一种具有包括导热纳米粒子的传热管道的集成电路封装件制造技术

一种电子设备包括集成电路封装件，该集成电路封装件包括：安装在管芯载体上的管芯；至少部分地包封所安装的管芯的模具结构；以及形成在管芯上的传热管道

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种具有包括导热纳米粒子的传热管道的集成电路封装件
[0001]相关专利申请
[0002]本申请要求
2021
年8月
18
日提交的共同拥有的美国临时专利申请
63/234,604
号的优先权，该美国临时专利申请的全部内容据此出于所有目的以引用方式并入
。


[0003]本公开涉及集成电路
(IC)
设备，更具体地，涉及具有包括导热纳米粒子的传热管道的
IC
封装件
。

技术介绍

[0004]随着集成电路设备
(
半导体设备
)
变得越来越小且密度越来越大，设备性能越来越受到热约束的限制
。
另外，集成电路设备通常容易受到对设备性能有负面影响的磁场和电离辐射的影响
。
[0005]需要改进
IC
设备中的热管理，例如，以从发热管芯移除热量
。
还需要改进
IC
设备对磁场和电离辐射的屏蔽，磁场和电离辐射会损坏或影响
IC
设备的性能
。

技术实现思路

[0006]一个方面提供一种电子设备，包括：集成电路
(IC)
封装件，该集成电路封装件包括：管芯，该管芯安装在管芯载体上；模具结构，该模具结构至少部分地包封所安装的管芯；以及传热管道，该传热管道形成在该管芯上并且至少部分地延伸穿过该模具结构，以将热量从该管芯传走
。
该传热管道由包括导热纳米粒子的导热化合物形成
。
[0007]在一些示例中，该传热管道延伸穿过该模具结构的整个厚度，其中，该传热管道的远端表面穿过该模具结构的外表面而暴露
。
[0008]在一些示例中，该管芯载体包括引线框架或内插器
。
[0009]在一些示例中，该导热纳米粒子包括金刚石纳米粒子
、
碳化硅纳米粒子
、
氮化硼纳米粒子
、
六方氮化硼纳米粒子或氮化硼纳米管中的至少一种
。
[0010]在一些示例中，该导热化合物包括分散在聚合物树脂中的导热纳米粒子
。
[0011]在一些示例中，该导热化合物包括分散在环氧树脂中的导热纳米粒子和二氧化硅
。
[0012]在一些示例中，该模具结构包括磁屏蔽纳米粒子，以屏蔽该管芯免受磁场影响
。
[0013]在一些示例中，该磁屏蔽纳米粒子包括高导磁合金或赤铁矿
(Fe2O3)
中的至少一种
。
[0014]在一些示例中，该模具结构包括辐射屏蔽纳米粒子，以屏蔽该管芯免受离子辐射影响
。
[0015]在一些示例中，该屏蔽纳米粒子包含氮化硼
(BN)、
铋
(Bi)、
氧化铋
(Bi2O3)、
氮化钽
(TaN)、
氮化钨
(W3N2)、
氧化锡
(SnO2)、
铜
(I)
氧化物
(Cu2O)(
即氧化亚铜
)
或铜
(II)
氧化物
(CuO)(
即氧化铜
)
中的至少一种
。
[0016]在一些示例中，该电子设备包括形成在该模具结构上方的屏蔽层，该屏蔽层包括以下中的至少一者：
(a)
磁屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽该管芯免受磁场影响；或
(b)
辐射屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽该管芯免受电离辐射影响
。
[0017]在一些示例中，该电子设备包括形成在该模具结构上方的多层屏蔽，其中，该多层屏蔽包括多个不同的屏蔽层，其中，该多个不同的屏蔽层中的各个屏蔽层包括屏蔽纳米粒子以屏蔽管芯免受磁场或电离辐射中的至少一者的影响，其中，该多个不同的屏蔽层包括不同类型或不同浓度的屏蔽纳米粒子
。
[0018]在一些示例中，该多层屏蔽的该多个不同屏蔽层中的该不同类型或不同浓度的屏蔽纳米粒子限定屏蔽梯度
。
[0019]在一些示例中，该集成电路封装件安装在封装件支撑结构的第一侧上，并且该电子设备包括形成在该封装件支撑结构的与该第一侧相对的第二侧上的背侧屏蔽层，该背侧屏蔽层包括屏蔽纳米粒子，以屏蔽该管芯免受磁场或电离辐射中的至少一者的影响
。
[0020]在一些示例中，该封装件支撑结构包括印制电路板或内插器
。
[0021]一个方面提供了一种方法，包括：形成集成电路封装件，该集成电路封装件包括：将管芯安装在管芯载体上；在该管芯上形成传热管道；形成至少部分地包封该管芯的模具结构；其中，该传热管道至少部分地延伸穿过该模具结构；并且其中，该传热管道包括导热纳米粒子，以将热量从该管芯传走
。
[0022]在一些示例中，该方法包括：形成导热化合物，包括将
(a)
二氧化硅粒子和
(b)
导热纳米粒子与聚合物混合；以及由该导热化合物形成该传热管道
。
[0023]在一些示例中，该方法包括：形成导热化合物，包括：
(a)
将表面活性剂与该导热纳米粒子混合，以形成涂覆有表面活性剂的导热纳米粒子；以及
(b)
将该涂覆有表面活性剂的导热纳米粒子与聚合物混合；以及由该导热化合物形成该传热管道
。
[0024]在一些示例中，该方法包括：形成导热化合物，包括：
(a)
将表面活性剂与该导热纳米粒子混合，以形成涂覆有表面活性剂的导热纳米粒子；以及
(b)
将
(i)
该涂覆有表面活性剂的导热纳米粒子和
