包括穿孔箔片的3dic封装件的制作方法

包括穿孔箔片的3dic 封装件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括穿孔箔片的3DIC封装件，该结构包括热界面材料和穿孔箔片(PFS)，该PFS包括位于其中的穿通开口，其中，PFS的第一部分嵌在热界面材料中。热界面材料的上层在PFS上方，而热界面材料的下层在PFS下方。热界面材料填充PFS中的穿通开口。
【专利说明】包括穿孔箔片的3DIC封装件
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种包括穿孔箔片的3DIC封装件。
【背景技术】
[0002]在三维集成电路(3DIC)中，器件管芯或接合在中介层、封装衬底上，或堆叠在其他器件管芯上。尽管改进了相应电路的性能，但散热成了更为严重的问题。传统上，器件管芯中的热量通过热界面材料(--Μ)层散发给上面的散热片，该热界面材料层将散热片粘附在下面的器件管芯上。然而，TIM的热导性并不令人满意。因此，通过TIM进行散热成为了改进散热的一个瓶颈。

【发明内容】

[0003]为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种结构，包括:热界面材料；以及穿孔箔片(PFS)，包括位于其中的穿通开口，所述PFS的第一部分嵌在所述热界面材料中，其中，所述热界面材料层的上层位于所述PFS上方，所述热界面材料的下层位于所述PFS下方，并且所述热界面材料填充所述PFS中的所述穿通开口。
[0004]在所述结构中，所述PFS进一步包括延伸到所述热界面材料之外的第二部分。
[0005]在所述结构中，所述第二部分是盘绕的，并且包括多个具有重复上下图案的盘绕结构。
[0006]在所述结构中，进一步包括:器件管芯，位于所述热界面材料的底面下方并且与所述热界面材料的底面相接触；以及金属盖，位于所述热界面材料的顶面上方并且与所述热界面材料的顶面相接触。
[0007]在所述结构中，进一步包括:环，围绕所述器件管芯；以及粘合层，位于所述环下方并且与所述环相附接，其中，所述PFS包括嵌在所述粘合层中的端部。
[0008]在所述结构中，进一步包括:环，围绕所述器件管芯；以及粘合层，位于所述环上方并且将所述环与所述盖相附接，其中，所述PFS包括嵌在所述粘合层中的端部。
[0009]在所述结构中，所述PFS包括悬置端部。
[0010]在所述结构中，所述PFS的热导率比所述热界面层的热导率高约五倍。
[0011]在所述结构中，所述PFS包括选自于基本上由石墨和铜所构成的组的材料。
[0012]根据本发明的另一方面，提供了一种结构，包括:封装部件；器件管芯，接合在所述封装部件上方；盖，包括与所述器件管芯相重叠的部分；穿孔箔片(PFS)，包括位于所述器件管芯和所述盖之间的第一部分，所述PFS中包括穿通开口 ；以及热界面材料，包括填充所述穿通开口的第一部分和位于所述PFS上方或下方的第二部分，其中，所述热界面材料的第二部分与所述PFS的顶面或底面相接触。
[0013]在所述结构中，所述热界面材料进一步具有第三部分，所述热界面材料的第二部分和第三部分位于所述PFS的相对面上。[0014]在所述结构中，所述PFS的热导率比所述热界面层的热导率高约五倍。
[0015]在所述结构中，进一步包括:环，位于所述封装部件上方，所述环围绕所述器件管芯；第一粘合层，位于所述环下方且将所述环与所述封装部件的顶面相粘合；以及第二粘合层，位于所述环上方且将所述环与所述盖相粘合，其中，所述PFS包括延伸到所述热界面材料之外的第二部分，并且所述PFS的第二部分包括嵌在所述第一粘合层和所述第二粘合层之一中的端部。
[0016]在所述结构中，所述PFS具有复合结构，所述复合结构包括:第一层，具有第一热导率和第一弹性；以及第二层，与所述第一层相粘合，所述第二层具有大于所述第一热导率的第二热导率和小于所述第一弹性的第二弹性。
[0017]在所述结构中，进一步包括泵系统，所述泵系统包括:入口管和出口管，穿透所述盖；泵，连接在所述入口管和所述出口管之间；以及热交换器，与所述泵相连接。
[0018]在所述结构中，所述PFS包括:第一导电片和第二导电片，与所述器件管芯电连接；电介质片，位于所述第一导电片和所述第二导电片之间；以及无源器件，通过所述PFS与所述器件管芯电连接。
