[发明专利]光收发器中使用高导热界面材料的从激光器管芯的热提取路径

说明书

一种半导体封装包括衬底和安装到衬底的陶瓷载体。集成电路(IC)管芯安装到陶瓷载体。离开IC管芯的热提取路径包括：i)在所述IC管芯之上的热界面材料，所述热界面材料具有约25至80μm的厚度；ii)在热界面材料之上的集成散热器；iii)在所述集成散热器之上的陶瓷载板；以及iv)在陶瓷载板和半导体封装的壳体之间的导电热垫。

技术领域

本公开内容的实施例属于半导体封装领域，具体而言，属于用于使用高导热界面材料的从诸如激光器管芯的集成电路(IC)管芯的热提取路径的方法和系统。

背景技术

当今的消费电子市场经常要求需要非常复杂的电路的复杂功能。按比例缩放至越来越小的基本构件块(例如晶体管)已使得能够在单个管芯上并入更复杂的电路，其中每一代都是渐进的。半导体封装用于保护集成电路(IC)芯片或管芯，并为管芯提供到外部电路的电接口。随着对更小电子设备的需求增加，半导体封装被设计为更加紧凑且必须支持更大的电路密度，这在一些情况下可产生热传导问题。

例如，半导体封装包含至少一个在陶瓷载体上的管芯，该陶瓷载体被安装到印刷电路板(PCB)。引线接合将管芯耦合到PCB，并且壳体覆盖管芯。为了提供从管芯的有效传导路径，热凝胶或热垫(pad)被放置在管芯上以将热量吸出。然而，由于热垫的相对厚的接合线(～500至700μm)，这种解决方案不是非常有效。热垫压缩也会在管芯上施加应力，这会使性能劣化。PCB、管芯、热垫和壳体的不同热膨胀系数(CTE)会在封装中产生由封装内的CTE失配引起的应力。

附图说明

图1示出了示例半导体封装和其中的热传导路径的截面图。

图2示出了光收发器半导体封装和其中的热提取路径的截面图。

图3A和3B分别示出了对来自图1的激光器驱动器管芯和激光器管芯的背面温度以及来自图2的激光器驱动器管芯和激光器管芯的背面温度进行比较的热仿真。

图4示出了用于制造半导体封装的过程。

图5示出了根据本公开内容实施例的电子系统的框图。

图6是根据本文公开的一个或多个实施例的集成电路(IC)设备组件的截面侧视图，该集成电路设备组件可以包括使用高导热界面材料的从管芯的一个或多个热提取路径。

图7示出了根据本公开内容的一种实施方式的计算设备。

具体实施方式

描述了用于使用高导热界面材料从诸如激光器管芯的集成电路(IC)管芯提取热量的方法和系统。在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体材料和加工方式，以便提供对本公开内容的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容的实施例。在其他实例中，没有详细描述诸如单镶嵌或双镶嵌处理的众所周知的特征，以免不必要地使本公开内容的实施例难以理解。此外，应当理解，图中所示的各种实施例是说明性表示，并不一定按比例绘制。在一些情况下，以最有助于理解本公开内容的方式依次将各种操作描述为多个分立的操作，然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须是顺序相关的。特别地，这些操作不需要以所呈现的顺序来执行。

也可以在以下描述中使用某些术语，仅用于参考的目的，并因此不旨在作为限制。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“底部”和“顶部”的术语指的是所参考的附图中的方向。诸如“前”、“后”、“后部”和“侧面”的术语描述了部件的部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，这通过参照描述所讨论的部件的文本和相关联的附图而是清楚的。这样的术语可以包括上面具体提到的词语、其派生词和类似含义的词语。

本文描述的一个或多个实施例涉及用于在半导体封装中使用高导热界面材料从集成电路(IC)管芯(例如激光器管芯)提取热量的方法和结构。