專利名稱：用于消除電子組件應(yīng)力的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及到便于在給定空間內(nèi)容納最佳數(shù)量電路元件的高密度電子封裝。更具體地說，本發(fā)明涉及到在包括例如用粘合劑粘接在一起的多塊集成電路芯片的疊裝陣列的電子組件中消除熱應(yīng)力的問題。
自集成電路技術(shù)發(fā)展以來，計算機和計算機存儲設(shè)備用半導(dǎo)體材料晶片所組成的集成電路(IC)芯片所制成。在制成晶片后，將晶片切成小芯片，即將電路互相隔開。接著將芯片粘接到不同類型的載體上，用線互相連接并加以封裝。這種“二維”芯片封裝無法在給定空間內(nèi)容納最佳數(shù)量的電路，并且當(dāng)芯片間傳送信號時，會引入不希望有的信號延遲、電容和電感。最近出現(xiàn)的三維芯片陣列是重要的封裝方法。典型的多塊芯片電子組件包括將多IC芯片粘接固定在一起的單塊結(jié)構(gòu)(一個“疊層”)。
一個要討論的問題是疊層材料的熱膨脹。不同材料具有不同相應(yīng)的熱膨脹率。例如，在電子組件中當(dāng)IC芯片和粘接層由不同材料組成并且溫度升高時，每件材料以不同速率膨脹。不幸的是，由于電阻損耗，電子組件在運行時會熱起來。因此當(dāng)組件溫度升高時，芯片和粘接層(用于將芯片粘接在一起)以不同速率膨脹，從而在組件內(nèi)引起應(yīng)力。
當(dāng)組件膨脹受到約束時，將進一步產(chǎn)生組件應(yīng)力。例如，如電子組件的側(cè)面點焊連接到安裝襯底上，則焊點將在垂直于組成組件的芯片的主平面的方向內(nèi)限制組件膨脹(以后這稱之為“Z方向”)。這個限制的原因是由于例如每個IC芯片粘接到安裝襯底上，因而它無法在Z方向移動，因此不能移動的襯底就限制了熱膨脹粘合劑的力的作用，由于一般屈服點是高的，所以“被壓縮的”粘合劑保持它的粘接點，并在組件上產(chǎn)生物理應(yīng)力，后者能導(dǎo)致焊點的損環(huán)和失效。由溫度變化造成的電子組件的膨脹和收縮會導(dǎo)致焊點破裂，這是工業(yè)中常見的現(xiàn)象，本發(fā)明直接用于解決這些問題。
簡單說來，在一個方面本發(fā)明包括一個電子組件，它包括一個具有大體上平的面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和一塊第一集成電路(IC)芯片，后者具有第一熱膨脹率和包含一個空穴的大體上平的主面。第一IC芯片的大體上平的主面和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的大體上平的面平行而相對地放置。一種膨脹材料放置于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的大體上平的面和第一IC芯片的大體上平的主面之間，并在機械上與它們粘接在一起。該膨脹材料具有一個與第一膨脹率不同的第二熱膨脹率。第一IC芯片的大體上平的主面中的空穴提供一個空間，供膨脹材料膨脹進去，以消除組件中的應(yīng)力，該應(yīng)力是由膨脹材料和第一IC芯片兩者的不同熱膨脹的差別所造成的。
作為擴充，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以包括第二IC芯片，而半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的大體上平的面包括第二IC芯片的大體上平的主面，此外，第一IC芯片的大體上平的主面可以包括一個非工作面，而第二IC芯片的大體上平的主面可以包括一個工作面，作為進一步的擴充，電子組件可以包括一個機械限制，用于在垂直于第一IC芯片的大體上平的主面的方向內(nèi)阻止電子組件的膨脹。