[0019]根据本发明的又一方面，提供了一种方法，包括:在器件管芯上方分配第一热界面材料；在所述第一热界面材料上方设置穿孔箔片(PFS)的第一部分，其中，所述PFS中包括穿通开口 ；以及在所述PFS和所述第一热界面材料上方分配第二热界面材料，其中，所述第二热界面材料填充所述穿通开口，并且所述PFS的热导率高于所述第一热界面材料和所述第二热界面材料的热导率。
[0020]在所述方法中，所述PFS包括多个穿通开口，并且所述方法进一步包括:将所述PFS与所述器件管芯对准，以使所述多个穿通开口与所述器件管芯的热点错开。
[0021]在所述方法中，所述PFS进一步包括延伸到所述第一热界面材料和所述第二热界面材料之外的第二部分，并且所述方法进一步包括:利用粘在环的表面的粘合剂设置围绕所述器件管芯的所述环；在所述第二热界面材料上方装配盖并且使所述盖与所述第二界面材料相接触；以及将所述PFS的第二部分的端部嵌在所述粘合剂中。
[0022]在所述方法中，进一步包括:接合所述器件管芯和中介层，其中，所述中介层位于所述器件管芯下方；以及接合所述中介层和封装衬底，其中，所述封装衬底位于所述中介层下方，并且所述环粘在所述封装衬底的顶面上。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]为了全面理解本公开及其优点，现在结合附图进行以下描述作为参考，其中:
[0024]图1A至图3是根据一些示例性实施例的穿孔箔片(PFS)的俯视图和截面图；
[0025]图4至图8是根据一些示例性实施例的制造封装件的中间阶段的截面图，其中，PFS嵌在封装件中；
[0026]图9至图12示出了根据一些示例性实施例的封装件的截面图，其中，PFS嵌在封装件中；
[0027]图13A至图13C示出了一些示例性PFS线圈的立体图；
[0028]图14A和图14B示出了一些示例性复合PFS的截面图；
[0029]图15A、图15B和图15C分别示出了重负载热界面材料(--Μ)，轻负载--Μ和无负载TM;
[0030]图16Α至图16Ε示出了根据一些实施例的一些封装件的截面图、俯视图和立体图；
[0031]图17和图18示出了一些包括传热至PFS线圈的热迹线的封装件的截面图；
[0032]图19示出了根据可选实施例的封装件；
[0033]图20示出了包括与PFS线圈相连接的无源器件的封装件；
[0034]图21示出了可以用于附接无源器件的PFS线圈的截面图；以及
[0035]图22示出了用于将无源器件附接至PFS线圈上的附接方案的截面图。
【具体实施方式】
[0036]下面，详细讨论本发明各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅示出了制造和使用本发明的具体方式，而不用于限制本发明的范围。
[0037]根据多个示例性的实施例提供了包括穿孔箔片(Perforated Foil Sheet,PFS)的封装件及其形成方法。示出了形成封装件的中间阶段。论述了根据可选实施例的封装件变型例。在多个视图和说明性实施例中，类似的参考标号被用来代表类似的元件。
[0038]图1A和图1B分别示出了 PFS20的俯视图和截面图，其中，图1B中的截面图由图1A中的剖切线1B-1B获得。参考图1A，PFS20是在其中包括有通孔22的薄片(薄膜)。PFS20的材料具有良好的热导率，其可以大于大约20W/m*K，大于大约50W/m*K，大于大约100ff/m*K或大于大约350W/m*K。PFS20的示例性材料包括但不限于:石墨、Cu、Pt、N1、银、它们的合金以及它们的多层。例如，石墨可以具有高于700W/m*K或高达大约1750W/m*K的热导率，然而，在整个说明书中所列举的数值仅仅是实例，并且可以被改变成不同的值。
[0039]如图1A所示，尽管其中有开口，但是PFS20是连续薄片。因此，部分PFS20中的热量可以易于散发给其他部分。例如，具有高于PFS20的其他部分的温度的部分24中的热量可以散发给周围的部分。
[0040]图2A示出了根据可选实施例的PFS20，其中，开口 22 (不是如图1A那样具有矩形的俯视形状)具有圆弧形状。在另外的其他实施例中，PFS20可以具有其他可应用的形状，包括但并不限于三角形、六边形、八角形、圆形等。
