包括集成散熱器的無凸塊構(gòu)建層封裝的制作方法
【專利摘要】示例包括管芯封裝，管芯封裝可包括具有管芯下表面、與管芯下表面平行的管芯上表面、和管芯側(cè)面的微電子管芯，微電子管芯包括有源區(qū)域和無源區(qū)域。示例可任選地包括散熱器，該散熱器具有散熱器下表面、與散熱器下表面平行的散熱器上表面、和至少一個(gè)散熱器側(cè)面，散熱器設(shè)置在微電子管芯的上表面上且與管芯的無源區(qū)域熱連通并且與有源區(qū)域電絕緣。示例可任選地包括密封管芯側(cè)面和散熱器側(cè)面和散熱器下表面的密封材料，密封材料包括與管芯下表面基本上平行的上表面和與管芯上表面基本上平行的上表面。
【專利說明】包括集成散熱器的無凸塊構(gòu)建層封裝
[0001]本申請(qǐng)要求2012年9月28日提交的美國專利申請(qǐng)N0.13/631,205的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過引用整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]示例一般涉及集成電路的封裝，并且更具體地涉及包括集成散熱器的無凸塊構(gòu)建層封裝。
技術(shù)背景
[0003]處理器和其他集成電路芯片可產(chǎn)生大量的熱量。在小型化努力過程中，不僅電路被擁擠到更小的幾何形狀中，而且多個(gè)芯片也被擁擠到更小的封裝中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]在附圖中，附圖不一定是按比例繪制，相同的標(biāo)記可描述不同視圖中的相似部件。具有不同字母后綴的相同的標(biāo)記可表示相似部件的不同的實(shí)例。附圖一般作為示例而非限制示出本文獻(xiàn)所討論的各實(shí)施例。
[0005]圖1示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器的封裝管芯的截面圖。
[0006]圖2A-H示出了用于產(chǎn)生圖1的封裝管芯的過程的階段。
[0007]圖3A示出了根據(jù)示例的包括具有堆疊在散熱器上的第二管芯的集成散熱器的封裝管芯的截面圖。
[0008]圖3B示出了圖3A的封裝管芯的俯視圖。
[0009]圖4A-B示出了用于產(chǎn)生圖3A的封裝管芯的過程的階段。
[0010]圖5A示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器和集成熱導(dǎo)體的封裝管芯的截面圖。
[0011]圖5B示出了沿著圖5A中的線5B-5B呈現(xiàn)的封裝管芯的截面圖。
[0012]圖6A-B示出了用于產(chǎn)生圖5A的封裝管芯的過程的階段。
[0013]圖7A示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器和集成熱導(dǎo)體的封裝管芯的截面圖。
[0014]圖7B示出了沿著圖7A中的線7B-7B呈現(xiàn)的封裝管芯的截面圖。
[0015]圖7C示出了沿著圖7A中的線7C-7C呈現(xiàn)的封裝管芯的截面圖。
[0016]圖8為描繪了根據(jù)示例的計(jì)算系統(tǒng)800的剖切立視圖。
[0017]圖9為根據(jù)示例的電子系統(tǒng)900的示意圖。
[0018]圖10為示出了根據(jù)示例的制造具有集成散熱器的封裝管芯的方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]本公開中的示例涉及一種用于形成集成到封裝中的散熱器的過程，該封裝可任選地包括無凸塊構(gòu)建層。示例還涉及組裝包括集成散熱器的無凸塊構(gòu)建層封裝的方法。
[0020] 下面的描述包括諸如上部、下部、第一、第二等的術(shù)語，這些術(shù)語僅用于描述的目的，并且不應(yīng)被解釋為限制。本文中描述的裝置或制品可在多個(gè)位置和取向中制造、使用或運(yùn)輸。術(shù)語“管芯”和“芯片”一般指的是作為基本工件的物理對(duì)象，基本工件通過多個(gè)處理操作轉(zhuǎn)變成所需的集成電路器件。管芯通常從晶片單片化并且晶片可由半導(dǎo)體、非半導(dǎo)體、或半導(dǎo)體材料和非半導(dǎo)體材料的組合制成。板通常是充當(dāng)用于管芯的安裝襯底的樹脂浸潰的玻璃纖維結(jié)構(gòu)。本公開中的散熱器是集成的薄結(jié)構(gòu)，其通過構(gòu)建被包括到封裝中。
[0021]現(xiàn)將參照附圖，在附圖中相同的結(jié)構(gòu)設(shè)置有相同的后綴附圖標(biāo)記。為了清楚地顯示各個(gè)示例的結(jié)構(gòu)，本文中包括的附圖為集成電路結(jié)構(gòu)的簡圖表示。因此，所制造的結(jié)構(gòu)的實(shí)際外觀，例如在顯微照片中，可能會(huì)看起來不同，但仍然包含所示示例的主題。此外，附圖顯示結(jié)構(gòu)以有助于理解所示示例。
[0022]圖1示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器118的封裝管芯102的截面圖。微電子管芯102可以是任何類型的集成電路管芯。微電子管芯102可以是多核微處理器。封裝可被構(gòu)造為無凸塊構(gòu)建層(BBUL)封裝。
[0023]微電子管芯102可包括有源區(qū)域，有源區(qū)域可包括諸如上表面104之類的有源表面。有源區(qū)域可延伸至管芯102的多個(gè)側(cè)面。微電子管芯102可包括上表面104，上表面104可包含電連接131以操作微電子管芯102。諸如構(gòu)建膜、焊料等等的材料133可用于將電連接131連接至本文中公開的導(dǎo)電跡線114。
[0024]管芯102可包括微電子管芯無源區(qū)域，微電子管芯無源區(qū)域可包括諸如下表面106的無源表面。無源區(qū)域可延伸至管芯102的多個(gè)側(cè)面。下表面106可與上表面104平行。管芯102可包括管芯側(cè)面108。管芯側(cè)面108可在上表面104和下表面之間延伸。
