封装件中具有不同厚度的热界面材料制造技术

一种封装件包括封装组件，位于封装组件上方并且接合至封装组件的器件管芯，具有位于器件管芯上方的顶部的金属帽，以及位于器件管芯和金属帽之间并且接触器件管芯和金属帽的热界面材料。热界面材料包括直接位于器件管芯的内部上方的第一部分，以及直接在器件管芯的拐角区域上方延伸的第二部分。第一部分具有第一厚度。第二部分具有大于第一厚度的第二厚度。

【技术实现步骤摘要】
封装件中具有不同厚度的热界面材料
本专利技术的实施例一般地涉及半导体
，更具体地，涉及封装件。
技术介绍
在一些三维集成电路(3DIC)中，首先将器件管芯接合至中介层，其中，该中介层进一步接合至封装衬底以形成封装件。在器件管芯运行期间在其中产生的热量需要扩散。在传统的结构中，为了扩散热量，将器件管芯的衬底附接至金属盖上，这有助于散热，并且还用作加强件。因此，将在器件管芯中产生的热量扩散至金属盖。可以将散热器附接至金属盖，以进一步扩散传导至金属盖的热量。通过热界面材料(TIM)将器件管芯附接至金属盖，其中，该热界面材料可以包括环氧树脂基材料。由于TIM具有相对低的导热率，因此优选地，TIM是薄的，从而使得TIM不会在器件管芯和金属盖之间引入太多的热阻。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种封装件，包括：第一封装组件；器件管芯，位于所述第一封装组件上方并且接合至所述第一封装组件；金属帽，包括位于所述器件管芯上方的顶部；以及热界面材料，位于所述器件管芯和所述金属帽之间并与所述器件管芯和所述金属帽接触，其中，所述热界面材料包括：第一部分，直接位于所述器件管芯的内部上方，其中，所述第一部分具有第一厚度；以及第二部分，直接在所述器件管芯的拐角区上方延伸，其中，所述第二部分具有大于所述第一厚度的第二厚度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种封装件，包括：堆叠件，包括：中介层；第一器件管芯和第二器件管芯，位于所述中介层上方并且接合至所述中介层；封装衬底，位于所述中介层下方并且接合至所述中介层；以及密封材料，环绕所述第一器件管芯和所述第二器件管芯中的每个；金属帽，包括：顶部；以及边缘部分，位于所述顶部下方并且连接至所述顶部；粘合剂，将所述边缘部分粘附至所述封装衬底；以及热界面材料，包括：平坦部分，具有均匀的厚度；以及突出部分，从所述平坦部分向上或向下突出，其中，所述突出部分与所述堆叠件的拐角部分重叠。根据本专利技术的又一方面，提供了一种封装件，包括：封装衬底；中介层，位于所述封装衬底上方并且接合至所述封装衬底；器件管芯，位于所述中介层上方并且接合至所述中介层；金属帽，包括：顶部，位于所述器件管芯上方，其中，所述顶部包括多个凹槽，每个凹槽从所述顶部的底面凹进到所述顶部中；以及边缘部分，将所述器件管芯和所述中介层环绕在其中，其中，所述边缘部分粘附至所述封装衬底，并且所述边缘部分包括四个侧部；以及热界面材料，位于所述器件管芯和所述金属帽之间并且接触所述器件管芯和所述金属帽，其中，所述热界面材料延伸到所述金属帽的顶部的四个凹槽中。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1至图7A和图7B示出根据一些实施例的形成封装件的中间阶段的截面图。图8A、图8B、图9A和图9B示出根据一些实施例的形成封装件的中间阶段的截面图和顶视图。图10A至图10E示出根据一些实施例的一些封装件的顶视图。图11示出根据一些实施例的用于形成封装件的工艺流程。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…之下”、“下部”、“在…上方”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。本专利技术根据各个示例性实施例提供了封装件及其形成方法，该封装件包括金属帽、器件管芯。示出形成该封装件的中间阶段。讨论了一些示例性实施例的变化。贯穿各个图和示例性实施例，相同的参考标号用于指定相同的元件。图1至图7A示出根据本专利技术的一些实施例的形成封装件的中间阶段的截面图。此外，在图11所示的工艺流程中示意性地反映了图1至图7A中所示的步骤。图1示出封装组件20的截面图，其中，该封装组件可以是中介层晶圆、封装衬底条、器件管芯晶圆或封装件。封装组件20包括可以彼此相同的多个封装组件40。封装组件40可以是器件芯片(当锯开时也称为管芯，其可以包括或不包括有源器件和/或无源器件)、封装衬底、封装件等。在整个说明书中，在下文中封装组件40可以可选地称为中介层40，而它们可以是如上所述的其他类型的封装组件。根据本专利技术的一些实施例，封装组件20包括衬底22，其中，衬底22可以是诸如硅衬底的半导体衬底。衬底22还可以由诸如硅锗、硅碳等的另一半导体材料形成。根据一些实施例，在半导体衬底22的表面22A处形成诸如晶体管(未示出)的有源器件。还可以在封装组件20中形成诸如电阻器和/或电容器的无源器件(未示出)。根据本专利技术的可选实施例，衬底22可以是半导体衬底或介电衬底，并且相应的封装组件不包括其中的有源器件。根据这些实施例，封装组件20可以包括或不包括形成在其中的无源器件。贯通孔(TV)24(可选地称为金属柱)可以形成为从衬底22的顶面22A延伸到衬底22中。TV24有时也称为衬底贯通孔，或当衬底22是硅衬底时，称为硅贯通孔。互连结构28形成在衬底22上方，并且用于电连接至集成电路器件(如存在)和TV24。互连结构28可以包括多个介电层30。在介电层30中形成金属线32。通孔34形成在上面的金属线32和下面的金属线32之间，并且互连上面的金属线32和下面的金属线32。根据本专利技术的一些实施例，介电层30由氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、它们的组合和/或它们的多层形成。可选地，介电层30可以包括具有低介电常数(k值)的一个或多个低k介电层。例如，介电层30中的低k介电材料的k值可以小于约3.0，或小于约2.5。在封装组件20的顶面处形成电连接件38。根据本专利技术的一些实施例，电连接件38包括金属柱，其中，可以在金属柱的顶面上形成或不形成焊料帽(soldercap)。根据本专利技术的可选实施例，电连接件38包括焊料区。根据其他实施例，电连接件38可以是铜柱凸块、焊料凸块或复合凸块，其中，该复合凸块包括铜柱、镍层、焊料帽、化学镀镍浸金(ENIG)、化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)等和/或它们的组合。封装组件44可以例如通过倒装芯片接合而接合至封装组件20。相应步骤在图11所示的工艺流程200中示出为步骤202。电连接件38因此将封装组件44中的电路电连接至封装组件20中的金属线32和TV24。封装组件44可以是包括逻辑电路、存储器电路等的器件管芯。因此，封装组件44在下文中可选地称为器件管芯44。可选地，封装组件44可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装件，包括：第一封装组件；器件管芯，位于所述第一封装组件上方并且接合至所述第一封装组件；金属帽，包括位于所述器件管芯上方的顶部；以及热界面材料，位于所述器件管芯和所述金属帽之间并与所述器件管芯和所述金属帽接触，其中，所述热界面材料包括：第一部分，直接位于所述器件管芯的内部上方，其中，所述第一部分具有第一厚度；以及第二部分，直接在所述器件管芯的拐角区上方延伸，其中，所述第二部分具有大于所述第一厚度的第二厚度。

