电子封装及其形成方法技术

本公开中提供一种电子封装。所述电子封装包括：电子组件；导热元件，其在所述电子组件上方，其中导热元件包含第一金属；粘合剂层，其在所述电子组件和所述导热元件之间，其中所述第一粘合剂层包含第二金属；以及金属间化合物IMC，其在所述第一金属和所述第二金属之间。其在所述第一金属和所述第二金属之间。其在所述第一金属和所述第二金属之间。

【技术实现步骤摘要】
电子封装及其形成方法


[0001]本公开涉及一种电子封装，且更明确地说涉及一种包含金属热界面材料(TIM)和具有金属粒子的粘合剂层的电子封装。

技术介绍

[0002]常规地，电子装置通常连接到例如散热片等散热组件以使用聚合热界面材料(TIM)进行热耗散。然而，聚合TIM可能不是理想的材料，因为聚合TIM的热导率低于金属材料的热导率。

技术实现思路

[0003]在一方面中，提供一种电子封装。所述电子封装包括：电子组件；导热元件，其在电子组件上方，其中导热元件包含第一金属；粘合剂层，其在电子组件和导热元件之间，其中第一粘合剂层包含第二金属；以及金属间化合物(IMC)，其在第一金属和第二金属之间。
[0004]在一方面中，提供一种电子封装。所述电子封装包括：电子组件；导热结构，其在电子组件上方；以及中间层，其在电子组件和导热结构之间，其中所述中间层包括从中间层的表面暴露且接触导热结构的金属粒子。
[0005]在一方面中，提供一种形成电子封装的方法。所述方法包括：电子组件；导热元件，其在电子组件上方；以及中间层，其在电子组件和导热元件之间，其中中间层的上表面包括凹入部分，且其中导热元件延伸到中间层的上表面的凹入部分中。
附图说明
[0006]结合附图阅读，从以下详细描述容易理解本公开的一些实施例的各方面。应注意，各种结构可能未按比例绘制，且各种结构的尺寸可出于论述的清楚起见任意增大或减小。
[0007]图1示出根据本公开的一些实施例的电子封装的示意性横截面图。
[0008]图2示出根据本公开的一些实施例的电子封装的示意性横截面图。
[0009]图3A、图3B、图3C、图3D、3E和3F各自示出根据本公开的一些实施例使用用于制造电子封装的方法的各个制造阶段处的结构的示意性横截面图。
[0010]图4A和图4B各自示出根据本公开的一些实施例的电子封装的一部分的示意性横截面图。
[0011]图5示出根据本公开的一些实施例的电子封装的示意性横截面图。
[0012]图6示出根据本公开的一些实施例的电子封装的一部分的示意性横截面图。
[0013]图7示出根据本公开的一些实施例的电子封装的一部分的示意性横截面图。
具体实施方式
[0014]贯穿图式和具体实施方式使用共同参考标号来指示相同或类似组件。根据以下结合附图作出的详细描述将容易理解本公开的实施例。
[0015]以下公开内容提供用于实施所提供的主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例以阐释本公开的某些方面。当然，这些仅为实例且并不希望为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上形成可包含第一特征和第二特征直接接触地形成或安置的实施例，且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成或安置使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。此外，本公开可在各个实例中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0016]除非另外规定，否则相对于图中所示的定向指示例如“在
……
上方”、“顶部”、“底部”、“较高”、“较低”、“在
……
下方”等空间描述。应理解，本文中所使用的空间描述仅是出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何定向或方式在空间上布置，其限制条件为本公开的实施例的优点不因此布置而有偏差。如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含复数个指代物。
[0017]为了解决归因于使用聚合TIM导致的电子装置的热耗散较差的问题，本公开提供一种电子封装，其包含金属TIM和具有金属粒子的粘合剂层。因为金属TIM具有较好的热导率，所以金属TIM的使用改进从电子装置的热耗散。具有金属粒子的粘合剂层的使用改进热耗散以及不同组件之间的连接的可靠性。并且，粘合剂层的使用大大降低包含金属TIM的电子封装的制造成本。
