晶圓級嵌入式散熱器制造技術

本發明專利技術公開了具有嵌入式散熱器的器件及其形成方法。載體襯底可以包括載體、粘合層、基底膜層和晶種層。形成具有散熱器開口和通孔開口的圖案化掩模。可以采用噴鍍工藝在圖案掩模開口中同時形成通孔和散熱器，管芯通過管芯附接層附接至散熱器。在管芯和散熱器上方施加模塑料使得散熱器設置在模制襯底的第二面處。第一RDL可以具有多個安裝焊盤，在模制襯底上形成多條導線，安裝焊盤的接合間距可以大于管芯接觸焊盤的接合間距。

【技術實現步驟摘要】
晶圓級嵌入式散熱器
本專利技術一般地涉及半導體
，更具體地來說，涉及半導體器件及其制造方法。
技術介紹
通常，現代電子設計中的一個驅動因素是可以強行限定在給定空間內的計算能力和存儲的數量。眾所周知的摩爾定律表明給定器件上的晶體管的數量大概每十八個月增加一倍。為了將更多的處理能力壓縮到甚至更小的封裝件內，晶體管尺寸已經減小至進一步縮小晶體管尺寸的能力受材料和工藝的物理特性限制的程度。此外，在不斷縮小的封裝件形狀因素中功能更強的處理器的使用會導致熱管理問題。提高的器件操作速度和獨立部件上的更大晶體管數量都會產生可能損害或降低部件效率的熱量。此外，更密集的封裝件集成和更緊湊的器件使更多熱生成器件處于更小區域中，導致所產生的熱量的聚集。
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的技術缺陷，根據本專利技術的一方面，提供了一種器件，包括：管芯，在襯底中設置在所述襯底的第一面處，并且具有多個接觸焊盤；以及散熱器，在所述襯底中設置在所述襯底的第二面處并與所述管芯熱接觸。該器件還包括設置在所述襯底中并從所述襯底的第一面延伸至所述襯底的第二面的至少一個通孔。該器件還包括位于所述襯底的第一面處的第一再分布層(RDL)，所述第一RDL具有多個RDL接觸焊盤和將所述管芯上的接觸焊盤電連接至所述多個RDL接觸焊盤中的至少一個的至少一條導線，其中，所述RDL接觸焊盤的接合間距大于設置在所述管芯上的多個接觸焊盤的接合間距。該器件還包括：位于所述襯底的第二面處的第二RDL，所述第二RDL具有至少一條導線。在該器件中，所述第二RDL覆蓋所述散熱器。在該器件中，在所述散熱器上方設置至少一條導線的一部分。在該器件中，在所述散熱器的一部分處設置所述第二RDL，并且所述第二RDL具有暴露所述散熱器的部分表面的熱暴露開口。該器件還包括設置在所述管芯的第二面和所述散熱器之間并且與所述管芯的第二面和所述散熱器接觸的管芯附接層。根據本專利技術的另一方面，提供了一種器件，包括：管芯，設置在襯底內并具有設置為緊鄰所述管芯的第一面的多個接觸焊盤；管芯附接層，設置為緊鄰所述管芯的第二面；散熱器，內嵌在所述襯底中并設置在所述管芯附接層上；以及第一RDL，設置在所述管芯的接觸焊盤上。在該器件中，所述襯底是模制襯底，并且所述第一RDL還設置在所述模制襯底的第一面上。該器件還包括：多個RDL接觸焊盤，設置在所述第一RDL內；以及至少一條導線，設置在所述第一RDL內并且將所述管芯的第一面上的接觸焊盤電連接至所述多個RDL接觸焊盤中的至少一個；其中，所述RDL接觸焊盤的接合間距大于所述管芯的第一面上的接觸焊盤的接合間距。根據本專利技術的又一方面，提供了一種形成器件的方法，包括：在載體襯底上形成具有散熱器開口的圖案化掩模；在所述載體襯底上的散熱器開口中形成散熱器；在所述散熱器上方安裝管芯，所述管芯與所述散熱器熱接觸；以及通過在所述管芯上方和所述散熱器上方施加模塑料來形成模制襯底，其中，所述管芯設置在所述模制襯底的第一面處，并且所述散熱器設置在所述模制襯底的第二面處。