[发明专利]半导体封装件及其形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体封装件，包括：管芯；邻近管芯的侧部设置并且与侧部接触的热电冷却器，以及环绕热电冷却器的环形形状的金属件。热电冷却器的远离管芯的侧部邻近金属件设置。本发明实施例另一方面还提供了一种形成半导体封装件的方法。本申请的实施例至少提高了半导体封装件的散热率。

技术领域

本发明涉及领域半导体技术领域，具体地，涉及一种半导体封装件及其形成方法。

背景技术

随着高效率信息传播的快速发展，超高运算效率的计算机中心已成为各信息服务公司的重要资产以及企业能力指标的参考标准，现行的计算机中心以每秒所具有的浮点运算次数(Floating-Point Operations Per Second，FLOPS)来衡量计算机指令周期或者估算计算机的效能。又或者在单位体积中置入更多的运算核心装置以提高空间的利用率，因此，随着芯片功能的日益复杂，功率的上升将使芯片散热效能需求随之提升。

如图1中所示，现行技术一般是将散热器(heat sink)11加装在封装结构10的上方，以将封装结构10内的芯片12所产生的热量带走。然而，由于散热器11具有一定的体积，在例如行动通信等设备的上方空间有限的环境下，散热器11将难以使用。这会使单位体积内堆栈的运算核心装置的数量受限，而无法进一步提升空间应用。

此外，采用散热器方式的散热效率也不令人满意。如图1所示，在芯片12的芯片尺寸(Die size)为5.76mm×5.91mm×0.78mm的倒装芯片球栅格阵列(Flip Chip Ball GridArray，FCBGA)封装结构10上设置尺寸为15mm×15mm×4mm(高度)的散热器11，其中芯片12的温度仅能由128.86℃下降至123.66℃。在这种设置方式下，散热器11的体积约达到了芯片30的34倍，而芯片12的降温幅度却仅能达到约4％。

另外，现行的体积占比比较小的主动式冷却方式为液体冷却，但液体冷却方式存在着液体渗漏的风险。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种半导体封装件及其形成方法。

本发明的实施例提供了一种半导体封装件，包括：管芯；热电冷却器，邻近管芯的侧部设置并且与侧部接触，金属件，金属件为环绕热电冷却器的环形形状，其中，热电冷却器的远离管芯的侧部邻近金属件设置。

在上述半导体封装件中，热电冷却器的数量为四个，四个热电冷却器分别邻近管芯的四个侧部设置。

在上述半导体封装件中，热电冷却器的下表面与金属件的下表面共平面。

在上述半导体封装件中，还包括基板，管芯、热电冷却器和金属件均设置于基板上。

在上述半导体封装件中，热电冷却器与金属件之间设置有介电材料。

在上述半导体封装件中，热电冷却器包括串联连接的第一电极和第二电极，其中，当第一电极和第二电极通电之后，第一电极的接触管芯的一侧形成冷端，第二电极的与金属件邻近的一侧形成热端，

其中，管芯产生的热量经由热电冷却器的冷端传递至热端，再由金属件传递至外界。

在上述半导体封装件中，第一电极和第二电极由热电冷却器暴露并且与热电冷却器下方的基板接触，以与基板中的电源连接。

在上述半导体封装件中，热电冷却器位于基板上，第一电极和第二电极的远离基板的表面由热电冷却器暴露，以连接至外部电源。

在上述半导体封装件中，邻近管芯的角的区域中未设置热电冷却器，并且区域中设置有介电材料。

在上述半导体封装件中，热电冷却器的上表面与管芯的上表面共平面。

在上述半导体封装件中，管芯包括堆叠设置的多个管芯。