半导体封装结构制造技术

本公开提供的半导体封装结构，利用电镀方式在作为载体的金属片(例如铜箔)的两端面分别形成金属层，金属层会在加温加压制程中与金属片反应生成金属间化合物(Intermetallic Compound，IMC)，由于金属间化合物(例如CuGa2)的熔点高于金属层(例如Ga)且为固态，使整体形成接合芯片与热耗散结构的热界面材料(Thermal Interface Material，TIM)，且使用金属片作为载体也可以符合TIM高度超过100um的需求，与传统高分子材料的TIM比较可提升热导系数约300％以上，大幅度提升了芯片的散热效能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装结构


[0001]本公开涉及半导体
，具体涉及半导体封装结构。

技术介绍

[0002]随着高阶芯片多功能化的发展，其热设计功耗(Thermal Design Power，TDP)持续升高，所谓TDP是指芯片在执行实际应用程序时，可产生的最大热量，其中TDP在与芯片匹配时，散热器可以有效地冷却芯片的依据，TDP越大代表芯片在工作时会产生的单位时间热量越大，对于散热系统来说，TDP是散热能力设计的最低标准，也就是说，散热系统至少要能散逸TDP数值所表示的单位时间热量。
[0003]散热系统会由高导热系数的热界面材料(Thermal Interface Material，TIM)黏附于芯片表面，以将芯片所产生的热散逸至外界，现行热界面材料主要是由高分子材料包含金属粉末所形成，近年来有使用镓(Gallium，Ga)或铟(Indium，In)等具有低熔点的柔软金属材料制备TIM并均匀涂布在芯片表面进行散热。然而，以低熔点(约29.76℃)的镓(Ga)为例，其在室温时质地较软，进行压合就容易液化而无法形成薄膜，且TIM本身需要有一定的高度(约80
‑
100um)，若全部使用镓作为TIM，成本相对较昂贵，且超过熔点将会液化流出而无法有效应用而导致良率低。

技术实现思路

[0004]本公开提供了半导体封装结构。
[0005]第一方面，本公开提供了一种半导体封装结构，包括：
[0006]芯片；
[0007]热耗散结构；
[0008]热界面材料，设于所述芯片与所述热耗散结构之间，所述热界面材料包括金属片、设于所述金属片上表面并与所述热耗散结构接触的第一金属间化合物层以及设于所述金属片下表面并与所述芯片接触的第二金属间化合物层。
[0009]在一些可选的实施方式中，所述第一金属间化合物层的第一部分是由部分第一金属层与部分所述金属片反应生成的。
[0010]在一些可选的实施方式中，所述第二金属间化合物层的第一部分是由部分第二金属层与部分所述金属片反应生成的。
[0011]在一些可选的实施方式中，所述第一金属层或第二金属层为镓或铟，所述金属片为铜或镍。
[0012]在一些可选的实施方式中，所述第一金属层或第二金属层为镓，所述金属片为铜，所述第一金属间化合物层的第一部分是由部分所述第一金属层与部分所述金属片反应生成的CuGa2，所述第二金属间化合物层的第一部分是由部分所述第二金属层与部分所述金属片反应生成的CuGa2。
[0013]在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括：
[0014]第一金属化层，设于所述热界面材料与所述热耗散结构之间。
[0015]在一些可选的实施方式中，所述第一金属化层是于所述热耗散结构表面镀镍所形成的。
[0016]在一些可选的实施方式中，所述第一金属间化合物层的第二部分是由部分所述第一金属层与部分所述第一金属化层反应生成的。
[0017]在一些可选的实施方式中，所述第一金属层为镓，所述第一金属间化合物层的第二部分是由部分所述第一金属层与部分所述第一金属化层反应生成的CuGa2或Ga4Ni。
[0018]在一些可选的实施方式中，所述第一金属间化合物层的第二部分是由部分所述第一金属层与部分所述热耗散结构反应生成的。
[0019]在一些可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括：
[0020]第二金属化层，设于所述热界面材料与所述芯片之间。
[0021]在一些可选的实施方式中，所述第二金属化层是于所述芯片表面镀铜或镍所形成的。
[0022]在一些可选的实施方式中，所述第二金属间化合物层的第二部分是由部分所述第二金属层与部分所述第二金属化层反应生成的。
[0023]在一些可选的实施方式中，所述第二金属层为镓，所述第二金属间化合物层的第二部分是由部分所述第二金属层与部分所述第二金属化层反应生成的CuGa2或Ga4Ni。
[0024]本公开提供的半导体封装结构，利用电镀方式在作为载体的金属片(例如铜箔)的两端面分别形成金属层，金属层会在加温加压制程中与金属片反应生成金属间化合物(Intermetallic Compound，IMC)，由于金属间化合物(例如CuGa2)的熔点高于金属层(例如Ga)且为固态，使整体形成接合芯片与热耗散结构的热界面材料(Thermal Interface Material，TIM)，且使用金属片作为载体也可以符合TIM高度超过100um的需求，与传统高分子材料的TIM比较可提升热导系数约300％以上，大幅度提升了芯片的散热效能。另外，相对于全部使用低熔点的柔软金属材料制备TIM成本较高的问题，有效提高了成本优势。
附图说明
[0025]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0026]图1是根据本公开的半导体封装结构的第一结构示意图；
[0027]图2是根据本公开的半导体封装结构的第二结构示意图；
[0028]图3
‑
图7是根据本公开的半导体封装结构的制造过程中的结构示意图。
[0029]符号说明：
[0030]1‑
芯片，2
‑
热耗散结构，3
‑
热界面材料，31
‑
金属片，32
‑
第二金属间化合物层，33
‑
第一金属间化合物层，4
‑
第二金属化层，5
‑
第二金属层，6
‑
第一金属层，7
‑
第一金属化层。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对说明本公开的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本公开所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外，为了
便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0032]需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当也视为本公开可实施的范畴。
[0033]另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
[0034]图1是根据本公开的半导体封装结构的第一结构示意图。如图1所示，该半导体封装结构可以包括芯片1、热耗散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装结构，包括：芯片；热耗散结构；热界面材料，设于所述芯片与所述热耗散结构之间，所述热界面材料包括金属片、设于所述金属片上表面并与所述热耗散结构接触的第一金属间化合物层以及设于所述金属片下表面并与所述芯片接触的第二金属间化合物层。2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其中，所述第一金属间化合物层的第一部分是由部分第一金属层与部分所述金属片反应生成的。3.根据权利要求2所述的半导体封装结构，其中，所述第二金属间化合物层的第一部分是由部分第二金属层与部分所述金属片反应生成的。4.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其中，所述第一金属层或第二金属层为镓或铟，所述金属片为铜或镍。5.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其中，所述第一金属层或第二金属层为镓，所述金属片为铜，所述第一金属间化合物层的第一部分是由部分所述第一金属层与部分所述金属片反应生成的CuGa2，所述第二金属间化合物层的第一部分是由部分所述第二金属层与部分所述金属片反应生成的CuGa2。6.根据权利要求2所述的半导体封装结构，其中，所述半导体封装结构还包括：第一金属化层，设于所述热界面材料与所述热耗散结构之间。7.根据权利要求6所述的半导体封装结构，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王缮柏，高金利，徐安萱，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：