半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制造方法，该半导体器件包括：半导体元件，设置在所述衬底上方；热传导材料，设置在所述半导体元件上方；以及散热器，设置在所述热传导材料上方。所述散热器具有布置在与所述半导体元件相对的区域外侧且朝所述衬底突出的多个突起。即使所述热传导材料在制造时从所述半导体元件上方流出，通过所述多个突起使得流出的热传导材料粘附至所述散热器并沿所述散热器散布。因此，可防止所述热传导材料朝所述衬底的流出或散布或者由其导致的电气故障。

【技术实现步骤摘要】

此处所讨论的实施例涉及一种。
技术介绍
经由热传导材料(例如焊料或接合剂)将散热器(例如散热片或热沉)连接到包括在半导体器件中的半导体元件并通过利用散热器发射出由半导体元件产生的热量的技术是众所周知的。例如，这种半导体器件组装方法如下。对设置在半导体元件和散热器之间的热传导材料(例如焊料)进行加热，使其熔化，然后将其固化。用热传导材料(例如接合剂)来接合半导体兀件和散热器。对于用这种方法组装的半导体器件，例如，固定包围位于散热器上的半导体元件的框状隔离部并使在组装时流动的热传导材料容纳在隔离部内部的技术是众所周知的。此夕卜，在与半导体元件相对的散热器的区域中或者沿其周围形成凹入部(沟槽)并使流动的热传导材料容纳在凹入部中的技术是众所周知的。日本特许专利公开号2007-234781。日本特许专利公开号2007-258448。日本特许专利公开号10-294403。日本特许技术公开号05-11470。对于通过利用热传导材料将半导体元件和散热器连接的半导体器件，在例如组装时流动的热传导材料可从半导体元件中流出或者由于爆裂的结果在流出之后散布。流出或散布的热传导材料可导致半导体器件中的电气故障(例如短路)。即使容纳或存储流动的热传导材料的部分形成在散热器上或散热器内，热传导材料也可以从半导体元件中流出或者由于爆裂的结果散布。这可能导致电气故障。
技术实现思路
根据一个方案，提供一种半导体器件，包括:衬底；半导体元件，设置在所述衬底上方；热传导材料，设置在所述半导体元件上方；以及散热器，设置在所述热传导材料上方，所述散热器具有布置在与所述半导体元件相对的区域外侧且朝所述衬底突出的多个突起。利用本专利技术，能够防止所述热传导材料朝所述衬底的流出或散布或者由其导致的电气故障。附图说明图1A和图1B是根据第一实施例的半导体器件的实例；图2A和图2B是用于描述在第一实施例中衬底制备步骤的实例的示意图；图3A和图3B是用于描述在第一实施例中半导体元件和多个电子部件安装步骤的实例的不意图；图4A和图4B是用于描述在第一实施例中底部填充树脂填充步骤的实例的示意图；图5A和图5B是用于描述在第一实施例中密封材料对准步骤的实例的示意图；图6A和图6B是用于描述在第一实施例中密封步骤的实例的示意图；图7A和图7B是用于描述在第一实施例中球安装步骤的实例的示意图；图8A和图8B是在密封步骤中热传导材料流出的状态的实例(第I部分)；图9A和图9B是在密封步骤中热传导材料流出的状态的实例(第2部分)；图1OA和图1OB是在密封步骤中热传导材料流出的状态的实例(第3部分)；图1lA和图1lB是在密封步骤中热传导材料流出的状态的实例(第4部分)；图12A和图12B是在密封步骤中热传导材料流出的状态的实例(第5部分)；图13A、图13B、图13C和图13D是具有另一种结构的半导体器件组装步骤的示意性剖视图；图14是具有另一种结构的半导体器件的示意性平面图；图15是在具有另一种结构的半导体器件组装步骤中热传导材料的状态的实例(第I部分)；图16是在具有另一种结构的半导体器件组装步骤中热传导材料的状态的实例(第2部分)；图17是在具有另一种结构的半导体器件组装步骤中热传导材料的状态的实例(第3部分)；图18是在具有另一种结构的半导体器件组装步骤中热传导材料的状态的实例(第4部分)；图19A和图19B是组装步骤的实例的示意性剖视图；图20是还具有另一种结构的半导体器件的示意性剖视图；图21A和图21B是用于描述将非导电材料用作热传导材料的情况的示意图(第I部分)；图22A和图22B是用于描述将