在另一方面，本發(fā)明包括一個具有多塊集成電路(IC)芯片的電子組件。每塊IC芯片具有一個大體上平的工作主面和一個大體上平的非工作主面。第一IC芯片的非工作主面具有很多槽，眾多IC芯片疊裝成電子組件，其中每塊芯片的工作主面朝著一個共同方向，此外，在組件中在第二IC芯片的大體上平的工作主面和第一IC芯片的大體上平的非工作主面之間放置了膨脹材料，后者在機械上和上述兩個主平面粘結(jié)在一起，第一IC芯片的大體上平的非工作主面上的眾多的槽提供空間，供膨脹材料膨脹入內(nèi)，以消除應(yīng)力，該應(yīng)力由膨脹材料和第二集成電路芯片的不同熱膨脹的差別所造成(該膨脹材料具有第一熱膨脹率，而第二IC芯片具有不同的第二熱膨脹率)。
作為擴充，電子組件的槽的形狀可設(shè)計為允許冷卻劑流經(jīng)它們。此外，電子組件還可以包括第三IC芯片。放置在第三IC芯片和第二IC芯片間的膨脹材料將第三IC芯片的大體上平的工作主面和第二IC芯片的大體上平的非工作主面在機械上粘結(jié)在一起。第二IC芯片的大體上平的非工作主面具有眾多槽。
本發(fā)明的另一方面包括一塊具有眾多疊層集成電路(“IC”)芯片的電子組件，每一塊IC芯片具有一個第一大體上平的主面和一個第二大體上平的主面。一種先進的熱化合物放置于第一IC芯片的第一大體上平的主面和第二IC芯片的第二大體上平的主面之間，并和它們在機械上粘接起來。該先進的熱化合物能導(dǎo)熱而在電氣上是絕緣的。作為擴充，第一IC芯片的第一大體上平的主面可以具有充有先進熱化合物的空穴。
在還有另一個方面，本發(fā)明包括一種用于形成電子組件的方法，該方法包括提供具有一個大體上平的面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和提供具有一個大體上平并包含空穴的主面的第一IC芯片，此外，第一IC芯片具有第一熱膨脹率。其次，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的大體上平的面和第一IC芯片的大體上平的主面用膨脹材料在機械上粘接在一起。該膨脹材料具有不同于第一速率的第二熱膨脹率。第一IC芯片的大體上平的主面上的空穴提供了一個空間，供膨脹材料膨脹入內(nèi)，以消除應(yīng)力，該應(yīng)力系由膨脹材料和第一IC芯片的不同熱膨脹的差別所引起。
本發(fā)明的另一方面包括一種形成電子組件的方法。該方法包括提供眾多疊積而成的IC芯片，每一塊IC芯片具有第一大體上平的主面和第二大體上平的主面，第一IC芯片的第一大體上平的主面和第二IC芯片的第二大體上平的主面用先進熱化合物在機械上粘接在一起，該熱化合物能導(dǎo)熱并在電氣上絕緣。作為擴充，該先進熱化合物可用可流動粘合劑粘接到第一IC芯片的第一大體上平的主面。
有利的是本發(fā)明的技術(shù)便于用來消除電子組件中的熱應(yīng)力。此外，該技術(shù)可用于控制“Z方向”中的組件膨脹，組件的芯片中的空穴(用于消除熱應(yīng)力)可使冷卻劑便于流動，因而可以便于對組件進行增強冷卻。
在本說明書的末尾部分具體地指出有關(guān)本發(fā)明的項目內(nèi)容和明確地提出要求。參照下面的詳細(xì)描述和附圖，可以很好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的在平的主(非工作)面中具有槽的集成電路(IC)芯片的透視圖；圖2是本發(fā)明的由眾多的如圖1的IC芯片所組成的電子組件的透視圖；圖3是圖2的電子組件的芯片間粘接處的放大的部分圖；圖4是圖3的電子組件在將側(cè)面粘接到安裝襯底后的透視圖；圖5是在出現(xiàn)組件的熱膨脹和膨脹層的膨脹后圖4的電子組件的芯片間粘接處的放大的部分圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的IC芯片的另一實施例的透視圖，該IC芯片在平的主(非工作)面上具有槽，后者并不沿伸至芯片邊緣；圖7是本發(fā)明的由眾多例如圖6的IC芯片組成的電子組件的透視圖；圖8是本發(fā)明的具有在“Z方向”限制芯片移動的帶的電子組件的透視圖；圖9是本發(fā)明的電子組件的透視圖，該電子組件的相對側(cè)面上放置有兩層彈性限制層；圖10是本發(fā)明的使用先進熱化合物和粘合層的芯片間粘接處的剖面圖；圖11是用于顯示本發(fā)明中制造電子組件的方法的流程圖；以及圖12是用于顯示本發(fā)明中在芯片間使用先進熱化合物制造電子組件的方法的流程圖。