[0041]PFS20中的开口 22可以彼此相同或不同，并且能够以任意布局进行分配。例如，图1A和图2A示出了以重复图案分配开口 22并且可以形成阵列。图3示出了开口 22可以具有彼此相同或不同的尺寸和/或形状。在一些实施例中，PFS20的一些部分，例如，部分20A可以具有均匀地分布的开口 22，同时一些其他部分，诸如，部分20B可以具有不均匀地分布的开口 22。在一些示例性实施例中，当嵌在封装件中时，PFS部分20A不与下面的器件管芯34和36(图8至图12)的热点(比其他区域热的区域)重叠，而PFS部分20B与下面的器件管芯34和36的热点重叠。在PFS部分20B中，也可以根据下面的器件管芯中的热点的分布来调整开口 22的密度和位置。例如，在直接位于器件管芯34和36的热点之上的PFS部分中，开口 22的密度较小，并且PFS20可以包括位于与热点重叠的部分(如图3中所示的部分24)中的任意开口。在可选的实施例中，部分20A和20B可以具有相同的开口 22的分布。[0042]图4至图8示出了根据示例性实施例的形成封装件的中间阶段的截面图。参考图4，封装部件30、32、34和36被接合从而形成部分封装件100。在一些示例性实施例中，封装部件30是封装衬底，它可以是叠加式衬底或层压式衬底。封装部件32可以是中介层，它包括电介质衬底或半导体衬底(诸如，硅衬底)。导电的再分配线(未示出)形成在每个封装部件30和32中从而电气地中间连接位于相应的封装部件30和32的反面上的导电部件。管芯34和36可以是包括有有源器件(诸如，晶体管)的器件管芯。尽管器件管芯34和36可以是任意组合中的其他类型的管芯，但在一些实施例中管芯34是逻辑管芯，而管芯36是存储器管芯。模塑材料38在其中模塑封装部件34、36和32。管芯34和36的顶面被暴露出来。
[0043]还如图4中所示的那样，分配器42将热界面材料(--Μ) 40分配在管芯34和36的顶面上。--Μ40具有比传统粘合材料相对更高的热导率(故如此命名)。在一些实施例中，TIM40具有在大约3W/m*K和大约8W/m*K之间的热导率，然而它的热导率也可以略微更高或更低。--Μ40的热导率因此仍比PFS低很多。例如，PFS20的热导率可以比--Μ40的热导率大大约5倍，20倍，50倍或大约100倍。--Μ40可以包括有机材料，并且也可以被作为粘合剂。在一些实施例中，--Μ40包括聚合物基体、相变聚合物、硅基的基体，矩阵添加剂(焊剂)，填充材料(具有有机可焊性防腐涂层)等等。以具有高粘稠度的液体形式分配TIM40。在分配之后，--Μ40完全固化或部分固化。在--Μ40具有非常高的粘稠度的实施例中，在这个阶段中它可以不被固化。反之，可以在分配完--Μ46(图6)之后被固化。图4还示出了通过分配器分配粘合剂44，该粘合剂可以在分配之后固化。可选地，粘合剂44可以是粘胶带。根据一些实施例，粘合剂44还可以是--Μ。
[0044]然后，参考 图5，设置有PFS20，PFS的部分20B(图3)位于--Μ40上。在一些实施例中，PFS20包括延伸超过--Μ40的部分20A，由此PFS20的部分20A不与--Μ40重叠。还示出了部分20A和20B并且参考图3进行论述。在重叠的--Μ40时示出了一些开口 22。虽然没有示出，但PFS20可以或可以不包括部分20A中的开口。另外，PFS20还可以延伸在粘合剂44上。
[0045]参考图6，TIM46被分配在--Μ44和PFS20之上。--Μ46也填充到了开口 22中并由此穿过开口 22连接--Μ40。在所得到的结构中，PFS20嵌入到包括由--Μ40和46的结合TM区域内。尽管--Μ40和--Μ45被示作为管芯34和36的覆盖部分，但--Μ40和46也可以覆盖整个管芯34和36。--Μ46可以包括选自于--Μ40的备选材料的相同组中的材料。另外，--Μ40和46可以包括相同的材料或不同的材料。--Μ40和46的每个厚度T2和T3分别可以在PFS20的厚度Tl的大约20%和大约200%之间。
[0046]在所示实施例中，PFS20具有上部--Μ46和下部--Μ40。在可选实施例中，PFS20可以与器件管芯34 (或36)和盖58 (图8)相接触，并且形成--Μ40和46之一，而不形成另一个。