非导电材料用作热传导材料的情况的示意图(第2部分)；图23A、图23B和图23C是形成在散热器上的多个突起的形状的实例(第I部分)；图24A、图24B和图24C是形成在散热器上的多个突起的形状的实例(第2部分)；图25A、图25B和图25C是位于散热器上的高度不同的多个突起的半导体器件的实例；图26A和图26B是根据第二实施例的半导体器件的实例；图27是根据第二实施例的半导体器件组装步骤的实例的示意性剖视图；图28A和图28B是根据第三实施例的半导体器件的实例；图29A和图29B是根据第三实施例的半导体器件的另一个实例；图30A和图30B是根据第四实施例的半导体器件的实例；图31A和图31B是根据第五实施例的半导体器件的实例；图32A和图32B是根据第五实施例的半导体器件组装步骤的实例的示意性剖视图；图33A和图33B是根据第五实施例的半导体器件的另一个实例(第I部分)；图34A和图34B是根据第五实施例的半导体器件的另一个实例(第2部分)；以及图35是使用片状散热器的半导体器件的实例。具体实施例方式首先将对第一实施例进行描述。图1A和图1B是根据第一实施例的半导体器件的实例。图1B是根据第一实施例的半导体器件的实例的示意性平面图。图1A是沿图1B的线Ll-Ll的示意性剖视图。根据第一实施例的半导体器件IOA包括衬底(布线衬底)11和半导体元件(半导体芯片)12以及安装在衬底11上的多个电子部件13。衬底11和半导体元件12中的每一个具有位于与其它表面相对的其表面上的电极焊盘(图1A或图1B中未示出)。衬底11的电极焊盘电性连接至多个导电部分(未示出)，例如形成在衬底11中的多个布线或多个通孔。半导体元件12的电极焊盘经由多个凸块(bump)14连接至衬底11的电极焊盘，并且半导体元件12倒装芯片安装于衬底11上。一个或多个(在该实例中为8个)电子部件13安装在通过利用接合构件(例如焊料)形成在其内安装有半导体元件12的衬底11的区域外侧的电极焊盘(图1A或图1B中未示出)上。可将多个无源部件(例如芯片电容器、LC过滤器和铁氧体磁珠)用作多个电子部件13。底部填充树脂15设置在衬底11和半导体元件12之间以及半导体元件12的侧面上。散热器17通过散热器17和衬底11之间的热传导材料16设置在其上方安装有半导体元件12的热传导材料16的衬底11的表面上方。半导体元件12经由热传导材料16热连接至散热器17。可将具有导热性的材料用作热传导材料16。此外，可将具有良好可加工性的材料用作热传导材料16是可取的。例如，可将金属材料(如焊料)用作热传导材料16。如果将焊料用作热传导材料16，那么可使用各种材料或组合物。例如，可使用铟(In)基焊料、铟-银(In-Ag)基焊料、锡-铅(Sn-Pb)基焊料、锡-铋(Sn-Bi)基焊料、锡-银(Sn-Ag)基焊料、锡-锑(Sn-Sb )基焊料、锡-锌(Sn-Zn)基焊料等。此外，可将非导电材料(例如树脂)用作热传导材料16。接合层18形成在半导体元件12的顶部。通过热传导材料16和半导体元件12之间的接合层18将热传导材料16接合至半导体元件12。可将金属层用作接合层18。例如，可将钛(Ti)层和金(Au)层的层叠结构(Ti/Au)用作金属层。此外，可将Ti层、镍-钒(N1-V)层和Au层的层叠结构(Ti/N1-V/Au)用作金属层。可通过例如溅射方法来形成这些层叠结构。此外，如果可将镍(Ni)基电镀层接合至热传导材料16，那么可将镍(Ni)基电镀层用作接合层18，所述镍(Ni)基电镀层为金属层。通过在半导体元件12的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：衬底；半导体元件，设置在所述衬底上方；热传导材料，设置在所述半导体元件上方；以及散热器，设置在所述热传导材料上方，所述散热器具有布置在与所述半导体元件相对的区域外侧且朝所述衬底突出的多个突起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井原匠，
申请(专利权)人：富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：