此處顯示一些用于將由集成電路(IC)芯片疊裝成的電子組件中的應(yīng)力加以消除的最佳實施例。圖1是一塊IC芯片(11)的部分剖面圖，它將被裝入一個具有眾多疊層集成電路芯片的電子組件中(也即眾多芯片疊裝成一塊電子組件)。芯片可提供任何功能件，例如與電子組件有關(guān)的功能件。雖然芯片可包括任何用已知技術(shù)在半導(dǎo)體芯片上實現(xiàn)的功能件，但典型的可實現(xiàn)的功能件可包括例如存儲器、接口、處理器(例如微處理器)及/或控制功能件。
如圖1所示，IC芯片11用新型槽式結(jié)構(gòu)組成。芯片的第一大體上平的主面具有在其中形成的眾多槽，這些槽在芯片的非工作面上形成，并延伸進入IC芯片的襯底，可選方案是，可在芯片的絕緣層、或非工作面上淀積的其他層(或甚至于在工作面上類似地形成的保護層)內(nèi)形成槽。在芯片背面非工作面形成的槽不會影響到大體上平的工作主面13。此處所用和一般技術(shù)中所用一樣，芯片的“工作”面是用于在其上形成IC元件電路(例如半導(dǎo)體)的面，而IC芯片的“非工作”面則是沒有任何如半導(dǎo)體那樣的有源結(jié)構(gòu)的面。
眾多包括“帶槽的”背面的IC芯片(11)疊裝成一塊電子組件(21)(圖2)疊裝時使每塊芯片的帶槽的工作主面粘結(jié)到相鄰芯片的工作主面，從而使相鄰芯片的非工作面和工作面互相面對面。末端集成電路芯片的非工作主面則與端蓋17粘接在一起。
如圖3所示，膨脹材料層(23)和粘合層(24)在機械上將芯片互相粘接在一起，當(dāng)芯片最初粘接在一起時，芯片間放置的這些層并不填入槽內(nèi)(15)另外，膨脹材料層的厚度如此選擇，以便在膨脹材料膨脹時，槽能容納膨脹部分，膨脹材料可以包括市場上現(xiàn)成的具有低楊氏模量的高溫膨脹材料，例如Dow Corning公司制造的High Temperature Silicone.粘合材料可以包括任何一種市場上現(xiàn)成的高溫可流動粘合材料，例如National Starch ChemicalCompany，Bridgewater，NJ所生產(chǎn)的Thermid本發(fā)明一個實施例的下一個過程步驟是將電子組件粘接到安裝襯底上。如圖4所示，電子組件的側(cè)面通過焊點27粘接到安裝襯底29上。焊點和電子組件和安裝襯底上的觸點(都沒有顯示)都粘接在在一起。對應(yīng)于組件的每一塊芯片的金屬成分，可用任何常用技術(shù)形成觸點，例如形成“T連點”。因此每一塊IC芯片都單獨地粘接到組件上。安裝襯底上的觸點也可用眾所周知的技術(shù)形成，例如標(biāo)準(zhǔn)襯底金屬化。
將IC芯片粘接到安裝襯底上，即將芯片牢固定位。因此在“Z方向”內(nèi)(垂直于芯片的平的主面的方向)的芯片移動將受到限制。當(dāng)組件運行而溫度因而升高時，芯片和膨脹材料將開始膨脹。然而每一部分按照每一種材料相應(yīng)的熱膨脹率以不同速率膨脹。當(dāng)膨脹材料膨脹時，它將產(chǎn)生將芯片相互推開的力(在“Z方向”內(nèi))。類似地，當(dāng)芯片在“Z方向”膨脹時，芯片間用于放置膨脹材料的空間將變小。這將擠壓膨脹材料，從而在“Z方向”產(chǎn)生附加力。然而由于芯片是粘死在安裝襯底上，因此芯片無法移動來吸收相應(yīng)的力。故而槽15提供一種手段，用于消除產(chǎn)生的應(yīng)力(圖5)。
當(dāng)應(yīng)力于“Z方向”內(nèi)作用時，膨脹材料23受到擠壓，并相應(yīng)地膨脹到眾多槽(15)內(nèi)，如面23所示。這種流動消除了擠壓力，減輕了組件的總應(yīng)力。在一個實施例中槽是如此設(shè)計，在縱的方向延伸跨越每個芯片的非工作面，然而也可用其他方案。事實上，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，可用很多不同類型空穴來消除應(yīng)力，例如眾多凹穴和不同幾何形狀(例如圖6所示，下面將討論)。