【技术特征摘要】
2017.05.31 US 15/609,2061.一种封装件，包括：第一封装组件；器件管芯，位于所述第一封装组件上方并且接合至所述第一封装组件；金属帽，包括位于所述器件管芯上方的顶部；以及热界面材料，位于所述器件管芯和所述金属帽之间并与所述器件管芯和所述金属帽接触，其中，所述热界面材料包括：第一部分，直接位于所述器件管芯的内部上方，其中，所述第一部分具有第一厚度；以及第二部分，直接在所述器件管芯的拐角区上方延伸，其中，所述第二部分具有大于所述第一厚度的第二厚度。2.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述金属帽包括从所述金属帽的顶部的底面延伸到所述金属帽的顶部中的凹槽，其中，所述热界面材料的第二部分的上部位于所述凹槽中。3.根据权利要求2所述的封装件，其中，所述金属帽还包括位于所述顶部下方并连接至所述顶部的环状部分，其中，所述凹槽横向延伸至所述环状部分。4.根据权利要求2所述的封装件，其中，所述金属帽还包括位于所述顶部下方并连接至所述顶部的环状部分，其中，所述凹槽与所述环状部分横向间隔开。5.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述器件管芯包括衬底，并且使所述衬底的拐角区凹进作为凹槽，并且所述热界面材料的第二部分的下部位于所述凹槽中。6.根据权利要求1所述的封装件，还包括环绕所述器件管芯的密封材料，其中，具有所述第二厚度的所述热界面材料的第二部分还直接在所述密封材料的拐角部分上方延伸。7.根据权利要求1所述的封装件，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松辉，余大全，黄冠育，李百渊，李祥帆，
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