倒装芯片封装的矩阵盖散热器制造技术

本公开涉及倒装芯片封装的矩阵盖散热器。提供一种方法和装置以用于制作基于引线框的热增强倒装芯片封装，其中带有散热器盖阵列（310），其通过将热界面粘附层（308）包括在每个芯片（306）以及用模塑化合物（321）封装除了所述散热器（312）的平面上盖表面的附着的散热器盖阵列（310）和集成电路管芯（306）阵列而被设计为直接附着于一个集成电路管芯（306）阵列。

【技术实现步骤摘要】
倒装芯片封装的矩阵盖散热器
本专利技术涉及集成电路封装以及一种制作方法。一方面，本专利技术涉及带有盖散热器的集成电路封装。
技术介绍
由于集成电路器件密度和复杂性的增大以及这种器件的缩小，在这些器件的设计和封装方面就有了显著的挑战。一个挑战就是在封装内提供热路径以将热从集成电路管芯上传导出去，其中用于移除封装内所生成的热量的传统方法通常使用分别被应用于独立封装单元的独立金属盖或散热器，然后用模塑化合物封装。按照单独散热器的单独应用程序要求以及有效地使用更大体尺寸以允许超越用于锯切的盖的沿的空间，使用独立盖对多个集成电路的制作不够有效。此外，这种封装通常在管芯结表面和散热器之间有相对高的热阻，特别是当模塑化合物在其之间形成的时候。虽然已经提出了用于引线键合集成电路管芯倒装芯片封装的暴露的散热器，但是这种方法呈现了对出封装可靠性方面的挑战，其中装入散热器盖的过量封装材料损害了从集成电路管芯的传热，以及当过量封装材料从散热器盖被移除的时候的低制作效率。因此，需要一个改进的集成电路管芯封装以及解决了由上面指定的专利技术人发现的在本领域中的各种问题的制作方法，其中在参考下面的附图和详细说明书阅读本专利技术申请的剩余部分之后，虽然应了解
技术介绍
部分的描述不旨在作为承认所描述主题是现有技术，传统方案和技术的各种局限性以及弊端对本领域所属技术人员来说将会变得很明显。【附图说明】当结合附图参考详细说明书的时候，本专利技术可以被更好的理解，并且获得多个目的、特征，以及优点，其中:图1说明了散热器盖的平面阵列和安装到被放置在较低模塑封装模具上的载体衬底上的集成电路管芯的透视图；图2说明了图1中所显示的散热器盖的平面阵列的一个平面图；图3说明了附着于在被放置到较低模塑封装模具之前被安装到载体衬底上的集成电路管芯的散热器盖的平面阵列的管芯侧视图；图4说明了向上设置/向下设置的散热器盖的阵列和安装到被放置在较低模塑封装模具上的载体衬底上的集成电路管芯的透视图；图5说明了附着于在被放置到较低模塑封装模具之前被安装到载体衬底上的集成电路管芯的向上设置/向下设置的散热器盖的侧视图；图6是根据本专利技术的各种实施例的可以被用于形成热增强倒装芯片集成电路散热器盖封装的各种制作过程步骤的图表描述；以及图7说明了根据本专利技术所选择的实施例描述使用散热器盖阵列制作热增强集成电路散热器盖封装的过程的例子流程图。【具体实施方式】描述一种用于制作带有低分布热增强倒装芯片封装的集成电路管芯的方法和装置；该封装有暴露的并且可以被形成为倒装芯片封装的阵列的散热器盖，其中在切单(singulation)之前保持暴露散热器盖的封装过程期间，散热器被配置为通过热界面材料(TIM)层与集成电路管芯进行热接触的冲压或蚀刻金属或其它导热材料的阵列。在所选择的实施例中，散热器盖阵列被形成为盖和连接杆的平面阵列，连接杆通过减少被切割的金属量而有助于锯切(saw singulation)并且延长了锯片的寿命。在其它实施例中，散热器盖阵列被形成为向上设置的盖和向下设置的连接杆的阵列，其中在所期望的锯切或刻线中有减少的金属以有助于锯切。正如所形成的，散热片盖阵列包括尺寸合适的盖以最大化从倒装芯片集成电路管芯组件中传导出去的热量。此外，通过使用有受控制的厚度和良好导热特性的缓冲(compliant) TIM层，散热器盖阵列附着于集成电路管芯的顶面以最小化管芯和附着的散热器盖之间的热阻。在每个管芯上使用可压缩或缓冲TIM层(独自或结合模具表面上的缓冲聚合物膜)不仅改进了热导性，而且通过帮助吸收与模腔高度有关的集成电路管芯/载体衬底/散热器组件的高度的任何厚度变化，适应了制作公差。