作為本發(fā)明的一個擴充性能實施例，槽的尺寸可選用得便于冷卻組件。以前曾用電子組件周圍的液體流動或氣體流動來冷卻組件(例如，在94年5月3日授權(quán)的美國專利5,309,318的“熱增強型半導(dǎo)體芯片封裝”，及其中所引用內(nèi)容)。本發(fā)明中，槽中允許液體或氣體(一種“冷卻劑”)流經(jīng)組件，從而進一步增強組件的冷卻，用于容納冷卻劑流通的槽的典型尺寸是125—250微米深和500—1000微米寬，當(dāng)然冷卻劑特性不同，尺寸也會變動。使用這類槽后，熱量即從組件的每一塊芯片內(nèi)部傳走，而不必經(jīng)過芯片邊緣傳送再散去。
應(yīng)注意并不是所有本發(fā)明的實施例允許冷卻劑流經(jīng)組件。例如，圖6的芯片11的槽16并不延伸到芯片的邊緣，因此當(dāng)用這類芯片組成組件時(圖7)，組件側(cè)面并不存在允許冷卻劑流經(jīng)組件的開口。
此處描述的消除應(yīng)力的技術(shù)并不局限于只應(yīng)用于包括疊層芯片的電子組件。該技術(shù)可應(yīng)用于一個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如一塊電子組件、一塊芯片或一塊襯底)安裝在另一個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上的任何一種情況。例如，一塊單片集成電路芯片可粘接到一塊安裝襯底上。由于襯底、IC芯片和膨脹材料的熱膨脹率不同而引起的應(yīng)力可因膨脹層膨脹進入位于芯片(或襯底)面內(nèi)的槽中而減輕?？捎貌煌庋b技術(shù)將芯片緊固在襯底上(這將限制“Z方向”內(nèi)膨脹，并增強粘合劑的流動)。
一種用于由IC芯片疊裝成的電子組件的這類技術(shù)示于圖8。粘合層41將帶層43粘附到電子組件(21)的面上。該帶層用于控制電子組件在Z方向的熱膨脹。槽(15)和膨脹層(23，圖5)一起用于減輕電子組件中由于帶43對熱膨脹施加阻力而引起的應(yīng)力。不是和瓷是帶材料的例子。
圖9中是另一限制技術(shù)，在電子組件的兩個相對的平行的側(cè)面上淀積了限止膨脹層45和47，這類層的一側(cè)是其典型膨脹系數(shù)處于3—10PPM/℃范圍內(nèi)的聚酰亞胺膜，該膜粘附于電子組件的側(cè)面，可用眾所周知的技術(shù)加以淀積，例如自旋濺射、蒸發(fā)和滾延，在電子組件21和焊點27間的限制層47用于在焊點附近控制膨脹，以減輕會導(dǎo)致破裂的應(yīng)力。限制層47包括有穿孔(未示出)，它們是用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)技術(shù)在絕緣層上蝕刻而成，用于在焊點2)及電子組件上的電接觸層(未示出)之間建立電氣連接。
還有一種用于限制電子組件膨脹以減輕焊點應(yīng)力的技術(shù)是將粘接到襯底的芯片加以密封。
在另外一個本發(fā)明實施例中，如圖10所示，槽(15)和芯片間的空間可充有一種先進的熱化合物(“ATC”)51。ATC是一各導(dǎo)熱而在電氣上絕緣的材料，它改善整個電子組件內(nèi)的熱量分布，從而減少總的溫升(例如可參看授權(quán)1992年3月24日的美國專利5,098,609“穩(wěn)定的高固體性高熱傳導(dǎo)性膏劑”，及其中所引用材料)。它也可減輕由于IC芯片在不同地點消耗不同功率而引起的局部熱膨脹，圖10的槽15增加了ATC和芯片之間的接觸面積，因而增強了IC芯片間的熱流動，然而，也可在不改變本實施例的工作原理的情況下忽略不用任何槽，一般認(rèn)為IC芯片11上的所有絕緣層都可用ATC組成，從而在電子組件內(nèi)部最大程度地分散熱量，粘合層24可位于兩塊IC芯片11之間的任何地點，例如，如圖所示位于一塊IC芯片的一個主面上。
作為簡要歸納，圖11的流程圖顯示了一種用于形成本發(fā)明的電子組件的方法，提供的IC芯片具有背面(非工作面)槽(31)。其次，芯片粘接在一起形成一塊電子組件(33)。具體說來，使用可流動粘合劑和膨脹材料層將每塊芯片的其中有槽的非工作主面和相鄰芯片的工作主面粘接起來(相鄰芯片的大體上平的主面相對而平行地放置)。當(dāng)組件構(gòu)成后，它用焊點連接到安裝襯底上，這提供了機械緊固(35)，從而在芯片、粘合劑和包括組件的膨脹材料層進行熱膨脹時，使膨脹層膨脹入槽。還可如上面敘述那樣，將附加限制層加到電子組件的面上。
