[发明专利]具有穿模冷却通道的半导体装置组合件

说明书

本文中揭示具有堆叠式半导体裸片及包含蒸汽室的热传递装置的半导体装置组合件。在一个实施例中，半导体装置组合件包含：具有基区的第一半导体裸片、所述基区处的至少一个第二半导体裸片，及附接到所述第一裸片及所述第二裸片的热传递装置。所述热传递装置包含至少部分包围所述第二裸片的囊封剂及形成在所述囊封剂中的通路。所述囊封剂至少部分界定邻近所述第一裸片的外围区的冷却通道。所述通路包含至少部分填充所述通道的工作流体及/或固态热导体。

技术领域

所揭示实施例涉及半导体装置组合件，且特定来说涉及具有具穿模冷却通道的封装壳体的半导体装置组合件。

封装式半导体裸片，包含存储器芯片、微处理器芯片及成像器芯片，通常包含安装在衬底上且围封在塑料保护罩中的半导体裸片。裸片包含功能构件(例如存储器单元、处理器电路及成像器装置)以及电连接到功能构件的接合垫。接合垫可电连接到保护罩外部的端子以允许裸片连接到更级别电路。

半导体制造商不断减小裸片封装的大小以适配电子装置的空间约束，同时还增大每一封装的功能能力以满足操作参数。一种用于增大半导体封装的处理能力而不大体增大由封装覆盖的表面积(即，封装的“占据面积”)的方法是在单一封装中将多个半导体裸片垂直地彼此上下堆叠。可通过使用硅穿孔(TSV)将个别裸片的接合垫与邻近裸片的接合垫电耦合而使此些垂直堆叠式封装中的裸片互连。在垂直堆叠式封装中，所生成的热难以消散，这增大个别裸片、其间的结及封装整体的操作温度。这可致使堆叠式裸片在许多类型的装置中达到超出其最大操作温度(T_max)的温度。

附图说明

图1A及1B分别是展示根据本技术的实施例配置的具有冷却通道的半导体装置组合件的截面图及俯视图。

图2及3是展示根据本技术的实施例配置的具有穿模及其它冷却构件的半导体装置组合件的俯视图。

图4到7是展示根据本技术的实施例配置的具有穿模及其它冷却构件的半导体装置组合件的截面图。

图8是展示根据本技术的实施例的包含半导体装置的系统的示意图。

具体实施方式

下文描述具有形成在封装壳体的囊封剂(例如，包覆模制件)中的穿模冷却通道的半导体装置组合件的若干实施例的特定细节。在下文所描述的各种实施例中，穿模冷却通道包含可促进来自半导体装置组合件的一或多个半导体裸片的热传递的热导体。术语“半导体装置”通常是指包含半导体材料的固态装置。举例来说，半导体装置可包含半导体衬底、晶片或从晶片或衬底单粒化的裸片。贯穿揭示内容，在半导体裸片的背景下大体上描述半导体装置；然而，半导体装置不限于半导体裸片。

术语“半导体装置封装”可指具有并入到通用封装中的一或多个半导体装置的布置。半导体封装可包含部分或完全囊封至少一个半导体装置的外壳或壳体。半导体装置封装还可包含承载一或多个半导体装置且附接到壳体或以其它方式并入到壳体中的中介层衬底。术语“半导体装置组合件”可指一或多个半导体装置、半导体装置封装及/或衬底(例如，中介层、支撑件或其它适合衬底)的组合件。举例来说，可以离散封装形式、条带或矩阵形式及/或晶片面板形式制造半导体装置组合件。如本文中所使用，术语“垂直”、“横向”、“上”及“下”可指半导体装置中的构件鉴于附图中所展示的定向的相对方向或位置。举例来说，“上”或“最上方”可指与另一构件相比，定位成更接近于页面的顶部的构件。然而，这些术语应广泛地被解译为包含具有其它定向(例如颠倒或倾斜定向)的半导体装置，其中顶部/底部、上方/下方、上面/下面、上/下及左/右可取决于定向而互换。