[發明專利]堆疊式封裝熱傳遞系統和方法

在審

• 申請號: 201810538031.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN109216330A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: O·卡爾哈德;C·L·魯默;N·德什潘德;R·M·尼克森
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏;陳松濤

提供了用于改善PoP半導體封裝中的熱分布和熱移除效率的系統和方法。PoP半導體封裝包括第一半導體封裝，其物理地、可通信地且導電地耦合到堆疊的第二半導體封裝。間隙形成在第一半導體封裝的上表面與第二半導體封裝的下表面之間。另外，在設置在有機襯底上的每個PoP半導體封裝之間形成空隙。諸如模塑料的可固化流體材料可以在PoP半導體封裝之間的空隙空間中流動并且流入第一半導體封裝的上表面和第二半導體封裝的下表面之間的間隙中。

技術領域

本公開內容涉及半導體制造和堆疊式封裝(package-on-package)半導體封裝內的熱能傳遞。

背景技術

堆疊式封裝(PoP)是一種集成電路封裝技術，其中多個球柵陣列(BGA)封裝垂直排列。PoP封裝有益地減少了單個半導體封裝占據的電路板面積。PoP封裝還最大限度地減少了頻繁互操作的部件之間的路徑長度。最小化路徑長度可以提供更快速的信號傳播、降低噪聲并減少信道串擾。在組裝中，PoP封裝允許在堆疊之前而不是在堆疊之后(例如芯片堆疊)測試各個組件，由于在PoP封裝中僅使用已知的良好部件，因此減少了返工。

在典型的PoP集成電路中，存儲器封裝與邏輯封裝(諸如片上系統(SoC))堆疊。通常，堆疊封裝被堆疊在一起，然后通過重整而物理和電氣耦合。由于大多數半導體封裝在工作時產生熱量，因此堆疊中的半導體封裝產生的熱量必須通過相對較小的面積消散。PoP封裝內的熱傳遞減少導致在堆疊體內形成熱點，并最終導致PoP封裝過早出現故障。

附圖說明

所要求保護的主題的各種實施例的特征和優點將隨著以下具體實施方式的進行并參考附圖而變得明顯，在附圖中相似的附圖標記指明相似的部分，并且其中：

圖1是根據本文所述的至少一個實施例的說明性的堆疊式封裝(PoP)半導體封裝的橫截面正視圖，其中，將第一半導體封裝和第二半導體封裝堆疊，在第一半導體封裝的上表面和第二半導體封裝的下表面之間形成間隙，并且其中，諸如模塑料的可固化、可流動材料流入間隙以將第一半導體封裝導熱耦合到第二半導體封裝；

圖2A是根據本文所述的至少一個實施例的包括由空隙空間分隔開的多個PoP半導體封裝的說明性條帶的橫截面正視圖，多個PoP半導體封裝中的每一個包括多個第一半導體封裝中的相應一個，其與多個第二半導體封裝中的相應一個堆疊以在其間形成間隙；

圖2B是根據本文所述的至少一個實施例的圖2A中所示的半導體條帶的指示部分的橫截面正視圖，其更清楚地示出了存在于相鄰PoP半導體封裝之間的空隙空間中以及第一半導體封裝上表面與第二半導體封裝下表面之間的間隙中的固化的模塑料，該固化的模塑料將多個第一半導體封裝中的每一個物理和熱耦合到多個第二半導體封裝的每一個中的相應一個；

圖2C是根據本文所述的至少一個實施例的如圖2A和圖2B中所示的單個化(singulated)的PoP半導體封裝的橫截面正視圖；

圖3是根據本文所述的至少一個實施例的用于制造具有增強的熱性能的PoP半導體封裝的說明性方法的高級邏輯流程圖；以及

圖4是根據本文所述的至少一個實施例的用于制造具有增強的熱性能的多個PoP半導體封裝的說明性方法的高級邏輯流程圖。

盡管以下具體實施方式將參照說明性實施例進行，但是對于本領域技術人員而言，其許多替代方案、修改和變型將是顯而易見的。

具體實施方式