該方法還包括：在所述圖案化掩模中形成至少一個通孔開口；以及在所述通孔開口中形成通孔。在該方法中，采用噴鍍工藝并同時形成所述通孔和所述散熱器。在該方法中，通過管芯附接膜將所述管芯安裝至所述散熱器。在該方法中，在所述載體襯底上形成所述圖案化掩模包括：提供載體；在所述載體上施加粘合層；以及在所述粘合層上施加基底膜層。在該方法中，在所述載體襯底上形成所述圖案化掩模還包括在所述基底膜層上施加晶種層。該方法還包括在所述模制襯底的第一面上形成第一RDL，所述第一RDL具有多個RDL接觸焊盤和多條導線，每條導線都提供所述RDL接觸焊盤和所述管芯的接觸焊盤之間的電連接。該方法還包括在所述模制襯底的第二面上形成第二RDL并且所述第二RDL覆蓋所述散熱器的至少一部分，所述第二RDL具有與至少一個通孔電接觸的至少一條導線。該方法還包括在所述第二RDL中提供暴露所述散熱器的一部分的開口。附圖說明為了更全面地理解本專利技術的實施例以及其制造和使用所涉及的技術，現在將結合附圖所進行的以下描述作為參考，其中：圖1至圖7是示出用于形成嵌入式散熱器的方法的實施例中的中間步驟的截面圖；圖8是示出具有散熱器組件的模制襯底的截面圖；圖9至圖10是具有嵌入式散熱器的晶圓級器件的實施例的截面圖；以及圖11是示出用于形成具有嵌入式散熱器的晶圓級組件的方法的流程圖。除非另有說明，否則不同附圖中的相應標號和符號通常指的是相應部件。將附圖繪制成示出實施例的相關方面而不必須按比例繪制。為了清楚起見，在可能的情況下，單個附圖忽略不必要的參考標號。具體實施方式在下面詳細論述本專利技術實施例的制造和使用。然而，應該理解，本專利技術的實施例提供了許多可以在各種具體環境中實現的可應用的創造性構思。所論述的具體實施例僅是制造和使用所公開的主題的具體方式，而不用于限制不同實施例的范圍。將結合具體環境描述實施例，即，制造和使用例如晶圓級處理器組件中使用的嵌入式散熱器。但是，其他實施例也可以應用于其他電部件，包括但不限于存儲器組件、顯示器、輸入組件、離散部件、電源或調節器或者任何其他嵌入式部件。本專利技術涉及提供用于制造有源器件、嵌入式處理器、管芯、芯片、離散部件等的嵌入式散熱器的系統和方法。嵌入式散熱器可以允許熱生成部件散熱或轉移來自部件的熱量，尤其在長期使用的情況下，減輕了部件的熱負荷。為嵌入式管芯提供散熱器可以允許更高的管芯可靠性和更長的管芯壽命。參照圖1，示出了用于形成晶圓級嵌入式散熱器的中間步驟的實施例的截面圖。載體襯底102可以包括載體110，其可以被配置成提供用于隨后沉積非剛性層的結構剛性或基底。在一個實施例中，載體110可以是玻璃載體，但可以可選地是晶圓、半導體、金屬、合成物或具有合適的拓撲結構和結構剛性的其他材料。在一些實施例中，可以將粘著層或粘合層108施加至載體110，其中，任選的基底膜層106和任選的晶種層104施加在粘合層108上方。在一個實施例中，粘合層108可以是粘合層，或可選地，可以是通過旋涂工藝等施加給載體110的膠或環氧樹脂。在一些實施例中，粘合層108可以用于后續步驟中將載體110與散熱器組件以及相關的器件或層分離。可以在粘合層108上方形成晶種層104，并且該晶種層104可以用作后續金屬噴鍍或沉積步驟的基底。在一些實施例中，晶種層104可以用作后續電鍍工藝中的電極。可以通過物理汽相沉積(PVD)、化學汽相沉積(CVD)(包括但不限于等離子體增強CVD(PECVD)、低氣壓CVD(LPCVD)、原子層CVD)、原子層沉積、濺射、電化學沉積或其他合適的方法來沉積晶種層104。