[0025]封裝100可包括密封材料110。封裝100可包括構(gòu)建層113。密封材料110可由與構(gòu)建層113相同的材料形成。構(gòu)建層或密封層中的一個(gè)或多個(gè)可被選擇成具有不同的材料以平衡由于在制造或使 用中導(dǎo)致的應(yīng)力而可能出現(xiàn)的應(yīng)力。
[0026]封裝100可包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電跡線114。封裝可包括導(dǎo)電接觸116。掩模117可限定接觸。掩模117可包括構(gòu)建層。封裝100可包括一個(gè)或多個(gè)互連120。本文中所使用的密封材料可包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)建層。在一些示例中，諸如為了減小或控制翹曲，密封材料的薄層可嵌入到構(gòu)建層中。
[0027]散熱器118可集成到封裝100中。散熱器118可包括散熱器下表面122。散熱器上表面124可與散熱器下表面122平行。散熱器可包括至少一個(gè)散熱器側(cè)面126。散熱器118可鄰近微電子管芯102的下表面106設(shè)置。散熱器118可比如通過接觸或耦合至管芯的無源區(qū)域與管芯102熱連通。散熱器118可包括導(dǎo)電材料。散熱器118可與管芯102的有源區(qū)域電絕緣。
[0028]密封材料110可限定散熱器118和微電子管芯102之間的腔。如圖所示，散熱器118可任選地限定具有散熱器開口 132和通過散熱器開口暴露的管芯的下表面。散熱器開口 132可向腔打開，諸如成形成容納熱界面材料的腔。
[0029]熱界面材料134可設(shè)置在散熱器上表面124和管芯下表面106之間，并且與散熱器上表面124和管芯下表面106熱連通。散熱器118可限定開口 132，該開口 132使熱界面材料134的一部分至少暴露至封裝100的下表面128。
[0030]微電子管芯102可通過密封材料110保持在至少一個(gè)側(cè)面108上的適當(dāng)?shù)奈恢?。管?02可利用具有粘接性能的材料(諸如，管芯接合膜(“DBF”) 135)諸如通過粘附耦合到面板(諸如散熱器118)上。DBF可包括熱界面材料。DBF可沿著下表面106設(shè)置。密封材料110可諸如通過選擇具有選擇成抵消靠近密封材料的其他材料(諸如管芯102)的膨脹或收縮的熱膨脹系數(shù)的材料來控制封裝翹曲。
[0031]密封材料110可包括基本上與管芯下表面106平行的下表面128。密封材料110可包括基本上與管芯上表面104平行的上表面130。密封材料110可包括基本上與上表面104在同一平面上的至少一個(gè)表面。在延伸到管芯的一部分(諸如到所示的上部)的密封材料110中存在開口。密封材料110可包括基本上與下表面104在同一平面上的至少一個(gè)密封材料上表面129。在延伸到管芯的一部分(諸如到所示的下部)的密封材料110中存在開口。上表面104可被置于固定板上,而密封材料110圍繞微電子管芯102設(shè)置。密封材料110可密封管芯側(cè)面108和散熱器側(cè)面126和散熱器上表面124。
[0032]構(gòu)建層113可設(shè)置在密封材料110上。密封材料110可像構(gòu)建層113 —樣構(gòu)建。導(dǎo)電跡線114可設(shè)置在構(gòu)建層113上。跡線114可與上表面104電接觸。導(dǎo)電跡線116與導(dǎo)電跡線114耦合并且允許集成電路封裝100例如通過插座連接電耦合至電路板。在一個(gè)示例中，導(dǎo)電接觸116可包括焊球。導(dǎo)電接觸116可包括觸點(diǎn)(land)或引腳。
[0033]圖2A-H示出了用于產(chǎn)生圖1的封裝管芯的過程的階段。圖2A示出可分解的層200、無芯載體202，可設(shè)置為面板、可與蝕刻停止層204和導(dǎo)體206 (諸如銅)組合以形成腔，諸如其中可設(shè)置熱界面材料的腔。無芯載體可包括犧牲短箔片201和犧牲長箔片203。每個(gè)蝕刻停止層的示例包括，但不限于，諸如具有低楊氏模量(Young’s Modulus)的材料的介電材料，諸如味之素(Ajinomoto)構(gòu)建膜(ABF)介電材料,味之素(Ajinomoto)構(gòu)建膜(ABF)介電材料包括，但不限于，GX-92、T-31和其他材料，各可任選地與一個(gè)或多個(gè)填充物組合。這些材料中的一個(gè)或多個(gè)由味之素精細(xì)技術(shù)公司(Ajinomoto Fine-Techno C0., Inc)制造。圖2B示出了組裝的圖2A的元件。圖2C示出了在用于蝕刻銅206以形成集成散熱器208的圖案化(諸如減除圖案化)之后的組件。圖2D示出了已被類似地蝕刻以限定開口 210的散熱器。
[0034]圖2E示出了施加至散熱器的管芯212。熱界面材料214可用于使熱能從管芯212交換至散熱器208。管芯背面膜213可任選地用于將管芯212粘附至散熱器208。管芯背面膜213可以是傳導(dǎo)熱能的熱界面材料。熱界面材料可任選地用于將管芯212機(jī)械地固定至散熱器208。
[0035]圖2F示出了設(shè)置在密封材料216上的多個(gè)無凸塊構(gòu)建層(BBUL) 218。雖然示出了 3層，但其他數(shù)量的層是可能的。導(dǎo)電跡線220可形成于BBUL層上，互連222也可形成于BBUL層上。接觸224可與導(dǎo)電跡線220電連通。接觸224可形成球柵陣列。
[0036]圖2G示出了在BBUL分割(depaneling)和短箔片201的布線之后的封裝。如圖2H所示，蝕刻可用于移除長箔片203，從而停止在蝕刻停止層。噴砂處理可用于移除蝕刻停止材料204，諸如以提供圖1所示的器件。管芯被繪制成顯示通過管芯延伸的多個(gè)通孔，但本主題不受限于此。這種通孔可提高到散熱器和導(dǎo)電跡線中的一個(gè)或兩者的熱傳導(dǎo)率，但不是必要的。