(ii)
二氧化硅填料与环氧树脂混合；以及由该导热化合物形成该传热管道
。
[0025]在一些示例中，形成该导热化合物包括将二氧化硅粒子和导热纳米粒子与环氧树脂混合，其中，该导热纳米粒子包括金刚石纳米粒子
、
碳化硅纳米粒子
、
氮化硼纳米粒子
、
六方氮化硼纳米粒子或氮化硼纳米管
。
[0026]在一些示例中，在该管芯上形成该传热管道包括使用增材印刷工艺来印刷该传热管道
。
[0027]在一些示例中，该方法包括：将屏蔽纳米粒子与模具化合物混合，以形成纳米粒子增强的模具化合物；以及由该纳米粒子增强的模具化合物形成该模具结构
。
[0028]在一些示例中，该方法包括在该模具结构上方形成屏蔽层，该屏蔽层包括以下中的至少一项：
(a)
磁屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽该管芯免受磁场影响；或
(b)
辐射屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽该管芯免受电离辐射影响
。
[0029]在一些示例中，该方法包括在该模具结构上方形成多个不同的屏蔽层，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种电子设备，包括：集成电路封装件，所述集成电路封装件包括：管芯，所述管芯安装在管芯载体上；模具结构，所述模具结构至少部分地包封所安装的管芯；和传热管道，所述传热管道形成在所述管芯上并且至少部分地延伸穿过所述模具结构，以将热量从所述管芯传走；其中所述传热管道由包括导热纳米粒子的导热化合物形成
。2.
根据权利要求1所述的电子设备，其中所述传热管道延伸穿过所述模具结构的整个厚度，其中所述传热管道的远端表面穿过所述模具结构的外表面而暴露
。3.
根据权利要求1至2中任一项所述的电子设备，其中所述管芯载体包括引线框架或内插器
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中所述导热纳米粒子包括以下中的至少一种：金刚石纳米粒子
、
碳化硅纳米粒子
、
氮化硼纳米粒子
、
六方氮化硼纳米粒子或氮化硼纳米管
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中所述导热化合物包括分散在聚合物树脂中的导热纳米粒子
。6.
根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中所述导热化合物包括分散在环氧树脂中的导热纳米粒子和二氧化硅
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，其中所述模具结构包括磁屏蔽纳米粒子，以屏蔽所述管芯免受磁场影响
。8.
根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁屏蔽纳米粒子包括高导磁合金或赤铁矿
(Fe2O3)
中的至少一种
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中所述模具结构包括辐射屏蔽纳米粒子，以屏蔽所述管芯免受离子辐射影响
。10.
根据权利要求9所述的电子设备，其中所述屏蔽纳米粒子包括以下中的至少一种：氮化硼
(BN)、
铋
(Bi)、
氧化铋
(Bi2O3)、
氮化钽
(TaN)、
氮化钨
(W3N2)、
氧化锡
(SnO2)、
铜
(I)
氧化物
(Cu2O)
或铜
(II)
氧化物
(CuO)。11.
根据权利要求1至
10
中任一项所述的电子设备，包括形成在所述模具结构上方的屏蔽层，所述屏蔽层包括以下中的至少一者：
(a)
磁屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽所述管芯免受磁场影响；或
(b)
辐射屏蔽纳米粒子，其用于屏蔽所述管芯免受电离辐射影响
。12.
根据权利要求1至
11
中任一项所述的电子设备，包括形成在所述模具结构上方的多层屏蔽，其中所述多层屏蔽包括多个不同的屏蔽层，其中所述多个不同的屏蔽层中的各个屏蔽层包括屏蔽纳米粒子以屏蔽所述管芯免受磁场或电离辐射中的至少一者的影响，其中所述多个不同的屏蔽层包括不同类型或不同浓度的屏蔽纳米粒子
。13.
根据权利要求1至
12
中任一项所述的电子设备，其中所述多层屏蔽的所述多个不同屏蔽层中的所述不同类型或不同浓度的屏蔽纳米粒子限定屏蔽梯度
。14.
根据权利要求1至
13
中任一项所述的电子设备，其中：所述集成电路封装件安装在封装件支撑结构的第一侧上；并且所述电子设备包括形成在所述封装件支撑结构的与所述第一侧相对的第二侧上的背
侧屏蔽层，所述背侧屏蔽层包括屏蔽纳米粒子，以屏蔽所述管芯免受磁场或电离辐射中的至少一者的影响
。15.
一种方法，包括：形成集成电路封装件，所述集成电路封装件包括：将管芯安装在管芯载体上；在所述管芯上形成传热管道；形成至少部分地...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：微芯片技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：