在使用先進熱化合物的本發(fā)明又一個實施例中，圖12的流程圖顯示了一種用于形成這類電子組件的方法，所提供的眾多IC芯片具有帶有槽的主面(61)。如前面所述，在特定實施例中可忽略不用任何槽。芯片相互間用先進熱化合物粘結(jié)在一起，從而形成一塊電子組件(63)。具體說，如圖10所示，每一片帶有槽的芯片的非工作主面通過ATC和帶槽面上的薄的可流動的粘合層與相鄰芯片的工作主面粘結(jié)在一起。由于使用ATC得到電子組件的良好熱分布，進而在本質(zhì)上改善了熱膨脹，因此不必要使用緊固技術(shù)使材料膨脹，然而為了外部電氣連接，該組件可通過焊點連接到襯底上。
此處所描述的本發(fā)明的技術(shù)涉及到電子組件內(nèi)部和有關(guān)連的焊點連接上熱應(yīng)力問題。下面是本發(fā)明提供優(yōu)點的例子。
1.限制電子組件內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力，但仍保證IC層之間的良好粘接。
2.在“Z方向”限制組件膨脹。
3.在帶有膨脹槽的IC芯片上使用低楊氏模量的膨脹層，從而減輕焊點連接的應(yīng)力。
4.通過減少電子組件的溫度膨脹范圍來減輕焊點的應(yīng)力。一個方法是迫使冷卻劑流經(jīng)電子組件內(nèi)的槽，從而冷卻組件。另一個方法是使用一種先進熱化合物，以便在整個電子組件內(nèi)增強熱量的均勻分布。
雖然本發(fā)明根據(jù)一定實施例加以詳細(xì)描述，但技術(shù)熟練的人仍可做出許多更動和修改，相應(yīng)地，所附權(quán)利要求書用來包括所有不背離本發(fā)明的真實實質(zhì)和范圍的更動和修改。
權(quán)利要求
1.一種電子組件，包括一個具有大體上平的面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；一塊具有大體上平的帶有空穴的主面的第一集成電路IC芯片，所述第一IC芯片的所述大體上平的主面位于與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面平行的面對面的位置，所述第一IC芯片具有第一熱膨脹率；一種膨脹材料，位于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面和所述第一IC芯片的所述大體上平的主面之間并和這兩個所述面在機械上粘接在一起，所述膨脹材料具有第二熱膨脹率；以及其中所述第一IC芯片的第一熱膨脹率不同于所述膨脹材料的第二熱膨脹率，以及其中所述空穴提供一個空間，供所述膨脹材料膨脹入內(nèi)，以便消除由于所述膨脹材料和所述第一IC芯片的不同熱膨脹的所述差別所引起的應(yīng)力。
2.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第二IC芯片，及所述大體上平的面包括第二IC芯片的大體上平的主面。
3.權(quán)利要求2的電子組件，其特征在于第一IC芯片的大體上平的主面包括一個非工作面和第二IC芯片的大體上平的主面包括一個工作面。
4.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于進一步包括一個機械限制裝置，用于阻止電子組件在垂直于第一IC芯片的大體上平的主面的方向內(nèi)的膨脹。
5.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于空穴在第一集成電路芯片上的深度具有第一長度，及膨脹材料的厚度具有第二長度，所述第二長度小于所述第一長度。
6.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于所述第一IC芯片中的所述空穴包括至少一個在所述第一IC芯片中的槽。
7.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于所述第一IC芯片中的所述空穴的尺寸如此確定，以使冷卻劑能流經(jīng)所述第一IC芯片中的空穴。
8.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一塊安裝襯底。
