[发明专利]冷却器件、封装的半导体器件和封装半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及用于半导体器件的冷却器件、封装的半导体器件以及封装半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件用于各种电子应用中，诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层，并且使用光刻来图案化各个材料层以在半导体衬底上方形成电路组件和元件来制造半导体器件。通常，在单个半导体晶圆上制造数十或数百个集成电路。通过沿着划线锯切集成电路来切割单独的管芯。然后，以多芯片模式或以其他封装类型来单独地封装管芯。

半导体工业通过不断减小最小特征尺寸来不断提高各种电子组件(如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许更多的组件集成到给定的区域中。在一些应用中，这些较小的电子组件也需要比先前的封装件占用更小面积的较小的封装件。

一种用于已经开发的半导体器件的更小的封装类型是晶圆级封装 (WLP)，其中集成电路被封装到通常包括再分布层(RDL)或后钝化互连件(PPI)的封装件中，该再分布层或后钝化互连件用作封装件的接触焊盘的扇出引线，使得可以将电接触件制造为比集成电路的接触焊盘具有更大的间距。例如，WLP通常用于封装要求高速度、高密度和更多的引脚数的集成电路(IC)。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于半导体器件的冷却器件，包括：容器，包括第一板和连接至所述第一板的第二板；腔体，设置在所述第一板与所述第二板之间；以及相态改变材料(PCM)，设置在所述腔体中，其中所述冷却器件适于将来自封装的半导体器件的热量消散。

根据本发明的另一个方面，提供了一种封装的半导体器件，包括：集成电路管芯；互连结构，连接至所述集成电路管芯；模制材料，设置在所述集成电路管芯周围和所述互连结构上方；以及冷却器件，连接至所述集成电路管芯和所述模制材料，所述冷却器件包括：容器，包括第一板和连接至所述第一板的第二板；腔体，设置在所述第一板与所述第二板之间；和相态改变材料(PCM)，设置在所述腔体中，其中，所述第二板的边缘连接至所述第一板的边缘，并且所述冷却器件适于将来自所述集成电路管芯、所述互连结构或所述模制材料的热量消散。

根据本发明的又一个方面，提供了一种封装半导体器件的方法，所述方法包括：将集成电路管芯连接至互连结构；在所述集成电路管芯周围和所述互连结构上方形成模制材料；以及将冷却器件连接至所述集成电路管芯和所述模制材料，所述冷却器件包括：容器，包括第一板和连接至所述第一板的第二板；腔体，设置在所述第一板与所述第二板之间；和相态改变材料(PCM)，设置在所述腔体中，其中，所述冷却器件适于将来自所述集成电路管芯、所述互连结构或所述模制材料的热量消散。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的方面。

应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。

实际上，为了清楚地讨论，各个部件的尺寸可以任意地增加或减少。

图1至图3为示出了根据本发明的一些实施例将冷却器件连接至封装的半导体器件的方法的截面图。

图4和图5是示出了根据一些实施例的冷却器件的一部分的截面图。

图6为图5的更详细视图，其示出了了根据一些实施例的冷却器件的突出部件和板的一些尺寸。

图7是示出了根据一些实施例的冷却器件的一部分的截面图。

图8以顶视图和底视图示出了根据一些实施例的冷却器件的突出部件的各种形状。

图9和图10示出了了根据一些实施例的冷却器件的突出部件的立体图。

图11是示出了了根据一些实施例的冷却器件的冷却原理的截面图。

图12示出了根据一些实施例的图11的一部分的更详细视图。

图13和图14是示出了了根据一些实施例的冷却器件的相态改变材料 (PCM)的相态变化的截面图。

图15为示出了根据一些实施例的封装的半导体器件的截面图，该封装的半导体器件包括与其连接并连接至系统部分的冷却器件。

图16是根据一些实施例的图15中所示的封装的半导体器件的一部分的顶视图，其示出了了集成电路管芯上的热点。

图17为示出了根据一些实施例的封装的半导体器件的截面图，该封装的半导体器件包括连接至冷却器件和系统部分的两个集成电路管芯。