[0047]--Μ40和/或46中可以包括填充颗粒50，如图15A和图15B所示，或可以没有颗粒，如图15C中所示。图15A示出了大量装填有填充颗粒50的--Μ40或46，其中，填充颗粒50可以具有在--Μ40或46的总体积的大约50%和大约80%之间的体积。图15B示出了少量装填有填充颗粒50的--Μ40或46，其中，填充颗粒50可以具有在--Μ40或46的总体积的大约10%和大约50%之间的体积。图15C示出了没有装填填充颗粒的--Μ40或46。填充颗粒50可以是硅颗粒、氧化铝(A1203)颗粒、银(Ag)颗粒等等。大量装填的--Μ40和46具有比少量装填的TIM和未装填的TIM更高的热导率值，其原因在于填充颗粒50具有高热导率。然而，大量装填的TIM的厚度难以减小，较厚的TIM具有降低的导热性能。另一方面，尽管未装填的--Μ40或46具有低于少量装填的TIM和大量装填的--Μ的热导率值，但它可以被制造得更薄，且更薄的TIM具有改进的导热性能。因此，需要平衡地装填--Μ40和46从而实现最优热导率。
[0048]然后，如图7中所示的那样，在PFS20的端部上分配有额外的粘合剂44从而将该端部插入到该粘合剂中。因此，PFS20的相对端部被固定在粘合剂44中。导热的且可以由金属诸如，铜、铝或类似的形成的环54被装配在粘合剂44之上。在图7的俯视图中环54可以具有环形形状并且可以是整环或部分的环。使用分配器42在环54之上进一步分配粘合剂56。在一些实施例中，粘合剂44和56也包括--Μ。
[0049]图8示出了使用吸取头56来装配盖58，该吸取头通过真空拾取盖58并且将盖58放置在--Μ46和粘合剂56之上。盖58由具有高热导率的金属或金属合金形成。可以施加压力来确保盖58与--Μ46和粘合剂56两者良好接触。也可以使用压力来减小--Μ46 (和--Μ490如果还没有完全固化的话)的厚度。然后执行固化步骤来固化--Μ46(和可能的ΤΙΜ40)和粘合剂56，从而将盖58与--Μ46和粘合剂56相粘合。然后移除吸取头59。
[0050]在一些实施例中，每个管芯34和36均是单独的管芯。在可选实施例中，如虚线所示，管芯34和36中的一个或两者均被多个堆叠管芯所替代。另外，尽管示出了管芯34和36，但可以存在更多与封装部件32相接合的管芯。在管芯34和36的操作中，当它们通电时，在管芯34和36中产生热量。该热量通过--Μ40和46以及PFS20向上传导给盖58，如箭头60所示。另外，由于PFS20具有良好的热导率，所以位于管芯34和36的热点正上方的PFS20的部分(图1Α、2 Α和图3中的部分24)接收的热量比PFS20的其他部分更多。部分24中的热量还水平地传导给PFS20的其他部分，并且随后传导给盖58 (如箭头62所示)或环54。因此，改进了封装件100的散热。
[0051]可以根据管芯34和36的尺寸并且根据管芯34和36中的热点的位置来定制PFS20。如图3所示，可以根据管芯34和36的热点来分配PSF20中的开口的位置，从而使得与热点密集区域相重叠的PFS20的部分24中的开口 22的密度相对较低，而没有与热点密集区域相重叠的PFS20的部分22中的开口的密度相对较高。另外，PFS20的设计可以是定制的从而确保位于管芯34和36的热点正上方的部分24不包括开口 22。在图5中所示的步骤中，PFS20相应地与管芯34和36中的热点相对齐。
[0052]图9至图12示出了根据可选实施例的封装件100。除非另有说明，这些实施例中的部分的材料和形成基本上与类似的部件相同，以与图1A至图8中示出的实施例中的类似的参考标号来表示。关于形成工艺和图9至图12中所示的部件的材料的细节由此可以参见图1A至图8中所示的实施例的论述。
[0053]在图8示出的实施例中，PFS20包括多个用于提高其通过空气的热导率的上下盘绕结构(up-and-down curl)。图9示出了 PFS20不具有额外盘绕结构。PFS20的端部嵌在位于环54下面的粘合剂44中。图10示出了 PFS20的端部嵌入到粘合剂56中而非粘合剂44中。除了模塑材料64被分配在环54中以外，图1lA与图8中的实施例类似。模塑材料64也将PFS20的部分20A嵌在其中。模塑材料54可以是例如，模塑料或模塑底部填充。通过添加模塑材料64，改善了封装件100的强度，并且PFS20受到更少损害。在图8至图1lA中的实施例中，热量也可以通过粘合剂44和可能的环54传导给盖58。
