包括散热盖的半导体器件制造技术

公开了包括散热盖的半导体器件。一个方面提供了半导体器件。在该实施例中，半导体器件包括具有下表面和上表面的半导体衬底，以及配置为附接到半导体衬底的上表面的散热盖。在该实施例中，半导体衬底或者散热盖中的至少一个具有延伸完全地穿过其的多个开口。根据该方面，半导体器件进一步包括可操作为延伸穿过多个开口并且接合半导体衬底或者散热盖中的另一个以将半导体衬底和散热盖附接的多个紧固件。

Semiconductor device including a radiating cover

A semiconductor device including a radiation cover is disclosed. One aspect provides semiconductor devices. In this embodiment, the semiconductor device includes a semiconductor substrate having a lower surface and an upper surface, and a heat shield configured to attach to an upper surface of the semiconductor substrate. In this embodiment, at least one of the semiconductor substrate or the radiation cap has a plurality of openings extending therethrough. According to this, a semiconductor device further comprises a plurality of openings extending through the operation of the semiconductor substrate and bonding or cooling cover in another in the semiconductor substrate and the heat radiating cover and a plurality of fasteners connected.

【技术实现步骤摘要】

本申请总地涉及半导体器件，并且更具体地，涉及包括散热盖的半导体器件，和用于其组装的方法。
技术介绍
热耗散对于现代的半导体器件而言是一个重要的问题，特别是对于生成大量热的那些半导体器件，诸如视频处理半导体器件。本领域需要的是能够适应前述的大量热的经改进的半导体器件设计。
技术实现思路
一个方面提供半导体器件。在该实施例中，半导体器件包括具有下表面和上表面的半导体衬底，以及配置为附接到半导体衬底的上表面的散热盖。在该实施例中，半导体衬底或者散热盖中的至少一个具有延伸完全地穿过其的多个开口。根据该方面，半导体器件进一步包括可操作为延伸穿过该多个开口并且接合半导体衬底或者散热盖中的另一个以将半导体衬底和散热盖附接的多个紧固件。又一个方面提供用于组装半导体器件的方法。在该方面中，用于组装半导体器件的方法包括：1）获得具有下表面和上表面的半导体衬底，2）获得散热盖，其中半导体衬底或者散热盖中的至少一个具有延伸完全地穿过其的多个开口，3）将散热盖和半导体衬底相对于彼此放置，以及4）延伸多个紧固件穿过多个开口以接合半导体衬底或散热盖中的另一个并且将半导体衬底和散热盖附接。附图说明现在结合附图对下面的描述进行参考，其中：图1A-1D示出了根据本公开的实施例所配置的半导体器件的代表性实施例的各方面；图2A-2D示出了根据本公开的实施例所配置的半导体器件的代表性实施例的各可替代方面；图3A-3D示出了根据本公开的实施例所配置的半导体器件的可替代实施例的各方面；以及图4示出了用于组装半导体器件的方法的一个实施例的流程图。具体实施方式在描述半导体器件以及用于其组装的方法的各种实施例之前，本文将一般地对半导体器件加以描述。许多现代的半导体器件包括放置在半导体衬底的上表面上的集成电路器件。就某些半导体器件而言，特别是以较高的温度运行的那些半导体器件（例如视频处理半导体器件），散热盖布置在集成电路器件上。在大多数应用中，散热盖设计为耗散由集成电路器件所生成的热的至少一部分。然而，散热盖还具有帮助减轻翘曲的增加的益处。典型地，热界面材料将集成电路芯片和散热盖热耦连，这有助于来自集成电路器件和散热盖的热的转移。此外，粘合材料（例如，沿半导体衬底的边缘定位）将散热盖附接到半导体衬底，从而将散热盖附接到半导体衬底。本公开至少部分地基于以下认识：诸如可能使用在视频处理应用中的高运行温度半导体器件在不久的将来将生成显著地削弱将散热盖附接到半导体衬底的粘合剂的足量热。例如，本公开已认识到的是，在某些情况下，粘合剂被削弱到失效点，或者散热盖与半导体衬底脱层。在这些情况下—没有散热盖的热效益-集成电路芯片非常易于热失效。此外，具有安装在其上的集成电路芯片的半导体衬底非常易于芯片翘曲。如本领域普通技术人员所领会的，热失效和芯片翘曲这二者都特别不令人满意。本公开进一步地至少部分地基于以下认识：即使在已经应用粘合剂之后，将来也可能存在容易地将散热盖从半导体衬底移除的需要。在该认识内承认以下内容：将散热盖附接到半导体衬底的粘合剂的使用对于该二者的随后的分离是有问题的。因此，在本文中基本认识到的是，通过包括延伸完全地穿过半导体衬底或者散热盖中的至少一个的多个开口，多个紧固件可延伸穿过该多个开口以接合半导体衬底或散热盖中的另一个来将该二者附接。进一步认识到的是，紧固件可延伸穿过延伸完全地穿过半导体衬底的多个开口，并且因此接合散热盖，或者可替代地延伸穿过延伸完全地穿过散热盖的多个开口，并且因此接合半导体衬底。对于从半导体衬底侧或者散热盖侧进入的紧固件的需要保持差异。在本文中还基本认识到的是，紧固件可以保持裸露，以及或者在半导体衬底的下表面的下面延伸（例如，取决于实施例）厚度（t2）。对于当前本领域技术人员未知的这一特征帮助减轻半导体衬底中的翘曲。例如，在某些实施例中，其中采用具有附接到半导体衬底的底部的多个球的球栅阵列，厚度（t2）可大致等于球的厚度（t1）。在该场景中，紧固件的裸露的部分可帮助阻止所近似定位的球由于置于半导体器件上的力而变形（例如压碎）。在本文中认识到的是，对于某些半导体器件，有螺纹的公（male）紧固件，以及相关联的有螺纹的母（female）构件可以用来将散热盖可移除地固定到半导体衬底。包括有螺纹的公紧固件的等价物的其他紧固件在本公开的范围内。例如，可能存在其中可使用推针型紧固件（例如具有弹簧的特性）的另一个实施例。可能存在其中可使用另一种摩擦型紧固件的另一个实施例。取决于所选择的设计，有螺纹的母构件可定位于散热盖或半导体衬底内。基于前述认识而认识到的是，在某些实施例中，散热盖和半导体衬底可以彼此固定而无需使用任何粘合材料。因此，这种器件将不经历上文所论述提出的脱层，并且将进一步地当需要时提供该二者的容易得多的分离。图1A-1D示出了根据本公开的实施例所配置的半导体器件100的代表性实施例的各方面。具体地，图1A示出了半导体器件100的向下的等距视图（例如，具有上表面的局部剖视图）。图1B示出了半导体器件100的向上的等距视图。图1C示出了沿图1A的线C-C的半导体器件100的剖视图。图1D示出了图1C的区域D的分解图。当参考本文中的附图时，同样的特征使用同样的参考标志符指代。在图1A-1D中示出的半导体器件100最初包括半导体衬底110。在示出的实施例中，半导体衬底110包括下表面和上表面。半导体器件设计领域的技术人员完全理解半导体衬底110可包括当前公知的、或者此后所发现的用作半导体器件中的衬底的任何材料。例如，在示出的实施例中，半导体衬底110包括印刷电路板（PCB）材料。然而，半导体衬底110不应受限于所讨论的PCB材料。至少在示出的实施例中，包括多个球115的球栅阵列定位于半导体衬底110的下表面。本领域技术人员领会该多个球115的目的和制造。在一个特定实施例中，球栅阵列中的球115的每一个具有厚度（t1）。厚度（t1）可基于半导体器件100的设计而大大改变。进一步关于图1A-1D，在该实施例中，散热盖120放置在半导体衬底110上并且附接到半导体衬底110。散热盖120可包括任何材料，以及呈现为任何形状，其与本公开的各方面一致。例如，在示出的实施例中，散热盖120包括铝。然而，在其他实施例中，散热盖120可包括不同的导热材料。根据本公开，散热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体衬底，其具有下表面和上表面；散热盖，其配置为附接到所述半导体衬底的所述上表面，其中所述半导体衬底或者所述散热盖中的至少一个具有延伸完全地穿过其的多个开口；以及多个紧固件，其可操作为延伸穿过所述多个开口并且接合所述半导体衬底或所述散热盖中的另一个以将所述半导体衬底和所述散热盖附接。