[0037 ]圖3A-B示出了根據(jù)示例的包括具有堆疊在散熱器上的第二管芯304的集成散熱器306的封裝管芯300的截面圖。如在別處所描述的，第一管芯302可設(shè)置在BBUL封裝中，包括密封集成散熱器306的密封材料303。第二管芯304可諸如通過導(dǎo)體308與第一管芯302電連通地堆疊，導(dǎo)體308通過散熱器306和熱界面材料312中的開口 310。因此，散熱器306夾在管芯(dice)之間。導(dǎo)體308可包括焊料凸塊、可變形的互連等等。第一管芯302可任選地包括通孔314，諸如硅通孔。通孔314可通過傳遞信號(hào)信息或通過通孔供電使接觸316與第二管芯的有源部分電連通地放置。圖3B中的箭頭示出散熱器306可任選地?cái)U(kuò)大以消散更多熱量，和/或與另一熱交換器件熱傳導(dǎo)的方向。
[0038]第一管芯和第二管芯每一個(gè)可以是處理器，諸如具有由加利福尼亞州圣克拉拉的英特爾公司(IntelCorporation)制造的兩個(gè)處理器的雙核處理方案。其他集成電路也是可能的。第一管芯可以是存儲(chǔ)器，并且第二管芯可以是處理器，反之亦然。
[0039]圖4A-B示出了用于產(chǎn)生圖3A的封裝管芯的過程的階段。局部熱界面材料移除工藝402，諸如可原位執(zhí)行干法(例如，等離子體)或濕法蝕刻，對(duì)集成散熱器進(jìn)行圖案化?？稍诘谝还苄旧闲纬山佑|404的圖案，諸如以提供邏輯-存儲(chǔ)器接口或邏輯-邏輯接口。
[0040]圖5A示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器和集成熱導(dǎo)體的封裝管芯的截面視圖。散熱器502可在管芯下表面506上延伸。熱界面材料504可在管芯下表面和散熱器上表面508之間延伸。至少一個(gè)熱導(dǎo)體510可熱連通地耦合至散熱器上表面508并且可通過密封材料512延伸。在一些示例中，熱導(dǎo)體510可以是通孔。這種通孔連接可表示由通過密封材料鉆孔形成的可然后被鍍敷和填充的鍍敷通孔。熱導(dǎo)體可包括一系列堆疊的微通孔，微通孔可形成于封裝芯中作為制造工藝的一部分。
[0041]至少一個(gè)熱導(dǎo)體510可沿著可平行于管芯501側(cè)面的垂直長度延伸。至少一個(gè)熱導(dǎo)體510可與多個(gè)導(dǎo)電跡線中的導(dǎo)電跡線514熱連通地耦合。如果熱導(dǎo)電跡線514用于熱連通，則(例如，在相同層上)可以有用于導(dǎo)電的單獨(dú)的跡線。導(dǎo)電跡線514可與管芯上表面516熱連通地耦合。導(dǎo)電跡線可與管芯501的無源區(qū)域熱連通。如圖5B所示，至少一個(gè)熱導(dǎo)體510可限定管芯501周圍的電路。
[0042]諸如熱導(dǎo)體的圖案(諸如網(wǎng)格518)可設(shè)置在導(dǎo)電跡線和管芯上表面之間，網(wǎng)格圍繞管芯的接觸516交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體510熱連通地耦合。
[0043]圖6A-B示出了用于產(chǎn)生圖5A的封裝管芯的過程的階段。圖2A-E中描繪的過程的部分可用于提供圖6A的器件?？砂ㄒ粋€(gè)或多個(gè)熱釋放通孔的熱導(dǎo)體608可在管芯的有源部分上按照陣列交織、或按照網(wǎng)格圖案化的層間(inter-tier)細(xì)線，諸如管芯610的一個(gè)或多個(gè)浮置島接觸。陣列可與管芯610的浮置島接觸電絕緣。如此處所討論的，陣列可提供從Si管芯的上表面的熱路徑并且使它們向下路由至散熱器以允許熱量消散至諸如環(huán)境。交織的一部分608a可延伸至跡線以交換熱量遠(yuǎn)離管芯610，可任選地通過熱界面材料622、散熱器618、導(dǎo)體606和跡線620與導(dǎo)熱路徑隔開。隨著在管芯610周圍形成密封材料612，可構(gòu)建熱導(dǎo)體606。在形成導(dǎo)體606、608之后可構(gòu)建附加的層。
[0044]器件602可被分割并且布線以提供圖5的器件。可移除諸如銅載體之類的載體604，并且蝕刻停止616可被噴砂去除。
[0045]圖7A-C示出了根據(jù)示例的包括集成散熱器705和集成熱導(dǎo)體703的封裝管芯的截面視圖。第一管芯706設(shè)置在具有集成散熱器705的BBUL封裝中。密封材料704可限定暴露管芯706的一部分(諸如，有源部分)的開口，或通過管芯706延伸的一個(gè)或多個(gè)通孔。暴露部分可諸如經(jīng)由熱界面材料709將熱量傳導(dǎo)至散熱器705。
[0046]第二管芯702可堆疊在微電子管芯706上，并且第二管芯702和微電子管芯706中的每一個(gè)都設(shè)置在散熱器705之上，并且各與散熱器一起被密封在密封材料704中。至少一個(gè)電互連714可使微電子管芯706和第二管芯702彼此電連通地耦合。密封材料704可限定暴露管芯702的一部分(諸如，有源部分)的開口，或通過管芯702延伸的一個(gè)或多個(gè)通孔。
[0047]這種配置可產(chǎn)生高水平的熱量。因此，如圖6A-B所示，第一網(wǎng)格708或交織的熱導(dǎo)體可設(shè)置在第二管芯702和導(dǎo)電跡線707之間。第一網(wǎng)格可將熱量從第二管芯702傳導(dǎo)到導(dǎo)電跡線707和到熱導(dǎo)體703。
[0048]為了更好地從封裝移除熱量，第二網(wǎng)格710可設(shè)置在微電子管芯706和第二管芯702之間。第二網(wǎng)格710可圍繞在微電子管芯和第二管芯之間的接觸的交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體703熱連通地耦合。如圖7C所示，如果在管芯之間延伸的接觸比在第二管芯702和導(dǎo)電跡線707之間的更少，則第二網(wǎng)格的部分可更大。例如，邏輯-存儲(chǔ)器接口利用相對(duì)少數(shù)量的電接觸，從而允許第二網(wǎng)格包括包圍管芯互連的大的散熱器電路。