现在参照附图被详细描述本专利技术的各种说明实施例。虽然各种细节在下面的描述中被陈述了，应了解本专利技术可以在没有那些详细说明的情况下实施，并且很多特定实施决定可以在本专利技术的描述中被作出以实现器件设计师的特定目标，例如符合工艺技术或与设计相关的约束。该技术和约束从一个实现到另一个实现是不同的。虽然这种发展工作可以是复杂的并且是费时的，然而对受益于本公开的本领域技术人员来说，其可以是一个常规任务。例如，选定的方面是参照各种制作阶段期间的一个集成电路封装的简化原理图和截面图被描述的，而没有包括每个器件特征或几何形状以避免限定或模糊本专利技术。此外，附图中的某些元件说明是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。还应注意，通过这个详细说明书，若干层材料将被沉积、移除或以其它方式处理以形成所描述的带有暴露的散热盖的封装结构。用于形成这种层的具体步骤在下面没有被详细描述，对于本领域所属技术人员来说用于沉积、移除或以其它方式形成适合厚度的这种层的常规技术是所期望的。这些细节是众所周知的并且没有必要教导本领域所属技术人员如何制作或使用本专利技术。现在参照图1，图1显示了散热器盖140的平面阵列和安装到被放置在较低模塑封装模具100上的载体衬底上的集成电路管芯121 - 129的阵列的透视图1。散热器盖140的平面阵列可以形成为导热金属层或其它导热材料层。在所选择的实施例中，导热或散热器层140可以通过使用本领域已知的蚀刻或冲压的引线框技术由有预定厚度(例如，大约125-250微米)的铜片形成。虽然其它基底材料可以被使用，铜和其合金由于其高导热性以及在引线框产业中的广泛使用是合适的选择。正如图2的平面图2中所显示的，多个开口形成于引线框140中以定义通过连接杆(例如，150-153)连接的散热器盖(例如，141-149)阵列。正如应了解的，引线框层140中的开口可以通过使用任何所需蚀刻、冲压或机械加工被定义。此外，任何所需连接杆图案可以被使用，只要其提供了足够的机械整体性以允许散热器盖140阵列被一起放置在载体衬底110上和放置在倒装芯片模腔(例如，模具100)内。例如，虽然连接杆151-153被显示为从每个散热器盖141-149的每个角大约对角地延伸以连接相邻散热器盖或相邻外部杆框架150，应了解一个或多个连接杆(未显示)可从每个散热器盖141-149的边垂直地延伸以彼此连接和/或连接外部杆框架150。在任何情况下，连接杆的设计和放置有效地从锯切路径移除了金属，从而增加了锯切的生产量并且延长了锯片的寿命。此外，每个散热片盖的形状可不同于图2中所显示的正方形。载体衬底平板110包括多个被排列在矩阵阵列中的集成电路管芯121-129，其中载体衬底平板110与散热器盖140的平面阵列对齐地(in registry with)放置以在较低模塑封装模具100中进行封装模塑。清楚起见，顶部模塑模具/腔在图1中没有被显示，但是当压缩散热器盖140阵列使其与管芯阵列121-129接触的时候会被使用。正如所说明的，每个集成电路管芯121-129附着于载体衬底平板110并且由形成于管芯121-129和载体衬底平板110之间的图案化的底部填充111-119固定。虽然没有被明确地显示，应了解通过使用合适的衬底-管芯互连机制，例如，倒装芯片接合，每个管芯121-129被电连接到载体衬底平板110中的导体。此外，载体衬底平板110上的每个集成电路管芯121-129还包括形成于集成电路管芯的上表面或暴露的表面上的图案化的热界面材料(TM)层131-139。