限于)，橡胶或硅酮)制成，尽管诸如聚四氟乙烯之类的其他材料也能够使用。可以选择该柔性材料，使得当管道112被安装于IC管芯102之上时，管道112的柔性或软度降低损坏IC管芯102的表面的可能性。另外，在本专利技术的至少某些实施例中，管道112由能够耐高温的材料制成。管道112可以是圆形的(即，圆柱形)或方形的。管道112的直径可以是例如2～4mm，但是该尺寸的范围能够是1～20mm，取决于管芯102的尺寸。图2A和2B分别示出了根据本专利技术的一种实施例的完全组装的半导体封装120的顶视图和截面侧视图。为了完成封装半导体器件120，模制化合物122被施加于图1A和1B的部分组装的半导体封装。可以通过常规的散布机(dispensingmachine)(未示出)的喷嘴来施加的模制化合物122覆盖着键合丝线118、引线指108的近端(即，引线指108的接近于管芯座104的端部)、接地棒106、IC管芯102的露出部分以及管芯座104的露出部分。此外，模制化合物122覆盖着每个管道<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装半导体器件，包含：集成电路IC管芯；具有安装于所述IC管芯的表面上的第一端部以及远离所述IC管芯的所述表面而延伸的第二端部的管道；以及填充所述管道的传导材料，其中所述传导材料将来自所述IC管芯的热量移到所述封装半导体器件的外部。

【技术特征摘要】
1.一种封装半导体器件，包含：
集成电路IC管芯；
具有安装于所述IC管芯的表面上的第一端部以及远离所述IC管芯
的所述表面而延伸的第二端部的管道；以及
填充所述管道的传导材料，其中所述传导材料将来自所述IC管芯
的热量移到所述封装半导体器件的外部。
2.根据权利要求1所述的封装半导体器件，其中所述管道由柔性
的软材料制成。
3.根据权利要求2所述的封装半导体器件，所述管道包含橡胶和
硅酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的封装半导体器件，其中所述管道是基本
上圆柱形的。
5.根据权利要求1所述的封装半导体器件，其中所述管道基本上
垂直于所述IC管芯的所述表面。
6.根据权利要求1所述的封装半导体器件，还包含用于将所述传
导材料固定于所述IC管芯的所述表面的粘合剂。
7.根据权利要求6所述的封装半导体器件，其中所述传导材料包
含金属粒子，并且所述粘合剂与所述金属粒子混合。
8.根据权利要求1所述的封装半导体器件，还包含：
一个或多个附加管道，每个附加管道都包含安装于所述IC管芯的

\t表面上的第一端部以及远离所述IC管芯的所述表面而延伸的第二端
部；以及
用于填充所述附加管道的附加传导材料。
9.根据权利要求1所述的封装半导体器件，还包含模制化合物，
所述模制化合物包封：(i)所述管道的外周，而不覆盖所述管道的所述
第二端部；以及(ii)所述IC管芯的所述表面的至少一部分。
10.一种封装半导体器件，包含：
集成电路IC管芯；
具有安装于所述IC管芯的表面上的第一端部以及远离所述IC管芯
的所述表面而延伸的第二端部的柔性软管；
填充所述管道的热传导材料，其中所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛友，赖明光，王志杰，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US