[0049]熱導(dǎo)體703可包括通過密封材料延伸的通孔連接。熱導(dǎo)體703可包括通過密封材料的基本上與管芯706的側(cè)面平行的導(dǎo)電連接。熱導(dǎo)體可包括一系列堆疊的微通孔，微通孔可形成于封裝芯中作為制造工藝的一部分。
[0050]微電子管芯706可包括存儲(chǔ)器器件，并且第二管芯702可包括處理器。在示例中，第一管芯和第二管芯每一個(gè)可以是處理器，諸如具有由加利福尼亞州圣克拉拉的英特爾公司(Intel Corporation)制造的兩個(gè)處理器的雙核處理方案。
[0051]圖8描繪了根據(jù)示例的計(jì)算系統(tǒng)800。可在諸如圖8的計(jì)算系統(tǒng)800的計(jì)算系統(tǒng)中使用諸如那些根據(jù)以上 實(shí)施例組合制造的集成散熱器組件可被稱為示例配置。
[0052]計(jì)算系統(tǒng)800可包括可被封裝在IC芯片封裝810的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)812、諸如鍵盤814的輸入設(shè)備、以及諸如監(jiān)視器816的輸出設(shè)備。計(jì)算系統(tǒng)800可包括處理數(shù)據(jù)信號(hào)的處理器并且可包括例如可從英特爾公司購買到的微處理器。除鍵盤814之外，計(jì)算系統(tǒng)800可包括諸如鼠標(biāo)818的另一用戶輸入設(shè)備。
[0053]具體化根據(jù)所要求保護(hù)的主體的部件的計(jì)算系統(tǒng)800可包括利用微電子器件系統(tǒng)的任何系統(tǒng)，微電子器件系統(tǒng)可包括例如，上面描述的諸如根據(jù)方法示例制造的集成散熱器組件，微電子器件系統(tǒng)可耦合至諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、聚合物存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ)器和相變存儲(chǔ)器。某些示例可通過耦合至處理器來耦合至它們中的任何組合。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可包括管芯上的嵌入式DRAM緩存。耦合至處理器的示例配置可以是具有耦合至DRAM緩存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的示例配置的系統(tǒng)。示例配置可耦合至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)812。
[0054]在示例中，計(jì)算系統(tǒng)800還可包括包含數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的管芯、微控制器、專用集成電路(ASIC)、或微處理器。示例配置可通過耦合至處理器耦合至這些部件的任何組合。對(duì)于示例，DSP可以是芯片組的一部分，芯片組可包括作為板820上的芯片組的單獨(dú)部分的獨(dú)立的處理器和DSP。示例配置可耦合至DSP并且可提供可耦合至IC芯片封裝810中的處理器的單獨(dú)的示例配置。此外，在示例中，示例配置可耦合至可安裝在與IC芯片封裝810相同的板820上的DSP。如針對(duì)結(jié)合通過根據(jù)本公開中方法示例及其等效方案制造的集成散熱器組件的多個(gè)示例所述的示例配置的計(jì)算系統(tǒng)800所述的，可組合示例配置。
[0055]本公開所述的示例可應(yīng)用于除傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)以外的設(shè)備和裝置。例如管芯可與示例配置一起封裝并且可置于便攜式設(shè)備(諸如，無線通信器)或手持設(shè)備(諸如，智能電話)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理等等中。另一示例可以是可與示例配置一起封裝并且置于車輛(諸如，汽車)、機(jī)車、船只、飛機(jī)或航天器中。
[0056]圖9為根據(jù)示例的電子系統(tǒng)900的示意圖。所描繪的電子系統(tǒng)900可具體化圖8所描繪的計(jì)算系統(tǒng)800，并且電子系統(tǒng)可示意性描繪。電子系統(tǒng)900包含電子組件910，諸如如上所述的IC管芯。在示例中，電子系統(tǒng)900可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括用于電耦合電子系統(tǒng)900的多個(gè)部件的系統(tǒng)總線920。系統(tǒng)總線920可以是單個(gè)總線或根據(jù)多個(gè)實(shí)例的總線的任何組合。電子系統(tǒng)900可包括向集成電路910供電的電壓源930。在一些示例中，電壓源930通過系統(tǒng)總線920向集成電路910供電。
[0057]集成電路910可電耦合至系統(tǒng)總線920并且包括根據(jù)示例的任何電路或電路的組合。在示例中，集成電路910包 括可以是任何類型的處理器912。本文所使用的處理器912意指任何類型的電路，諸如，但不限于，微處理器、微控制器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、或其他處理器。因此，集成散熱器組件可以是容納兩個(gè)管芯(諸如，選自處理器的處理器第一管芯和第二管芯或作為芯片組的一部分的另一管芯)的電子系統(tǒng)的一部分?？砂ㄔ诩呻娐?10中的其他類型的電路為定制電路或ASIC，諸如在無線設(shè)備(諸如，蜂窩電話、尋呼機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、雙向無線電、和類似的電子系統(tǒng))中使用的通信電路914。在示例中，集成電路910包括管芯上的存儲(chǔ)器916，諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)。在示例中，集成電路910包括管芯上的存儲(chǔ)器916，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(eDRAM)。
