[發明專利]用于集成電路的碳納米管基填料

有效

• 申請號: 200580045673.8
• 申請日: 2005-11-04
• 公開（公告）號: CN101095219A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 克里斯·懷蘭德;亨德里克斯·約翰尼斯·喬卡巴斯·托侖
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/29
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳瑞豐

技術領域

本發明涉及集成電路器件及其方法，更具體地涉及采用納米管材料的集成電路模塑或附著填料。

背景技術

用于集成電路芯片應用的填料如模塑復合物(mold?compounds)和底部填充(underfill)在電路的制造和實現中起著重要作用。例如，通常采用包封襯底上電路的模塑材料在襯底上安裝集成電路、倒裝芯片型電路和其他元件。對于某些應用，填料用作在電路(如芯片)以下、電路連接內部或周圍如焊料球型連接器的底部填充。

在包封模塑應用或底部填充應用中，填料都起到固定電路和/或芯片就位的作用。此外，填料可用于使得某些電路和連接器電絕緣。

已采用各種填料實現這些目的。二氧化硅(Silica)是一種用于底部填充和模塑復合物的填料。典型地，二氧化硅與另一種材料如環氧樹脂混合，實現應用于集成電路和封裝所需的材料特性，如支撐此類電路和封裝的強度。另一種填料是銀。典型地銀也與環氧樹脂混合，通常用于將管芯(die)附著于封裝。

在許多電路應用中，管理電路生成的熱量很重要。由于集成電路器件更加小，電路封裝更為緊密，因此大量的電流通過小面積。密度加大和/或功耗增加通常導致生成的熱量增加，這對電路元件造成潛在的問題。

填料和采用模塑復合物、底部填料(在芯片和封裝之間)以及采用管芯隨著材料的應用的導熱性對于從芯片中的電路和封裝以及連接二者的電路去除熱量有影響。典型地相對于導電材料如金屬，二氧化硅的導熱性較低。由于這些特性，從采用使用二氧化硅填料的封裝材料的電路充分去除熱量面臨挑戰。

在一些示例中，沒有充分地去除熱量會導致集成電路的壽命和性能問題。由于集成電路器件的制造密度較高，這方面的問題更為嚴重。進一步地，由于要求集成電路具有較高性能，與熱量相關的性能波動會導致性能問題。

發明內容

這些因素和其它困難對實現電路襯底的各種應用提出挑戰。

本發明的各方面包含可采用集成電路和其它器件實現的襯底和/或封裝。本發明以多個實現和應用作為示例，以下就其中一些進行總結。

本發明的各種應用涉及碳納米管增強型集成電路芯片封裝配置。在多種示例實施方式中，采用碳納米管增強的材料被實施成有利于支撐襯底和集成電路芯片之間的配和關系。

按照一種示例實施方式，集成電路界面材料包括碳納米管。界面材料有利于在采用支撐襯底的配置中對集成電路芯片提供結構支撐。

按照本發明的另一種示例實施方式，集成電路芯片配置包括碳納米管增強模塑復合物。集成電路芯片與支撐襯底連接。大體上模塑復合物在集成電路芯片和部分支撐襯底之上。在一些應用中，模塑復合物基本上包封集成電路芯片，以及芯片與支撐襯底或其它元件之間的電連接。模塑復合物中的碳納米管材料有利于從集成電路芯片和/或其電連接傳熱。

按照本發明的另一種示例實施方式，集成電路芯片配置包括碳納米管增強底部填料。集成電路芯片通過集成電路芯片和支撐襯底之間的電導體與支撐襯底連接。碳納米管增強底部填料在集成電路芯片和襯底之間塑變(flowed)，大體上圍繞和支撐電導體。底部填料中的碳納米管材料有利于從導體和/或集成電路芯片和/或支撐襯底傳熱。

結合本發明的另一種示例實施方式，碳納米管增強型結合材料用于將集成電路芯片固定到支撐襯底。結合材料在集成電路芯片與支撐襯底之間形成，并物理連接二者。結合材料中的碳納米管材料有利于從集成電路芯片、支撐襯底和/或二者之間的連接器傳熱。在一種實現中，結合材料中的碳納米管材料濃度足以使結合材料導電。

對本發明的以上概述并不是旨在描述每一個舉例說明的實施方式或本發明的每一種實現。以下的附圖和詳細描述更具體地給出這些實施方式的示例。

附圖說明

結合附圖考慮下文對本發明的各種實施方式的詳細描述，可以更全面地理解本發明，其中：

圖1A示出按照本發明的一種示例實施方式，采用碳納米管填料的襯底型材料的斷面圖；

圖1B示出按照本發明的另一種示例實施方式，采用碳納米管和二氧化硅填料的襯底型材料斷面圖；

圖2示出按照本發明的另一種示例實施，采用碳納米管底部填料的倒裝芯片器件；以及

圖3示出按照本發明的另一種示例實施，具有BGA型襯底和與之連接的集成電路芯片的集成電路器件。

具體實施方式