[发明专利]堆叠式封装热传递系统和方法

说明书

提供了用于改善PoP半导体封装中的热分布和热移除效率的系统和方法。PoP半导体封装包括第一半导体封装，其物理地、可通信地且导电地耦合到堆叠的第二半导体封装。间隙形成在第一半导体封装的上表面与第二半导体封装的下表面之间。另外，在设置在有机衬底上的每个PoP半导体封装之间形成空隙。诸如模塑料的可固化流体材料可以在PoP半导体封装之间的空隙空间中流动并且流入第一半导体封装的上表面和第二半导体封装的下表面之间的间隙中。

技术领域

本公开内容涉及半导体制造和堆叠式封装(package-on-package)半导体封装内的热能传递。

背景技术

堆叠式封装(PoP)是一种集成电路封装技术，其中多个球栅阵列(BGA)封装垂直排列。PoP封装有益地减少了单个半导体封装占据的电路板面积。PoP封装还最大限度地减少了频繁互操作的部件之间的路径长度。最小化路径长度可以提供更快速的信号传播、降低噪声并减少信道串扰。在组装中，PoP封装允许在堆叠之前而不是在堆叠之后(例如芯片堆叠)测试各个组件，由于在PoP封装中仅使用已知的良好部件，因此减少了返工。

在典型的PoP集成电路中，存储器封装与逻辑封装(诸如片上系统(SoC))堆叠。通常，堆叠封装被堆叠在一起，然后通过重整而物理和电气耦合。由于大多数半导体封装在工作时产生热量，因此堆叠中的半导体封装产生的热量必须通过相对较小的面积消散。PoP封装内的热传递减少导致在堆叠体内形成热点，并最终导致PoP封装过早出现故障。

附图说明

所要求保护的主题的各种实施例的特征和优点将随着以下具体实施方式的进行并参考附图而变得明显，在附图中相似的附图标记指明相似的部分，并且其中：

图1是根据本文所述的至少一个实施例的说明性的堆叠式封装(PoP)半导体封装的横截面正视图，其中，将第一半导体封装和第二半导体封装堆叠，在第一半导体封装的上表面和第二半导体封装的下表面之间形成间隙，并且其中，诸如模塑料的可固化、可流动材料流入间隙以将第一半导体封装导热耦合到第二半导体封装；

图2A是根据本文所述的至少一个实施例的包括由空隙空间分隔开的多个PoP半导体封装的说明性条带的横截面正视图，多个PoP半导体封装中的每一个包括多个第一半导体封装中的相应一个，其与多个第二半导体封装中的相应一个堆叠以在其间形成间隙；

图2B是根据本文所述的至少一个实施例的图2A中所示的半导体条带的指示部分的横截面正视图，其更清楚地示出了存在于相邻PoP半导体封装之间的空隙空间中以及第一半导体封装上表面与第二半导体封装下表面之间的间隙中的固化的模塑料，该固化的模塑料将多个第一半导体封装中的每一个物理和热耦合到多个第二半导体封装的每一个中的相应一个；

图2C是根据本文所述的至少一个实施例的如图2A和图2B中所示的单个化(singulated)的PoP半导体封装的横截面正视图；

图3是根据本文所述的至少一个实施例的用于制造具有增强的热性能的PoP半导体封装的说明性方法的高级逻辑流程图；以及

图4是根据本文所述的至少一个实施例的用于制造具有增强的热性能的多个PoP半导体封装的说明性方法的高级逻辑流程图。

尽管以下具体实施方式将参照说明性实施例进行，但是对于本领域技术人员而言，其许多替代方案、修改和变型将是显而易见的。

具体实施方式