[0058]在示例中，電子系統(tǒng)900還包括外部存儲(chǔ)器940，外部存儲(chǔ)器940又可包括適合于特定應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器元件(諸如以RAM形式的主存儲(chǔ)器942)、一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器944、和/或處理可移動(dòng)介質(zhì)946 (磁盤、光盤(⑶)、數(shù)字視頻光盤(DVD)、閃存密鑰、和本領(lǐng)域已知的其他的可移動(dòng)介質(zhì))的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器。
[0059]在示例中，電子系統(tǒng)900還包括顯示設(shè)備950和音頻輸出960。在示例中，電子系統(tǒng)900包括輸入970,諸如,鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球,游戲控制器、話筒、語音識(shí)別裝置、或?qū)⑿畔⑤斎氲诫娮酉到y(tǒng)900中的任何其他設(shè)備。
[0060]如本文所示的集成電路910可在包括電子封裝、電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、制造集成電路的一個(gè)或多個(gè)方法、以及制造電子組件的一個(gè)或多個(gè)方法的多種不同示例中實(shí)現(xiàn)，電子組件包括在本文中的各個(gè)示例中及它們的本領(lǐng)域公認(rèn)的等效方案中所述的集成散熱器組件。操作的元件、材料、幾何形狀、尺寸和順序都可改變以適合具體的封裝要求。
[0061]圖10為示出了根據(jù)示例的制造具有集成散熱器的封裝管芯的方法的流程圖。方法可任選地包括構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層，構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層包括形成與管芯電連通的無凸塊構(gòu)建層(BBUL)。在1002，該方法可包括將微電子管芯的管芯下表面在與散熱器熱連通地堆疊散熱器上。在1004,該方法可包括形成圍繞微電子管芯和散熱器的密封材料。在1006,該方法可包括在微電子管芯的與管芯下表面相對(duì)的管芯上表面上構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層。在1008,該方法可包括形成設(shè)置在與微電子管芯的有源區(qū)域電連通的構(gòu)建層上的多個(gè)導(dǎo)電跡線。
[0062]可任選地，該方法可包括形成密封材料，形成密封材料包括在散熱器和微電子管芯之間形成腔?？扇芜x地，該方法可包括在管芯下表面和散熱器之間(諸如在腔中)設(shè)置熱界面材料。可任選的方法還包括散熱器限定開口，該開口使熱界面材料的一部分暴露至封裝的下表面。
[0063]可任選地，該方法可包括將第二管芯堆疊在散熱器上，將第二管芯堆疊在散熱器上包括通過開口將第二管芯電耦合至微電子管芯?？扇芜x地，該方法可包括在腔中設(shè)置第
二管芯。
[0064]該方法可任選地包括將熱導(dǎo)體的陣列設(shè)置在微電子管芯和第二管芯之間?？扇芜x地，該方法可包括將熱導(dǎo)體堆疊在散熱器和多個(gè)導(dǎo)電跡線中的一個(gè)導(dǎo)電跡線之間。
[0065]示例和注釋
[0066]示例I可包括可包括管芯封裝的主題(諸如，系統(tǒng)、裝置、方法、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)等等)。管芯封裝可包括具有管芯上表面、與管芯上表面平行的管芯下表面、和管芯側(cè)面的微電子管芯，微電子管芯包括有源區(qū)域和無源區(qū)域。示例可包括具有散熱器上表面、與散熱器上表面平行的散熱器下表面、和至少一個(gè)散熱器側(cè)面的散熱器，散熱器設(shè)置在微電子管芯的下表面上，與管芯的無源區(qū)域熱連通并且與微電子管芯的有源區(qū)域電絕緣。示例可包括密封管芯側(cè)面和散熱器側(cè)面和散熱器上表面的密封材料，密封材料包括與管芯上表面基本上平行的上表面和與管芯下表面基本上平行的下表面。示例可包括設(shè)置在密封材料的上表面上的多個(gè)構(gòu)建層。示例可包括設(shè)置在構(gòu)建層上并且與有源區(qū)域電連通的多個(gè)導(dǎo)電跡線。
[0067]示例2可包括前述示 例中的任一個(gè)，其中密封材料限定下表面中的密封材料下部開口，該管芯下表面通過密封材料下部開口暴露。
[0068]示例3可包括前述示例中的任一個(gè)，其中散熱器限定下表面中的散熱器開口，該管芯下表面通過散熱器開口暴露。
[0069]示例4包括前述示例中的任一個(gè)，其中熱界面材料設(shè)置在散熱器上表面和管芯下表面之間并且與散熱器上表面和管芯下表面熱連通。
[0070]示例5可包括前述示例中的任一個(gè)，其中密封材料的下部基本上與散熱器的下表面和熱界面材料的下表面在同一平面上。
[0071]示例6可包括前述示例中的任一個(gè)，其中散熱器在管芯下表面上延伸，并且熱界面材料在管芯下表面和散熱器上表面之間延伸。
[0072]示例7可包括前述示例中的任一個(gè)，其中至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦合至散熱器上表面并且通過密封材料平行于管芯側(cè)延伸，并且與多個(gè)導(dǎo)電跡線中的導(dǎo)電跡線熱連通地耦合，導(dǎo)電跡線與管芯上表面熱連通地耦合。
