[發明專利]冷卻器件、封裝的半導體器件和封裝半導體器件的方法

在審

• 申請號: 201610867622.3
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107170724A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 謝政杰;吳集錫;鄭心圃;陳琮瑜;洪文興
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427
• 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,李偉

技術領域

本發明實施例總體涉及半導體領域，更具體地，涉及用于半導體器件的冷卻器件、封裝的半導體器件以及封裝半導體器件的方法。

背景技術

半導體器件用于各種電子應用中，諸如個人電腦、手機、數碼相機和其他電子設備。通常通過在半導體襯底上方依次沉積絕緣或介電層、導電層和半導體材料層，并且使用光刻來圖案化各個材料層以在半導體襯底上方形成電路組件和元件來制造半導體器件。通常，在單個半導體晶圓上制造數十或數百個集成電路。通過沿著劃線鋸切集成電路來切割單獨的管芯。然后，以多芯片模式或以其他封裝類型來單獨地封裝管芯。

半導體工業通過不斷減小最小特征尺寸來不斷提高各種電子組件(如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這允許更多的組件集成到給定的區域中。在一些應用中，這些較小的電子組件也需要比先前的封裝件占用更小面積的較小的封裝件。

一種用于已經開發的半導體器件的更小的封裝類型是晶圓級封裝 (WLP)，其中集成電路被封裝到通常包括再分布層(RDL)或后鈍化互連件(PPI)的封裝件中，該再分布層或后鈍化互連件用作封裝件的接觸焊盤的扇出引線，使得可以將電接觸件制造為比集成電路的接觸焊盤具有更大的間距。例如，WLP通常用于封裝要求高速度、高密度和更多的引腳數的集成電路(IC)。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種用于半導體器件的冷卻器件，包括：容器，包括第一板和連接至所述第一板的第二板；腔體，設置在所述第一板與所述第二板之間；以及相態改變材料(PCM)，設置在所述腔體中，其中所述冷卻器件適于將來自封裝的半導體器件的熱量消散。

根據本發明的另一個方面，提供了一種封裝的半導體器件，包括：集成電路管芯；互連結構，連接至所述集成電路管芯；模制材料，設置在所述集成電路管芯周圍和所述互連結構上方；以及冷卻器件，連接至所述集成電路管芯和所述模制材料，所述冷卻器件包括：容器，包括第一板和連接至所述第一板的第二板；腔體，設置在所述第一板與所述第二板之間；和相態改變材料(PCM)，設置在所述腔體中，其中，所述第二板的邊緣連接至所述第一板的邊緣，并且所述冷卻器件適于將來自所述集成電路管芯、所述互連結構或所述模制材料的熱量消散。

根據本發明的又一個方面，提供了一種封裝半導體器件的方法，所述方法包括：將集成電路管芯連接至互連結構；在所述集成電路管芯周圍和所述互連結構上方形成模制材料；以及將冷卻器件連接至所述集成電路管芯和所述模制材料，所述冷卻器件包括：容器，包括第一板和連接至所述第一板的第二板；腔體，設置在所述第一板與所述第二板之間；和相態改變材料(PCM)，設置在所述腔體中，其中，所述冷卻器件適于將來自所述集成電路管芯、所述互連結構或所述模制材料的熱量消散。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的方面。

應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。

實際上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1至圖3為示出了根據本發明的一些實施例將冷卻器件連接至封裝的半導體器件的方法的截面圖。

圖4和圖5是示出了根據一些實施例的冷卻器件的一部分的截面圖。

圖6為圖5的更詳細視圖，其示出了了根據一些實施例的冷卻器件的突出部件和板的一些尺寸。

圖7是示出了根據一些實施例的冷卻器件的一部分的截面圖。

圖8以頂視圖和底視圖示出了根據一些實施例的冷卻器件的突出部件的各種形狀。

圖9和圖10示出了了根據一些實施例的冷卻器件的突出部件的立體圖。

圖11是示出了了根據一些實施例的冷卻器件的冷卻原理的截面圖。

圖12示出了根據一些實施例的圖11的一部分的更詳細視圖。

圖13和圖14是示出了了根據一些實施例的冷卻器件的相態改變材料 (PCM)的相態變化的截面圖。

圖15為示出了根據一些實施例的封裝的半導體器件的截面圖，該封裝的半導體器件包括與其連接并連接至系統部分的冷卻器件。

圖16是根據一些實施例的圖15中所示的封裝的半導體器件的一部分的頂視圖，其示出了了集成電路管芯上的熱點。

圖17為示出了根據一些實施例的封裝的半導體器件的截面圖，該封裝的半導體器件包括連接至冷卻器件和系統部分的兩個集成電路管芯。