[0054]图1lB示出了根据可选实施例的封装件100。除了在被环54所包围的空间110中没有模塑材料以外，这些实施例与图1lA的实施例类似。入口 102和出口 104从外面与空间110相连接。可以包括管道的入口 102和出口 104是泵送系统106的部分。通过泵送系统106，可以通过泵12将冷却剂108泵送到空间110中，从PFS20吸收热量并且将其从空间110中泵出。可以通过热交换器114将冷却剂108所携带的热量交换出来。冷却剂108可以是不导电的，并且例如可以是去离子水、油等。图1lB中示出了尽管泵送系统106，但泵送系统106可以被用在本发明的其他封装件结构中，包括但并不限于图9，图10和图19所示的封装件结构。
[0055]在图12示出的实施例中，没有形成环54和粘合剂44和56。因此，根据一些实施例PFS20的端部可以是悬置(suspended)的(并且不固定的)。图13A、图13B和图13C示出了可以使用在图12的实施例中的一些示例性PFS20的立体图。在图13A中，PFS20的盘绕结构具有重复的上下图案，并且结合形式下的这种盘绕结构有时被称为曼哈顿盘绕(Manhattan curl)。图13B和图13C分别示出了顺时针和逆时针的盘绕结构。
[0056]在图8和图12中的实施例中，单个PFS20包括在每个封装件100中。在可选实施例中，所示的PFS20可以包括多个分离的PFS20，其中，多个PFS20中的每一个的一个端部被嵌入到--Μ40和46中。多个分离的PFS20的其他端部可以嵌入到粘合剂44或56中或可以是悬置的。
[0057]图14和图15示出了包括由两个或更多由不同的导热材料形成的子层的复合PFS20。为了清楚，尽管也存在穿通开口 22，但是复合PFS20中没有示出开口 22。在一些实施例中，PFS20包括具有良好弹性的层PFS-B和具有良好热导率的层PFS-A。层PFS-B的弹性优于层PFS-A的弹性。PFS-A的热导率高于PFS-B的热导率。例如，层PFS-B可以包括石墨，而层PFS-A可以包括铜。通过结合层PFS-A和PFS-B，PFS20可以具有良好热导率，同时仍具有足够弹性，并且由此在弯曲时不易损坏。
[0058]在图14A中，PFS层PFS-A形成在层PFS-B的相对面上，并且可以通过粘合层66粘附在层PFS-B上。在可选实施例中，层PFS-A形成在层PFS-B的一面上，且不形成在另一面上。除了 PFS-A被分离成独立的区域以外，图14B与图14A中的实施例类似。因此，当PFS20弯曲时，不具有形成在相对面上的PFS-A部分的PFS-B部分可能首先弯曲，并且由此在层PFS-A上施加的弯曲力较小。
[0059]图16A至图16E示出了根据多个实施例的封装件100的截面图、俯视图和立体图。参考图16A，封装件100包括多个堆叠在封装部件32上且与其相接合的封装部件34(标记为34A、34B、34C和34D)。封装部件32可以堆叠在封装部件30上。封装部件34可以是器件管芯、封装件等等。在一些示例性实施例中，封装部件32和30可以分别包括中介层和印刷电路板。封装部件32和34中的每一个均可以与一个PFS20相连接，从而使得相应的封装件中的热量可以通过PFS20、环54和粘合剂56传导给盖58。
[0060]封装部件 32和34可以通过例如，金属焊盘116将热量传导给PFS20，该金属焊盘形成在封装部件32和34的表面上。顶部封装部件34D可以通过--Μ118粘在盖58上。利用图16A中的结构，可以通过多个PFS20提供更多的热传导路径且实现良好散热。[0061]图16B和图16C示出了堆叠封装部件34的一些实施例，其中，图16B和图16C分别包括俯视图和立体图。如图16B和图16C中所示的那样，每个封装部件34沿着+X方向或-X方向相对于下面的封装部件34略微地位移。该位移是任选的图案。例如，如图16B中所示的那样，封装件34B相对于下面的封装部件34A朝向-X方向位移(例如，距离SI)，而封装件34C相对于下面的封装件34B朝向+X方向位移(距离SI或不同的距离)。封装部件34C相对于下面的封装部件34B朝向+X方向再一次位移。通过封装部件34的位移，封装部件34A、34B和34C中的每个的一部分被暴露出来从而可以将PFS20附接在其上。