[0073]示例8可包括前述示例中的任一個(gè)，其中至少一個(gè)熱導(dǎo)體形成圍繞微電子管芯的電路。
[0074]示例9可包括前述示例中的任一個(gè)，其中熱導(dǎo)體的網(wǎng)格設(shè)置在導(dǎo)電跡線和管芯上表面之間，網(wǎng)格圍繞管芯的接觸交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦合。
[0075]示例10可包括前述示例中的任一個(gè)，其中第二管芯設(shè)置在微電子管芯和散熱器之間，并且第二網(wǎng)格設(shè)置在微電子管芯和第二管芯之間，第二網(wǎng)格圍繞微電子管芯和第二管芯之間的接觸交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦合。
[0076]示例11可包括前述示例中的任一個(gè)，其中通孔連接通過微電子管芯從管芯上表面延伸至微電子管芯，從而將多個(gè)跡線電連接至第二管芯。
[0077]示例12可包括前述示例的任一項(xiàng)，其中微電子管芯包括存儲(chǔ)器器件，并且第二管芯包括處理器。
[0078]示例13可包括前述示例中的任一項(xiàng)，其中導(dǎo)電跡線與管芯的無源區(qū)域熱連通。[0079]示例14可包括前述示例中的任一個(gè)，其中管芯下表面為無源表面。
[0080]示例15可包括前述示例中的任一個(gè)，其中管芯上表面為有源表面。
[0081]示例16可包括前述示例中的任一個(gè)，其中散熱器、密封材料、多個(gè)構(gòu)建層和多個(gè)導(dǎo)電跡線包括無凸塊構(gòu)建層封裝。
[0082]示例17可包括主題(諸如，系統(tǒng)、裝置、方法、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)等等)，該主題可包括形成封裝微電子管芯。示例可包括將微電子管芯的管芯下表面與散熱器熱連通地堆疊在散熱器上。示例可包括圍繞微電子管芯和散熱器形成密封材料。示例可包括在微電子管芯的與管芯下表面相對(duì)的管芯上表面上構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層。不例可包括形成設(shè)置在與微電子管芯的有源區(qū)域電連通的構(gòu)建層上的多個(gè)導(dǎo)電跡線。示例可包括在管芯下表面和散熱器之間設(shè)置熱界面材料。
[0083]示例18可包括前述示例中的任一個(gè)，其中散熱器限定開口，該開口使熱界面材料的至少一部分暴露至封裝的下表面。
[0084]示例19可包括前述示例中的任一個(gè)，并且還包括將第二管芯堆疊在散熱器上，將第二管芯堆疊在散熱器上包括將第二管芯通過開口電耦合至微電子管芯。
[0085]示例20可包括前述示例中的任一項(xiàng)，其中構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層包括形成與管芯電連通的無凸塊構(gòu)建層(BBUL)。
[0086]示例21可包括前述示例中的任一個(gè)，其中形成密封材料包括在散熱器和微電子管芯之間形成腔。
[0087]示例22可包括前述示例中的任一個(gè)并且還包括在腔中設(shè)置熱界面材料。
[0088]示例23可包括前述示例中的任一個(gè)并且還包括在腔中設(shè)置熱界面材料。
[0089]示例24可包括前述示例中的任一個(gè)并且還包括在微電子管芯與第二管芯之間設(shè)置熱導(dǎo)體的陣列。
[0090]示例25可包括前述示例中的任一個(gè)并且還包括在散熱器與多個(gè)導(dǎo)電跡線中的一個(gè)導(dǎo)電跡線之間堆疊熱導(dǎo)體。
[0091]示例26可包括前述示例中的任一個(gè)，其中形成密封材料包括在散熱器與微電子管芯之間形成腔。
[0092]示例27可包括主題(諸如，系統(tǒng)、裝置、方法、有形的機(jī)器可讀介質(zhì)等等)，該主題可包括微電子管芯，該微電子管芯具有管芯上表面、與管芯上表面平行的管芯下表面、和管芯側(cè)面，微電子管芯包括有源區(qū)域和無源區(qū)域。示例可包括具有散熱器上表面、與散熱器上表面平行的散熱器下表面、和至少一個(gè)散熱器側(cè)面的散熱器，該散熱器設(shè)置在與管芯的無源區(qū)域熱 連通的微電子管芯的下表面上并且與有源區(qū)域電絕緣。示例可包括密封管芯側(cè)面和散熱器側(cè)面以及散熱器上表面的密封材料，密封材料包括基本上與管芯上表面平行的上表面和基本上與管芯下表面平行的下表面。不例可包括設(shè)置在密封材料的上表面上的多個(gè)構(gòu)建層。示例可包括設(shè)置在構(gòu)建層上并且與有源區(qū)域電連通的多個(gè)導(dǎo)電跡線。示例可包括耦合至微電子管芯的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
[0093]示例28可包括前述示例中的任一個(gè)，其中密封材料限定下表面中的密封材料下部開口和通過密封材料下部開口暴露的管芯下表面。
[0094]示例29可包括前述示例中的任一個(gè)，其中散熱器限定下表面中的散熱器開口和通過密封材料下部開口暴露的管芯下表面。[0095]示例30包括前述示例中的任一個(gè),其中至少一個(gè)電互連通過散熱器開口延伸并且耦合至沿著管芯下表面的微電子管芯的通孔，電互連將第二管芯耦合至微電子管芯。
[0096]示例31可包括前述示例中的任一個(gè)，其中微電子管芯為處理器，并且其中第二管芯從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、專用集成電路、和處理器中選擇。
[0097]示例32可包括前述示例中的任一個(gè)，其中示例設(shè)置在計(jì)算機(jī)、無線通信器、手持設(shè)備、汽車、機(jī)車、飛行器、船只或航天器中的一個(gè)中。