【技术特征摘要】
2012.11.21 US 13/683,0101.一种半导体器件，包括：
半导体衬底，其具有下表面和上表面；
散热盖，其配置为附接到所述半导体衬底的所述上表面，其中所述半
导体衬底或者所述散热盖中的至少一个具有延伸完全地穿过其的多个开
口；以及
多个紧固件，其可操作为延伸穿过所述多个开口并且接合所述半导体
衬底或所述散热盖中的另一个以将所述半导体衬底和所述散热盖附接。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个开口延伸完全地
穿过所述半导体衬底，并且进一步地，其中所述多个紧固件是可操作为延
伸穿过所述半导体衬底并且接合所述散热盖的有螺纹的公紧固件。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，进一步包括与所述散热盖相关
联并且配置为接合所述有螺纹的公紧固件的有螺纹的母构件。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述有螺纹的公紧固件接
合所述散热盖，使所述有螺纹的公紧固件的一部分沿所述半导体衬底的所
述下表面裸露，其中所述有螺纹的公紧固件的所裸露的部分是所述有螺纹
的公紧固件的头的至少一部分，并且进一步包括布置在所述半导体衬底的
所述下表面上的球栅阵列，其中所述球栅阵列中的一个或多个球的厚度大
致等于所述所裸露的部分的厚度。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，进一步包括定位于所述半导体
衬底的上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏尼尔·潘迪，权振秀，埃尔尼·奥皮尼诺，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US