9.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于進一步包括一種可流動粘合劑，所述粘合劑位于所述膨脹材料和所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面之間并在機械上和所述兩者粘接在一起。
10.權(quán)利要求1的電子組件，其特征在于進一步包括一種可流動粘合劑，所述粘合劑位于所述膨脹材料和所述第一集成電路芯片的所述大體上平的主面之間并在機械上和所述兩者粘接在一起。
11.一種電子組件，包括眾多集成電路IC芯片，所述眾多IC芯片的每一塊IC芯片具有一個大體上平的工作主面和一個大體上平的非工作主面，所述眾多IC芯片的第一IC芯片的大體上平的非工作主面具有眾多槽，所述眾多IC芯片疊裝成一塊電子組件，其中所述大體上平的工作主面都朝著一個共同方向；一種膨脹材料，所述膨脹材料位于所述眾多IC芯片的第二IC芯片的大體上平的工作主面和所述眾多IC芯片的第一IC芯片的所述大體上平的非工作主面之間并在機械上將所述兩個面粘接在一起，所述第二IC芯片具有第一熱膨脹率和所述膨脹材料具有第二熱膨脹率，所述第二熱膨脹率不同于第一熱膨脹率；以及其中所述第一IC芯片的所述大體上平的非工作主面中的所述眾多槽提供眾多空間，供所述膨脹材料膨脹進入，以便消除由于所述膨脹材料和所述第二集成電路芯片之間不同熱膨脹的所述差別而引起的應(yīng)力。
12.權(quán)利要求11的電子組件，其特征在于進一步包括一個機械限制裝置，用于阻于電子組件在垂直于所述眾多IC芯片的每片IC芯片的大體上平的主面的方向內(nèi)膨脹。
13.權(quán)利要求11的電子組件，其特征在于所述第一IC芯片中的所述眾多槽的尺寸如此確定，以供冷卻劑流通。
14.權(quán)利要求11的電子組件，其特征在于進一步包括一種膨脹材料，所述膨脹材料位于所述眾多IC芯片的第二IC芯片的大體上平的非工作主面與所述眾多IC芯片的第三IC芯片的大體上平的工作主面之間并在機械上將所述兩個面粘結(jié)在一起，第二IC芯片的所述平的非工作主面在其中具有眾多的槽。
15.權(quán)利要求11的電子組件，其特征在于進一步包括可流動粘合劑，所述粘合劑位于所述膨脹材料和所述第二IC芯片的所述大體上平的工作主面之間并在機械上將所述兩者粘接在一起。
16.權(quán)利要求11的電子組件，其特征在于進一步包括可流動粘合劑，所述粘合劑位于所述膨脹材料與所述第一IC芯片的所述大體上平的非工作主面之間并在機械上將所述兩者粘接在一起。
17.一種電子組件，包括眾多疊裝的集成電路IC芯片，所述眾多IC芯片的每一塊IC芯片具有第一大體上平的主面和第二大體上平的主面，以及一種先進熱化合物，所述先進熱化合物位于所述眾多IC芯片的第一IC芯片的第一大體上平的主面與所述眾多IC芯片的第二IC芯片的第二大體上平的主面之間并在機械上和所述兩個面粘接在一起，所述先進熱化合物導(dǎo)熱并在電氣上絕緣。
18.權(quán)利要求17的電子組件，其特征在于所述先進熱化合物位于所述眾多IC芯片的每一片IC芯片的第一大體上平的主面與所述眾多IC芯片的相鄰IC芯片的第二大體上平的主面之間并在機械上和所述兩個面粘接在一起。
19.權(quán)利要求17的電子組件，其特征在于所述第一IC芯片的所述第一大體上平的主面具有一個空穴，所述先進熱化合物充入所述空穴。
20.權(quán)利要求19的電子組件，其特征在于所述空穴包括眾多槽。
21.一種用于形成電子組件的方法，包括(a)提供一個具有大體上平的面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；(b)提供第一集成電路IC芯片，所述第一IC芯片具有包括空穴在其中的大體上平的主面，所述第一IC芯片具有第一熱膨脹率；以及(c)用一種膨脹材料將所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面與所述第一IC芯片的所述大體上平的主面在機械上粘接在一起，所述膨脹材料具有不同于所述第一熱膨脹率的第二熱膨脹率，其中所述空穴提供一個空間，供所述膨脹材料膨脹入內(nèi)，以便消除由于所述膨脹材料和所述第一IC芯片的不同熱膨脹的差別而引起的應(yīng)力。