[0098]這些非限制示例中的每一個(gè)可獨(dú)立存在，或可與其他示例中的一個(gè)或多個(gè)按照多種排列或組合結(jié)合。
[0099]以上具體實(shí)施例包括對(duì)所附附圖的引用，所附附圖形成具體實(shí)施例的一部分。附圖通過例示示出可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例也被稱為本文中的“示例”。此類示例可包括除所示或所描述之外的元件。然而，本發(fā)明人還構(gòu)想到僅提供所示或所述這些元件的示例。此外，本發(fā)明人還構(gòu)想到或者參考特定示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)或者參考本文所示或所述的其它示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)利用所示或所述的這些元件(或其一個(gè)或多個(gè)方面)的任意組合或置換的示例。
[0100]在該文檔和通過引用結(jié)合的任何文檔之間的不一致使用的情況下，按照該文檔中的使用為準(zhǔn)。
[0101]在該文檔中，在本專利文檔中常用的術(shù)語“一”包括一個(gè)或一個(gè)以上，獨(dú)立于“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”的任何其他示例或使用。在該文檔中，除非另有說明，術(shù)語“或”用于指非排他的或，使得“A”或“B”包括“A，但不包括B”、“B，但不包括A”、和“A和B”。在文檔中，術(shù)語“包括”和 “其中”分別被用作相應(yīng)術(shù)語“包括”和“其中”的易懂英語同義詞。同樣，在以下權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”或“包含”是開放式的，即，包括除在權(quán)利要求中該術(shù)語之后所列出的之外的元件的系統(tǒng)、設(shè)備、制品、組分、公式或過程仍被示為落入該權(quán)利要求的范圍。而且，在以下權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用作標(biāo)記，而不旨在對(duì)他們的對(duì)象施加數(shù)值要求。
[0102]上述描述旨在說明而非限制。例如，上述示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)可彼此組合地使用。諸如可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在查閱上述描述后使用其他實(shí)施例。提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
的摘要是為了符合37C.F.R.第1.72(b)章節(jié)以允許讀者迅速查實(shí)技術(shù)公開內(nèi)容的本質(zhì)。該摘要是以它不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義的理解而提交的。同樣，在以上的詳細(xì)描述中，可將各種特征組合在一起以使本公開流暢。這不應(yīng)被認(rèn)為是意指不要求保護(hù)的特征對(duì)任何權(quán)利要求是關(guān)鍵的。相反，本發(fā)明的主題在于少于特定公開實(shí)施例的所有特征。因此，以下權(quán)利要求包含在具體實(shí)施例中作為示例或?qū)嵤├?，并且每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)立存在作為單獨(dú)的實(shí)施例，并且可構(gòu)想此類實(shí)施例可按照多個(gè)組合或排列彼此組合。本發(fā)明的范圍應(yīng)參考所附權(quán)利要求書以及這些權(quán)利要求享有權(quán)利的等效方案的完全范圍來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種管芯封裝，包括: 微電子管芯，所述微電子管芯具有管芯上表面、與管芯上表面平行的管芯下表面、和管芯側(cè)面，所述微電子管芯包括有源區(qū)域和無源區(qū)域； 散熱器，所述散熱器具有散熱器上表面、與散熱器上表面平行的散熱器下表面、和至少一個(gè)散熱器側(cè)面，所述散熱器設(shè)置在所述微電子管芯的下表面上且與管芯的無源區(qū)域熱連通并且與所述微電子管芯的有源區(qū)域電絕緣； 密封材料，所述密封材料密封管芯側(cè)面和散熱器側(cè)面以及散熱器上表面，所述密封材料包括與所述管芯上表面基本上平行的上表面和與所述管芯下表面基本上平行的下表面； 多個(gè)構(gòu)建層，所述多個(gè)構(gòu)建層設(shè)置在密封材料的上表面上；以及 多個(gè)導(dǎo)電跡線，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線設(shè)置在構(gòu)建層上并且與所述有源區(qū)域電連通。
2.如權(quán)利要求1所述的管芯封裝，其特征在于，所述密封材料限定下表面中的密封材料下部開口，所述管芯下表面通過所述密封材料下部開口暴露。
3.如權(quán)利要求2所述的管芯封裝，其特征在于，所述散熱器限定在下表面中的散熱器開口，所述管芯下表面通過所述散熱器開口暴露，其中熱界面材料設(shè)置在所述散熱器上表面和所述管芯下表面之間、并且與所述散熱器上表面和所述管芯下表面熱連通。
4.如權(quán)利要求1所述的管芯封裝，其特征在于，所述散熱器在所述管芯下表面上延伸，并且熱界面材料在所述管芯 下表面和所述散熱器上表面之間延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的管芯封裝，其特征在于，至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦合至所述散熱器上表面并且通過所述密封材料平行于所述管芯側(cè)延伸，并且與所述多個(gè)導(dǎo)電跡線中的一個(gè)導(dǎo)電跡線熱連通地耦合，所述導(dǎo)電跡線與所述管芯上表面熱連通地耦合。