在所选择的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作多个集成电路封装的方法，包括：提供包括多个集成电路管芯的衬底阵列，每个集成电路管芯都有附着于所述衬底阵列的第一表面的第一表面以及在其上形成了导热界面层的第二表面；提供散热器盖阵列，所述散热器盖阵列包括多个有通过连接杆被连接在一起的平面上盖表面的散热器盖以定义相邻散热器盖之间的一个或多个开口，所述开口定义了每个散热器盖周围的切单区域；通过按压所述散热器盖阵列使其与形成于每个集成电路管芯上的所述导热界面层接触将所述散热器盖阵列附着于所述衬底阵列上以使它们之间直接接触；用密封剂封装所述多个集成电路管芯和所述散热器盖阵列，其中所述多个散热器盖的所述上平面上盖表面被暴露出来；以及固化所述密封剂以形成模塑封装阵列，每个模塑封装都有被暴露于第一侧面上的所述衬底的一部分和被暴露于第二侧面上的散热器盖的平面上盖表面。

【技术特征摘要】
2012.09.14 US 13/618,1851.一种制作多个集成电路封装的方法，包括: 提供包括多个集成电路管芯的衬底阵列，每个集成电路管芯都有附着于所述衬底阵列的第一表面的第一表面以及在其上形成了导热界面层的第二表面； 提供散热器盖阵列，所述散热器盖阵列包括多个有通过连接杆被连接在一起的平面上盖表面的散热器盖以定义相邻散热器盖之间的一个或多个开口，所述开口定义了每个散热器盖周围的切单区域； 通过按压所述散热器盖阵列使其与形成于每个集成电路管芯上的所述导热界面层接触将所述散热器盖阵列附着于所述衬底阵列上以使它们之间直接接触； 用密封剂封装所述多个集成电路管芯和所述散热器盖阵列，其中所述多个散热器盖的所述上平面上盖表面被暴露出来；以及 固化所述密封剂以形成模塑封装阵列，每个模塑封装都有被暴露于第一侧面上的所述衬底的一部分和被暴露于第二侧面上的散热器盖的平面上盖表面。2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 将所述模塑封装阵列切单成多个集成电路封装。3.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在所述衬底阵列的所述第二表面上形成多个与形成于所述衬底阵列中的导电迹线电连接的球栅阵列。4.根据权利要求1所述的方法，还包括:通过将导热缓冲粘合层或缓冲图案化层、导热脂或非固化硅材料应用于每个集成电路管芯的所述第二表面，形成所述导热界面层。`5.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述散热器盖阵列包括:有选择性地蚀刻、机械加工或冲压金属层以定义带有形成于单一平面层中的连接杆和所述多个散热器盖的平面引线框散热器盖阵列。6.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述散热器盖阵列包括:提供多个被多个向下设置的引线指状杆连接在一起以定义相邻散热器盖之间的所述一个或多个开口的向上设置的散热器盖。7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述散热器盖阵列附着于所述衬底阵列包括:将上模腔工具压住下模腔工具和所述散热器盖阵列的所述平面上盖表面，以形成位于所述上下模腔之间的模腔并且附着所述散热器盖阵列使其与形成于每个集成电路管芯上的所述导热界面层接触。8.根据权利要求7所述的方法，还包括:在将所述上模腔工具压住所述下模腔工具之前用聚合物膜衬于所述上模腔的内表面。9.根据权利要求7所述的方法，其中用密封剂封装所述多个集成电路管芯和所述散热器盖阵列包括: 用密封剂填充除了所述多个散热器盖的所述平面上盖表面之外的所述模腔；以及 夹住所述上下模腔工具。10.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述散热器盖阵列包括:提供所述多个向上设置的散热器盖，每个都具有合适尺寸以通过在其上形成的所述导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·雷尔，T·V·潘，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：