[发明专利]有直接接触散热片的微电子封装及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及封装微电子管芯以制造集成电路，具体地涉及封装微电子管芯，以获得更大的热耗散。

背景技术

处理器和计算机相关组件随着它们性能的增强变得更加强大，导致从这些组件里耗散出的热量也增加。类似的，这些组件的封装和管芯的尺寸在减少或保持不变，这增加了这些组件的给定单位表面面积散发出来的热量。此外，随着计算机相关设备变得更加强大，更多的芯片被安装在印刷电路板上，且越来越多的组件被放置在尺寸减小的设备或机箱内部，导致更多的热产生在更小体积的空间内。升高的温度能潜在地损坏设备的组件，或减少个别组件和设备的寿命。而且，一些组件对由在测试、封装和使用过程中出现的应力和应变引起的损伤更敏感。

一种将微电子管芯接合到散热片上的现有技术方法包括将一个或更多减薄过的管芯放置到平坦的散热片上，并使用接合工艺使管芯固定在散热片上的封装技术，在固定时使用的接合工艺涉及诸如焊料或聚合材料之类的粘合材料，或可选择使用诸如由金(Au)和硅(Si)互扩散形成的直接冶金接合。然而当如上所述建立冶金接合时，这一现有技术工艺需要对管芯/散热片部件进行加热以形成接合。

然而，不利地是形成如上所述的接合的热会使温度为约150℃到约300℃，而且会导致在接合工艺的降温阶段在包括管芯和散热片以及/或它们中间的粘合材料(或热界面材料，以下称作“TIM”)中产生多余的应力和裂缝。另外，管芯上多余的应力对管芯上电路组件的性能有消极影响。而且，当用金作为将管芯接合到散热片上的焊料的一部分时，封装的成本不利地增加了。此外，由于现有技术涉及到使用TIM来建立管芯到散热片的接合，TIM的热阻会不利地且消极地影响管芯的电路组件的性能。

现有技术没能提供可靠的、简单的和有成本效益的、能生产表现出改良的热耗散特性的微电子管芯的技术。

附图简述

在附图的各图中，本发明的各实施例作为例子而非限制示出，附图中相同的附图标记表示相似的元件，附图中：

图1是根据实施例在封装中使用的微电子管芯的示意图表示。

图2、3a和3b是根据一个实施例图1的管芯接合到双面基板上的示意图表示。

图4是根据一个实施例在图3a的基板的焊区侧和基板上接合的表面安装组件的有源表面之间提供的密封的示意图表示。

图5是根据一个实施例提供的保护掩模以在金属化过程中保护基板和表面安装组件的示意图表示。

图6a和6b是示出根据一个实施例的金属化工艺的示意图表示。

图7是根据一个实施例形成的微电子封装的示意图表示。

图8是根据实施例在封装中使用的微电子管芯的示意图表示。

图9a和9b是示出根据一种可选的实施例的金属化工艺的示意图表示。

图10是根据一种可选的实施例形成的微电子封装的示意图表示。

图11是示出次级散热片已附连到图7的封装的散热片主体上的示意图表示。

图12是散热片主体的一种可选的实施例的示意图表示。

图13a至图13c是示出根据又一个实施例的金属化工艺的示意图表示。

图14是根据一个实施例包括了封装的系统的示意图表示。

具体实施方式

这里将描述制造有直接接触散热片的微电子封装的方法、根据该方法形成的封装、根据该方法形成的管芯-散热片组合和结合了该封装的系统。

这里将使用本领域的技术人员通常使用的术语来描述用作说明性实施例的各个方面，以向其他本领域的技术人员传递其工作的实质。然而，那些本领域的技术人员将清楚可仅利用所述各方面中的一些来实施本发明。为解释的目的，列出了特定的数字、材料和设置，来提供对说明性实施例的透彻理解。然而，那些本领域的技术人员将清楚本发明可以不采用这些特定的细节而进行实践。在其他实例中，省略或简化了众所周知的特征，以免混淆这些说明性实施例。

短语“一个实施例”被重复使用。这个短语虽然会但是通常不指同一个实施例。术语“包括”、“有”和“包含”是同义的，除非上下文暗示别的意思。