[發明專利]晶圓級嵌入式散熱器

有效

• 申請號: 201310161095.0
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103681541B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 張緯森;江宗憲;胡延章;蕭景文
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L21/48
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地來說，涉及半導體器件及其制造方法。

背景技術

通常，現代電子設計中的一個驅動因素是可以強行限定在給定空間內的計算能力和存儲的數量。眾所周知的摩爾定律表明給定器件上的晶體管的數量大概每十八個月增加一倍。為了將更多的處理能力壓縮到甚至更小的封裝件內，晶體管尺寸已經減小至進一步縮小晶體管尺寸的能力受材料和工藝的物理特性限制的程度。此外，在不斷縮小的封裝件形狀因素中功能更強的處理器的使用會導致熱管理問題。提高的器件操作速度和獨立部件上的更大晶體管數量都會產生可能損害或降低部件效率的熱量。此外，更密集的封裝件集成和更緊湊的器件使更多熱生成器件處于更小區域中，導致所產生的熱量的聚集。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的技術缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種器件，包括：管芯，在襯底中設置在所述襯底的第一面處，并且具有多個接觸焊盤；以及散熱器，在所述襯底中設置在所述襯底的第二面處并與所述管芯熱接觸。

該器件還包括設置在所述襯底中并從所述襯底的第一面延伸至所述襯底的第二面的至少一個通孔。

該器件還包括位于所述襯底的第一面處的第一再分布層(RDL)，所述第一RDL具有多個RDL接觸焊盤和將所述管芯上的接觸焊盤電連接至所述多個RDL接觸焊盤中的至少一個的至少一條導線，其中，所述RDL接觸焊盤的接合間距大于設置在所述管芯上的多個接觸焊盤的接合間距。

該器件還包括：位于所述襯底的第二面處的第二RDL，所述第二RDL具有至少一條導線。

在該器件中，所述第二RDL覆蓋所述散熱器。

在該器件中，在所述散熱器上方設置至少一條導線的一部分。

在該器件中，在所述散熱器的一部分處設置所述第二RDL，并且所述第二RDL具有暴露所述散熱器的部分表面的熱暴露開口。

該器件還包括設置在所述管芯的第二面和所述散熱器之間并且與所述管芯的第二面和所述散熱器接觸的管芯附接層。

根據本發明的另一方面，提供了一種器件，包括：管芯，設置在襯底內并具有設置為緊鄰所述管芯的第一面的多個接觸焊盤；管芯附接層，設置為緊鄰所述管芯的第二面；散熱器，內嵌在所述襯底中并設置在所述管芯附接層上；以及第一RDL，設置在所述管芯的接觸焊盤上。

在該器件中，所述襯底是模制襯底，并且所述第一RDL還設置在所述模制襯底的第一面上。

該器件還包括：多個RDL接觸焊盤，設置在所述第一RDL內；以及至少一條導線，設置在所述第一RDL內并且將所述管芯的第一面上的接觸焊盤電連接至所述多個RDL接觸焊盤中的至少一個；其中，所述RDL接觸焊盤的接合間距大于所述管芯的第一面上的接觸焊盤的接合間距。

根據本發明的又一方面，提供了一種形成器件的方法，包括：在載體襯底上形成具有散熱器開口的圖案化掩模；在所述載體襯底上的散熱器開口中形成散熱器；在所述散熱器上方安裝管芯，所述管芯與所述散熱器熱接觸；以及通過在所述管芯上方和所述散熱器上方施加模塑料來形成模制襯底，其中，所述管芯設置在所述模制襯底的第一面處，并且所述散熱器設置在所述模制襯底的第二面處。

該方法還包括：在所述圖案化掩模中形成至少一個通孔開口；以及在所述通孔開口中形成通孔。

在該方法中，采用噴鍍工藝并同時形成所述通孔和所述散熱器。

在該方法中，通過管芯附接膜將所述管芯安裝至所述散熱器。

在該方法中，在所述載體襯底上形成所述圖案化掩模包括：提供載體；在所述載體上施加粘合層；以及在所述粘合層上施加基底膜層。

在該方法中，在所述載體襯底上形成所述圖案化掩模還包括在所述基底膜層上施加晶種層。

該方法還包括在所述模制襯底的第一面上形成第一RDL，所述第一RDL具有多個RDL接觸焊盤和多條導線，每條導線都提供所述RDL接觸焊盤和所述管芯的接觸焊盤之間的電連接。

該方法還包括在所述模制襯底的第二面上形成第二RDL并且所述第二RDL覆蓋所述散熱器的至少一部分，所述第二RDL具有與至少一個通孔電接觸的至少一條導線。

該方法還包括在所述第二RDL中提供暴露所述散熱器的一部分的開口。

附圖說明

為了更全面地理解本發明的實施例以及其制造和使用所涉及的技術，現在將結合附圖所進行的以下描述作為參考，其中：

圖1至圖7是示出用于形成嵌入式散熱器的方法的實施例中的中間步驟的截面圖；