[0018]图1示出根据本公开的一些实施例的电子封装1的示意性横截面图。参看图1，电子封装1包含电子装置11、中间层12、金属热界面材料(TIM)层13、金属涂层14和散热组件15。金属化层12形成于电子装置11的背侧(非作用侧)上。金属TIM层13形成于中间层12上。散热组件15用金属涂层14涂覆。散热组件15和金属涂层14形成于金属TIM层13上，其中金属涂层14接触金属TIM层13。
[0019]在本公开的一些实施例中，电子装置11包含例如硅(Si)材料等半导体材料。在本公开的一些实施例中，金属化层12包含金(Au)层或银(Ag)层、镍(Ni)层和钛(Ti)层的组合。在本公开的一些实施例中，中间层12包含厚度约500nm的金(Au)层、厚度约300nm的镍(Ni)层和厚度约100nm的钛(Ti)层的组合。
[0020]在本公开的一些实施例中，金属TIM层13包含例如铟(In)(或铟焊料)和/或银(Ag)烧结物等金属材料。在本公开的一些实施例中，金属涂层14包含例如镍/金(Ni/Au)或镍/银(Ag)等金属材料。在本公开的一些实施例中，散热组件15包含散热片。在本公开的一些实施例中，散热组件15包含例如铜(Cu)或铝(Au)等金属材料。
[0021]为了将散热组件15与金属TIM层13接合，散热组件15和金属TIM层13之间需要金属涂层14，使得金属涂层14和金属TIM层13经由金属到金属接合(metal
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to
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metal bonding)而接合。并且，为了将金属TIM层13与电子装置11接合，金属TIM层13和电子装置11之间需要中间层12。中间层12可包含例如金(Au)层或银(Ag)层、镍(Ni)层和钛(Ti)层等多个金属层的组合。通过在电子装置11的背侧上形成中间层12，电子装置11可经由中间层12连接到金属TIM层13。然而，因为金材料较昂贵且中间层12中需要相对厚的金层(例如，厚度约500nm)，所以中间层12的使用导致电子封装1的较高制造成本。
[0022]图2示出根据本公开的一些实施例的电子封装2的示意性横截面图。参看图2，电子封装2包含电子装置21、囊封剂22、第一粘合剂层23、导热元件24、第二粘合剂层25和散热组
件26。在本公开的一些实施例中，第一粘合剂层23被称作第一中间层23。在本公开的一些实施例中，第二粘合剂层25被称作第二中间层25。在本公开的一些实施例中，导热元件24为金属热界面材料(TIM)层24。
[0023]如图2所示，囊封剂22邻近于或囊封电子装置21。在本公开的一些实施例中，囊封剂22为选用的(optional)。第一粘合剂层23形成于电子装置21的上表面21
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u(其为电子装置21的背侧表面或非作用侧表面)和囊封剂22的上表面上。在本公开的一些实施例中，上表面21
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u与囊封剂22的上表面22
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子封装，其包括：电子组件；导热元件，其在所述电子组件上方，其中导热元件包含第一金属；粘合剂层，其在所述电子组件和所述导热元件之间，其中所述第一粘合剂层包含第二金属；以及金属间化合物(IMC)，其在所述第一金属和所述第二金属之间。2.根据权利要求1所述的电子封装，其进一步包括所述导热元件上的散热组件。3.根据权利要求2所述的电子封装，其中所述金属间化合物包括所述第一金属和所述第二金属。4.根据权利要求3所述的电子封装，其中所述第一金属包括银(Ag)。5.根据权利要求2所述的电子封装，其中所述第一金属包括可回焊材料。6.根据权利要求5所述的电子封装，其中所述第一金属包括包含铟。7.根据权利要求2所述的电子封装，其进一步包括安置于所述导热元件和所述散热组件之间的第二粘合剂层，其中所述第二粘合剂层包含第三金属，且其中第二金属间化合物在所述第三金属和所述导热元件之间。8.一种电子封装，其包括：电子组件；导热结构，其在所述电子组件上方；以及中间层，其在所述电子组件和所述导热结构之间，其中所述中间层包括从所述中间层的表面暴露且接触所述导热结构的金属粒子。9.根据权利要求8所述的电子封装，其中所述金属粒子突起超出所述中间层的所述表面。10.根据权利要求9所述的电子封装，其中所述金属粒子安置到所述导热结构中。11.根据权利要求10所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶昶麟，
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：