22.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述提供步驟(a)包括提供具有一個大體上平的主面的第二IC芯片以用作所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述大體上平的主面包括所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面。
23.權(quán)利要求22的方法，其特征在于所述提供步驟(a)包括提供具有一個工作面的第二IC芯片以用作所述大體上平的主面，及所述提供步驟(b)包括提供具有一個非工作面的第一IC芯片以用作所述大體上平的主面。
24.權(quán)利要求21的方法，其特征在于進一步包括在垂直于所述第一IC芯片的大體上平的主面的方向內(nèi)阻止電子組件的膨脹。
25.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述提供步驟(b)包括提供所述第一IC芯片，其中一個空穴包括至少一個槽。
26.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述提供步驟(b)包括提供具有空穴的所述第一IC芯片，所述空穴的尺寸如此確定，以便于冷卻劑流經(jīng)所述空穴。
27.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述提供步驟(a)包括提供一塊安裝襯底，用作所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
28.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述粘接步驟(c)包括使用可流動粘合劑將所述膨脹材料與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述大體上平的面在機械上粘結(jié)在一起。
29.權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述粘結(jié)步驟(c)包括使用可流動粘合劑將所述膨脹材料與所述第一IC芯片的所述大體上平的主面在機械上粘接在一起。
30.一種用于形成電子組件的方法，包括以下步驟(a)提供眾多疊裝的集成電路IC芯片，所述眾多疊裝IC芯片的每一塊IC芯片具有第一大體上平的主面和第二大體上平的主面；以及(b)使用一種先進熱化合物將所述眾多IC芯片的第一IC芯片的第一大體上平的主面與所述眾多IC芯片的第二IC芯片的第二大體上平的面在機械上粘接在一起，所述先進熱化合物導(dǎo)熱并在電氣上絕緣。
31.權(quán)利要求30的方法，其特征在于所述粘接步驟(b)包括使用可流動粘合劑將所述先進熱化合物與所述第一IC芯片的所述第一大體上平的主面粘接在一起。
32.權(quán)利要求30的方法，其特征在于所述第一IC芯片的所述大體上平的主面在其中具有一個空穴，所述粘接步驟(b)包括將所述空穴充以所述先進熱化合物。
33.權(quán)利要求32的方法，其特征在于所述空穴包括眾多槽，以及所述粘接步驟(b)包括將所述槽充以所述先進熱化合物。
全文摘要
一種制造方法和所制電子組件便于在組件內(nèi)消除熱應(yīng)力。制造方法包括提供眾多集成電路芯片，后者在其大體上平的主面上具有槽。芯片疊裝起來并用一種膨脹材料和一種可流動粘合劑互相間粘接起來，以形成一塊電子組件。粘接如此進行，以限制組件內(nèi)個別IC芯片在垂直于它們的平的面的方向內(nèi)移動，在組件熱膨脹時，膨脹材料和個別芯片以不同速率膨脹，然而膨脹材料流動入槽，因而消除熱應(yīng)力。
文檔編號H01L29/06GK1119788SQ95107369
公開日1996年4月3日 申請日期1995年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月26日
發(fā)明者克勞德·路伊斯·伯爾丁, 保爾·阿爾登·法拉爾, 小高頓·阿瑟·凱利, 克里斯托?！け枴っ桌?申請人:國際商業(yè)機器公司