在一些實施例中，晶種層104可以是銅，而在其他實施例中，晶種層可以是金、鋁鉭、鎳、它們的合金或其他材料或合金。在一些實施例中，基底膜層106可以施加有利于允許后面的層適當形成的材料并且基底膜層106由該材料形成。例如，在一個非限制性實施例中，基底膜層106可以由諸如聚苯并惡唑(PBO)的聚合物形成。在這樣的實施例中，可以通過旋涂等將PBO施加至粘合層108(當粘合層108被使用時)，或任選地，將PBO直接施加至載體110。諸如PBO的固化聚合物允許通過旋涂工藝施加基底膜層106，但是通過固化仍然能本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種器件，包括：管芯，在襯底中設置在所述襯底的第一面處，并且具有多個接觸焊盤；以及散熱器，在所述襯底中設置在所述襯底的第二面處并與所述管芯熱接觸。

【技術特征摘要】
2012.09.20 US 13/623,4741.一種具有嵌入式散熱器的器件，包括：管芯，在襯底中設置在所述襯底的第一面處，并且具有多個接觸焊盤，所述接觸焊盤設置在所述襯底內并且具有與所述襯底的所述第一面共面的表面；以及散熱器，在所述襯底中設置在所述襯底的第二面處并與所述管芯熱接觸；第二再分布層，設置在所述襯底的所述第二面上，所述散熱器插入在所述第二再分布層和所述管芯之間；至少一個通孔，設置在所述襯底中并從所述襯底的所述第一面延伸至所述襯底的所述第二面，并且具有與所述襯底的所述第一面共面的表面。2.根據權利要求1所述的器件，還包括位于所述襯底的第一面處的第一再分布層(RDL)，所述第一再分布層(RDL)具有多個RDL接觸焊盤和將所述管芯上的接觸焊盤電連接至所述多個RDL接觸焊盤中的至少一個的至少一條導線，其中，所述RDL接觸焊盤的接合間距大于設置在所述管芯上的多個接觸焊盤的接合間距。3.根據權利要求1所述的器件，所述第二再分布層(RDL)具有至少一條導線。4.根據權利要求3所述的器件，其中，所述第二再分布層(RDL)覆蓋所述散熱器。5.根據權利要求3所述的器件，其中，在所述散熱器上方設置至少一條導線的一部分。6.根據權利要求3所述的器件，其中，在所述散熱器的一部分處設置所述第二再分布層(RDL)，并且所述第二再分布層(RDL)具有暴露所述散熱器的部分表面的熱暴露開口。7.根據權利要求1所述的器件，還包括設置在所述管芯的第二面和所述散熱器之間并且與所述管芯的第二面和所述散熱器接觸的管芯附接層。8.一種具有嵌入式散熱器的器件，包括：管芯，設置在襯底內并具有設置為緊鄰所述管芯的第一面的多個接觸焊盤，所述接觸焊盤設置在所述襯底內并且具有與所述襯底的第一面共面的表面；管芯附接層，設置為緊鄰所述管芯的第二面；散熱器，內嵌在所述襯底中并設置在所述管芯附接層上；以及第一再分布層(RDL)，設置在所述管芯的接觸焊盤上；第二再分布層(RDL)，設置在所述襯底的與所述襯底的所述第一面相對的第二面上，所述散熱器插入在所述第二再分布層和所述管芯之間，至少一個通孔，設置在所述襯底中并從所述襯底的所述第一面延伸至所述襯底的所述第二面，并且具有與所述襯底的所述第一面共面的表面。9.根據權利要求8所述的器件，其中，所述襯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張緯森，江宗憲，胡延章，蕭景文，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：臺灣;71