[0062]图16D和图16E示出了堆叠封装部件34的一些实例，其中，图16D和图16E分别包括俯视图和立体图。除了封装件34相对于下面的封装部件34在两个垂直的方向上略微位移以外，这些实施例与图16B和图16C中的实施例类似。例如，封装部件34B相对于下面的封装部件34A朝向+X方向和+Y方向位移，而封装部件34C(图16E)相对于下面的封装部件34B朝向+X方向和-Y方向位移。随着封装部件34沿着两个垂直方向中的每个方向的位移，每个封装部件34的两个部分被暴露出来。因此，可以将两个PFS20(图16D)附接在封装部件34A、34B和34C中的每一个上。
[0063]图17示出了根据一些实施例的封装件100的一部分。封装部件34通过金属凸块120与封装部件32相接合，该金属凸块是良好热导体。可以是金属迹线(诸如，铜迹线)的热路径122形成在封装部件32中，并且与形成在封装部件32的顶面上的金属焊盘116相连接。PFS20另外与金属焊盘116相连接。金属凸块120、热路径122、金属焊盘116和PFS20形成了良好的通过封装部件32将封装部件34中的热量从相应的封装件中导出的热路径。在一些实施例中，金属凸块120不具有电性功能，并且可以是电浮置或接地。因此，多个金属凸块120可以与相同的金属焊盘116相连接。封装部件32和34可以进一步包括额外的用来传导电信号和电压的金属凸块126。
[0064]图18示出了根据其他可选实施例的封装件100的一个部分。在这些实施例中，两个封装部件34A和34B通过金属凸块126彼此相接合。封装部件34A和34B中的一个或两个进一步包括金属凸块120，该金属凸块被用来将热量从相应封装部件34中导出。金属凸块120在这些实施例中可以不被用来传导电信号。一个PFS20与封装部件34A和34B中的每个封装部件的金属焊盘116相连接。
[0065]图19示出了根据一些实施例的封装部件100，除了存在多个通过粘合层56堆叠的环54的层以外，这些实施例与图1lA的实施例类似。另外，盖58可以包括顶盖部分58A和环部分58B，其中，部分58A和58B可以形成集成单元。
[0066]图20示出了包括用于导热的PFS20和通过PFS20与封装部件34相连接的无源器件130的封装件100。无源器件130可以是电容器、电感器、电阻器等等。例如，无源器件130可以与用于过滤电源线上的噪声的电容器去耦。在这些实施例中，除了导热功能以外PFS20还用作为电导体。
[0067]图21示出了可以使用在图20中所示的封装件中的PFS20的一部分的截面图。在这些实施例中，PFS20包括导电片132A、导电片132B和位于导电片132A和132B之间的介电材料。导电片132A和132B由此被电去耦。另外，电介质片132D也可以形成在导电片132的一个面上,该面与电介质片132B的面相对。导电片132A和导电片132B中的每一个均可以由例如，铜、银、铝、石墨和它们的混合物构成。电介质片132C和132D可以包括聚合的材料，诸如，膨体聚四氟乙烯(PTFE)、通过一个或更多KAPTON?(E.1.Du Pont de Nemoursand Company的商标)的层所形成的隔离片，或聚酰亚胺膜。具有经过图案化的导电迹线的导电片设置在隔离片之间或它们之上以形成数据/信号线。
[0068]图22示出了示例性无源器件130和PFS20的连接。可以使用表面装配技术(SMT)来形成无源器件130，并且可以是电容器、电感器等等。例如，无源器件可以是单片芯片陶瓷电容器(MLCC)。在实施例中，无源器件130是电容器、无源器件130包括电容器板134A和134B，它们分别与导电片132A和132B相连接。导电片132A和132B的其他端部与封装部件34的金属凸块相连接。在一些实施例中，导电片132A和132B之一与电源电压VCC(有时也称VDD)相连接，并且导电片132A和132B的另一个与电接地相连接。相应的无源器件130由此可以用作去耦电容器。
[0069]根据实施例，一种结构包括热界面材料和PFS，该PFS包括位于其中的穿通开口，其中，PFS的第一部分嵌在热界面材料中。热界面材料的上层在PFS上方，而热界面材料的下层在PFS下方。热界面材料填充了 PFS中的穿通开口。