6.如權(quán)利要求5所述的管芯封裝，其特征在于，熱導(dǎo)體的網(wǎng)格設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線和所述管芯上表面之間，所述網(wǎng)格圍繞管芯的接觸交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦口 ο
7.如權(quán)利要求6所述的管芯封裝，其特征在于，第二管芯設(shè)置在所述微電子管芯和所述散熱器之間，并且第二網(wǎng)格設(shè)置在所述微電子管芯和所述第二管芯之間，所述第二網(wǎng)格圍繞所述微電子管芯和所述第二管芯之間的接觸交織并且與至少一個(gè)熱導(dǎo)體熱連通地耦口 ο
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的管芯封裝，其特征在于，通孔連接通過所述微電子管芯從所述管芯上表面延伸至所述微電子管芯，從而將多個(gè)跡線電連接至第二管芯。
9.一種形成微電子管芯封裝的方法，包括: 將微電子管芯的管芯下表面堆疊在散熱器上，所述管芯下表面與所述散熱器熱連通； 形成圍繞微電子管芯和散熱器的密封材料； 在微電子管芯的與管芯下表面相對(duì)的管芯上表面上構(gòu)建多個(gè)構(gòu)建層；以及形成設(shè)置在所述構(gòu)建層上的多個(gè)導(dǎo)電跡線，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線與微電子管芯的有源區(qū)域電連通。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括在管芯下表面和散熱器之間設(shè)置熱界面材料。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述散熱器限定使熱界面材料的一部分至少暴露至封裝的下表面的開口，包括在散熱器上堆疊第二管芯，所述在散熱器上堆疊第二管芯包括通過所述開口將第二管芯耦合至微電子管芯。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述形成密封材料包括在所述散熱器和所述微電子管芯之間形成腔。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述腔中設(shè)置熱界面材料。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述腔中設(shè)置第二管芯。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，包括將熱導(dǎo)體的陣列設(shè)置在微電子管芯與第二管芯之間。
16.如權(quán)利要求9-15中的任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,包括在散熱器和多個(gè)導(dǎo)電跡線中的一個(gè)導(dǎo)電跡線之間堆疊熱導(dǎo)體，其中形成密封材料包括在散熱器和微電子管芯之間形成腔。
17.—種系統(tǒng),包括: 微電子管芯，所述微電子管芯具有管芯上表面、與管芯上表面平行的管芯下表面、和管芯側(cè)面，所述微電子管芯包括有源區(qū)域和無源區(qū)域； 散熱器具有散熱器上表面、與散熱器上表面平行的散熱器下表面、和至少一個(gè)散熱器側(cè)面，所述散熱器設(shè)置在微電子管芯的下表面上且與管芯的無源區(qū)域熱連通并且與有源區(qū)域電絕緣； 密封材料，所述密封材料密封管芯側(cè)面和散熱器側(cè)面以及散熱器上表面，所述密封材料包括與所述管芯上表面基本上平行的上表面和與所述管芯下表面基本上平行的下表面； 多個(gè)構(gòu)建層，所述多個(gè)構(gòu)建層設(shè)置在密封材料的上表面上；以及 多個(gè)導(dǎo)電跡線，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線設(shè)置在構(gòu)建層上并且與所述有源區(qū)域電連通；以及 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，所述動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器耦合至微電子管芯。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密封材料限定下表面中的密封材料下部開口，所述管芯下表面通過所述密封材料下部開口暴露，其中所述散熱器限定在下表面中的散熱器開口，所述管芯下表面通過所述密封材料下部開口暴露，其中至少一個(gè)電互連通過所述散熱器開口延伸并且耦合至沿著管芯下表面的微電子管芯的通孔，所述電互連將第二管芯耦合至微電子管芯。
19.如權(quán)利要求17-18中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微電子管芯為處理器，并且其中所述第二管芯從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、專用集成電路、和處理器中選擇。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置在計(jì)算機(jī)、無線通信器、手持設(shè)備、汽車、機(jī)車、飛行器、船只或航天器中的一個(gè)中。
【文檔編號(hào)】H01L23/48GK104025289SQ201380004635
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】W·H·泰赫, D·庫爾卡尼, C-P·邱, T·哈瑞爾齊安, J·S·古扎克 申請(qǐng)人:英特爾公司