[发明专利]电子设备、半导体器件、绝缘片和半导体器件制造方法

说明书

本发明提供了一种使用具有流动性的金属作为导热材料的结构。在该结构中，即使在半导体器件的姿态变化或振动发生时，也防止导热材料进入非预期区域。电子设备具有形成在散热器(50)和半导体芯片(11)之间的导热材料(31)。导热材料(31)至少在半导体芯片(11)工作时具有流动性。此外，导热材料(31)具有导电性。导热材料(31)被密封构件(33)包围。电容器(16)被绝缘部分(15)覆盖。

技术领域

本公开涉及用于改善冷却半导体器件的性能的技术。

背景技术

构成用作中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等的半导体器件的半导体芯片热连接到散热器(例如热沉或热管)并由其冷却。有许多电子设备使用油脂作为设置在半导体芯片和散热器之间的导热材料。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

日本专利公开第2012-69902号

[PTL 2]

日本专利公开第2007-335742号

发明内容

[技术问题]

然而，当半导体芯片产生的热量增加时，由于油脂所具有的热阻，难以充分冷却半导体芯片。在PTL 2的半导体器件中，在半导体芯片工作时被热液化的金属代替油脂被用作半导体芯片和散热器之间的导热材料。这种金属的使用降低了半导体芯片和散热器之间的热阻，因此可以提高冷却半导体芯片的性能。

在使用具有流动性的金属作为导热材料的结构中，为了充分发挥冷却性能，即使在半导体器件的姿态变化或振动发生的情况下，限制导热材料扩散的范围也是重要的。此外，当散热器被压向半导体芯片时，压力完全作用在半导体芯片上是很重要的。也就是说，半导体芯片和散热器之间的粘附性也很重要。

[解决技术问题的方案]

在本公开中提出的电子设备的示例包括半导体芯片、设置在半导体芯片的下侧并且具有作为安装半导体芯片的区域的第一区域和作为设置包括电路图案和电气部分中的至少一个的导体元件的区域的第二区域的衬底、设置在半导体芯片的上侧的散热器、以及存在于散热器和半导体芯片之间的导热材料。电子设备还包括围绕导热材料的密封构件和覆盖导体元件的绝缘部分。导热材料具有导电性，并且至少在半导体芯片工作时具有流动性。根据该电子设备，密封构件和绝缘部分可以限制导热材料扩散的范围。顺便提及，在该电子设备中，绝缘部分是例如通过固化绝缘材料获得的部分、由绝缘材料形成的片等。

本公开中提出的电子设备的另一示例包括半导体芯片、设置在半导体芯片的下侧上的衬底、设置在半导体芯片的上侧上的散热器、以及存在于散热器和半导体芯片之间的导热材料，该衬底具有作为安装半导体芯片的区域的第一区域和作为设置包括电路图案和电气部件中的至少一个的导体元件的区域的第二区域。电子设备还包括覆盖导体元件的绝缘部分。导热材料具有导电性，并且至少在半导体芯片工作时具有流动性。从绝缘部分的上表面的至少一部分到散热器的下表面的距离大于从半导体芯片的上表面到散热器的下表面的距离。根据该电子设备，导热材料扩散的范围可以被限制到不存在导体元件的区域。此外，可以确保散热器和半导体芯片之间的粘附。

在本公开中提出的半导体器件的示例包括半导体芯片、设置在半导体芯片的下侧并且具有作为安装半导体芯片的区域的第一区域和作为设置包括电路图案和电气部分中的至少一个的导体元件的区域的第二区域的衬底、以及覆盖导体元件的绝缘片。根据该半导体器件，导热材料扩散的范围可以被限制到不存在导体元件的区域。