[0070]根据其他实施例，一种结构包括封装部件、接合在封装部件之上的器件管芯以及具有与器件管芯相重叠的部分的盖。PFS包括位于器件管芯和盖之间的第一部分。PFS包括位于其中的穿通开口。热界面材料包括填充该穿通开口的第一部分以及位于PFS上方或下方的第二部分。该第二部分与PFS的顶面或底面相接触。
[0071]根据另外其他实施例，一种方法包括在器件管芯之上分配第一热界面材料，以及在第一热界面材料之上放置PFS的第一部分。PFS其中包括穿通开口。在PFS和第一热界面材料之上分配第二热界面材料。第二热界面材料填充了穿通开口。PFS的热导率高于第一热界面材料和第二热界面材料的热导率。
[0072]尽管已经详细地描述了本发明及其优势，但应该理解，可以在不背离所附权利要求限定的本发明主旨和范围的情况下，做各种不同的改变，替换和更改。而且，本申请的范围并不仅限于本说明书中描述的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员应理解，通过本发明，现有的或今后开发的用于执行与根据本发明所采用的所述相应实施例基本相同的功能或获得基本相同结果的工艺、机器、制造，材料组分、装置、方法或步骤根据本发明可以被使用。因此，所附权利要求应该包括在这样的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法或步骤的范围内。此外，每条权利要求构成单独的实施例，并且多个权利要求和实施例的组合在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种结构，包括: 热界面材料；以及 穿孔箔片(PFS)，包括位于其中的穿通开口，所述PFS的第一部分嵌在所述热界面材料中，其中，所述热界面材料层的上层位于所述PFS上方，所述热界面材料的下层位于所述PFS下方，并且所述热界面材料填充所述PFS中的所述穿通开口。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述PFS进一步包括延伸到所述热界面材料之外的第二部分。
3.根据权利要求2所述的结构，其中，所述第二部分是盘绕的，并且包括多个具有重复上下图案的盘绕结构。
4.根据权利要求1所述的结构，进一步包括: 器件管芯，位于所述热界面材料的底面下方并且与所述热界面材料的底面相接触；以及 金属盖，位于所述热界面材料的顶面上方并且与所述热界面材料的顶面相接触。
5.根据权利要求4所述的结构，进一步包括: 环，围绕所述器件管芯；以及 粘合层，位于所述环下方并且与所述环相附接，其中，所述PFS包括嵌在所述粘合层中的端部。
6.根据权利要求4所述的结构，进一步包括: 环，围绕所述器件管芯；以及 粘合层，位于所述环上方并且将所述环与所述盖相附接，其中，所述PFS包括嵌在所述粘合层中的端部。
7.根据权利要求4所述的结构，其中，所述PFS包括悬置端部。
8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述PFS的热导率比所述热界面层的热导率高约五倍。
9.一种结构,包括: 封装部件； 器件管芯，接合在所述封装部件上方； 盖，包括与所述器件管芯相重叠的部分； 穿孔箔片(PFS)，包括位于所述器件管芯和所述盖之间的第一部分，所述PFS中包括穿通开口 ；以及 热界面材料，包括填充所述穿通开口的第一部分和位于所述PFS上方或下方的第二部分，其中，所述热界面材料的第二部分与所述PFS的顶面或底面相接触。
10.一种方法，包括: 在器件管芯上方分配第一热界面材料； 在所述第一热界面材料上方设置穿孔箔片(PFS)的第一部分，其中，所述PFS中包括穿通开口 ；以及 在所述PFS和所述第一热界面材料上方分配第二热界面材料，其中，所述第二热界面材料填充所述穿通开口，并且所述PFS的热导率高于所述第一热界面材料和所述第二热界面材料的热导率。
【文档编号】H01L23/367GK103985679SQ201310188070
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】洪文兴 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司