[发明专利]减少晶粒之间的热交互作用的热加强式封装

说明书

本发明涉及减少晶粒之间的热交互作用的热加强式封装，提供用于减少数个IC芯片间的热流动的方法及所得装置。数个具体实施例包括：黏贴多个IC芯片至衬底的上表面；形成盖体于该IC芯片上面；以及在毗邻IC芯片之间的分界处，形成穿过该盖体的狭缝。

技术领域

本揭示内容有关于半导体装置的制造，例如集成电路(IC)。本揭示内容特别适用于形成具有经安装成互相靠近的芯片的半导体封装，特别是用于14纳米(nm)以下的技术节点。

背景技术

在2.5D封装中，安装靠在一起的多个IC芯片(例如，逻辑芯片、内存堆叠等等)以改善效能、频宽及/或机能。由于多个IC芯片互相靠近，这些芯片会互相热耦合。如果其中一个IC芯片比其他芯片消耗更多电力，则热可能从高功率IC芯片流到功率较低的IC芯片。取决于技术、机能、效能及频宽，用于各个IC的IC制造技术可能不同，从而接面温度规格也可能不同。功率较低的IC可能有较低的接面温度规格。结果，2.5D封装中产生的热的热管理变得具有挑战性。

例如，图1图示封装中因为IC芯片间的热交互作用而引起的热流动。在图1中，有上表面及下表面的衬底101具有冶金黏合(metallurgically bond)至在衬底101下表面上的焊球收容区的焊球103。IC芯片(例如，逻辑芯片105与内存堆叠107)用控制塌陷芯片连接(C4)球109经由中介层108而黏贴至衬底101的上表面。逻辑芯片105与内存堆叠107用微凸块106装在中介层108上。盖体111形成于逻辑芯片105及内存堆叠107上面。盖体111用热介面材料(TIM1)113热连接至逻辑芯片105及内存堆叠107。盖体111也包括用黏着剂115与衬底上表面周围机械接触的盖体脚部。散热体117形成于盖体111上面。散热体117用TIM2 119热连接至盖体111。箭头121代表通过封装的热流动。如图示，尽管散热体117包括多个鳍片，然而封装内产生的热继续在逻辑芯片105、内存堆叠107之间流动。结果，半导体装置容易因热传递不充分而过热或失效。

因此，亟须一种方法致能形成经封装成减少在IC芯片及所得装置之间的热交互作用的半导体。

发明内容

本揭示内容的一态样是在逻辑芯片与内存堆叠的分界处，形成穿过半导体封装盖体的狭缝。

本揭示内容的另一态样是形成有与IC芯片及散热体直接热接触的至少一垂直热管的半导体封装。

本揭示内容的另一态样是一种在逻辑芯片与内存堆叠的分界处有狭缝的盖体的半导体封装。

本揭示内容的另一态样是一种有与IC芯片及散热体直接热接触的至少一垂直热管的半导体封装。

本揭示内容的其他态样及特征会在以下说明中提出以及部份在本技艺一般技术人员审查以下内容或学习本揭示内容的实施后会明白。按照随附权利要求书所特别提示，可实现及得到本揭示内容的优点。

根据本揭示内容，有些技术效果部份可用一种方法实现，其包括：黏贴多个IC芯片至衬底的上表面；形成盖体于该IC芯片上面；以及在毗邻IC芯片之间的分界处，形成穿过该盖体的狭缝。

本揭示内容的数个态样包括：该IC芯片包括：逻辑芯片；以及毗邻该逻辑芯片的至少一内存堆叠。其他态样包括一种用于形成该狭缝的方法，其通过：在该逻辑芯片与内存堆叠之间的分界处的冲头与铸模。其他态样包括：在该逻辑芯片与各内存堆叠之间形成狭缝。数个附加态样包括：形成一散热体于该盖体上；以及形成穿过该散热体及该盖体向下到该IC芯片的至少一垂直热管，其中各垂直热管与IC芯片及该散热体直接热接触。