热界面材料以及包括其的半导体封装件

热界面材料以及包括其的半导体封装件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年8月3日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请no.10-2020-0096919的优先权，该申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。
技术领域
3.示例实施例涉及一种热界面材料、制造其的方法和包括其的半导体封装件。


背景技术：

4.最近，由于半导体模块的性能的改善，由半导体封装件产生的热迅速增加。因此，半导体器件、散热构件和散热器之间的界面热阻增大，从而导致半导体封装件的冷却性能的致命降低。因此，为了减小半导体封装件的界面热阻，使用具有高热导率的热界面材料(tim)是有利的。


技术实现要素：

5.示例实施例提供了一种具有改善的热导率的热界面材料。
6.示例实施例提供了一种包括具有改善的热导率的热界面材料的半导体封装件。
7.根据示例实施例，提供了一种热界面材料。热界面材料可以包括液态金属和设置在液态金属内部的细颗粒。细颗粒在其表面上不具有氧化物层。其中包括细颗粒的液态金属中的细颗粒的体积百分比为大约1％至大约5％。在其中包括细颗粒的液态金属的热导率等于或大于大约40w/m
·
k。
8.根据示例实施例，提供了一种半导体封装件。半导体封装件可以包括：封装衬底；半导体芯片，其位于封装衬底上；散热构件，其位于半导体芯片上；以及第一热界面材料，其涂覆在半导体芯片的上表面上以接合半导体芯片和散热构件。第一热界面材料包括液态金属和设置在液态金属内部的细颗粒。细颗粒在其表面上不具有氧化物层。其中包括细颗粒的液态金属中的细颗粒的体积百分比为大约1％至大约5％。在其中包括细颗粒的液态金属的热导率等于或大于大约40w/m
·
k。
9.根据示例实施例，提供了一种半导体封装件。半导体封装件可以包括：封装衬底；半导体芯片，其位于封装衬底上；散热构件，其位于半导体芯片上；第一热界面材料，其涂覆在半导体芯片的上表面上以接合半导体芯片和散热构件；散热器，其设置在散热构件上；以及第二热界面材料，其涂覆在散热构件的上表面上以接合散热构件和散热器。第一热界面材料和第二热界面材料包括液态金属和设置在液态金属内部的细颗粒，该液态金属包括大约60wt％至大约80wt％的镓(ga)、大约12wt％至大约40wt％的铟(in)和大约0wt％至大约20wt％的锡(sn)。细颗粒在其表面上不具有氧化物层，并且细颗粒中的每一个的直径为大约20nm至大约100μm。在其中包括细颗粒的液态金属中的细颗粒的体积百分比为大约1％至大约5％。其中包括细颗粒的液态金属的热导率等于或大于大约40w/m
·
k。
10.在根据示例实施例的制造热界面材料的方法中，可以通过酸性溶液来去除细颗粒
上的氧化物层和液态金属的表面上的氧化物层，使得细颗粒可以容易地渗入液态金属中。因此，热界面材料可以包括液态金属和热导率比液态金属的热导率更高的细颗粒，并且由此可以具有改善的热导率，并且还可以具有良好的界面粘合性、低热阻和改善的高的温度稳定性。
11.因此，包括热界面材料的半导体封装件可以具有改善的冷却性能。
附图说明
12.图1至图8是示出根据示例实施例的制造热界面材料的方法的截面图。
13.图9是示出根据示例实施例制造的热界面材料的截面图。
14.图10、图11a和图11b是示出根据示例实施例制造的热界面材料的热导率和根据对比示例制造的热界面材料的图。
15.图12是示出根据示例实施例制造的热界面材料的倒置显微图像。
16.图13是示出根据示例实施例制造的热界面材料的界面粘合性的扫描电子显微镜(sem)图像。
17.图14是用于测量根据示例实施例制造的热界面材料的热阻的实验的装备的示意图和微加热器的图像，图15是示出根据实验的热界面材料的热阻的图。
18.图16和图17是示出包括根据示例实施例制造的热界面材料的半导体封装件的截面图。
具体实施方式
19.通过结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解示例实施例。
20.图1至图8是示出根据示例实施例的制造热界面材料的方法的截面图。图6是图5的区域x的视图，其为示出液态金属对细颗粒的吞噬作用的示意图。
21.参照图1，可以在例如双烧杯或容器50中制备细颗粒10。在一个实施例中，双烧杯50的温度可以维持在大约13℃。例如，其中制备细颗粒10的双烧杯或容器50可以被配置为使得将细颗粒10的温度控制为例如预定温度。
22.细颗粒10可以暴露于大气中，并且因此，可以在细颗粒10中的每一个的表面上形成第一氧化物层15。例如，烧杯或容器50中设置细颗粒10之前和/或之后，细颗粒10可以暴露于环境空气，使得可以在细颗粒10中的每一个上形成第一氧化物层15。例如，细颗粒10上的第一氧化物层15的形成可能是非故意的。
23.在示例实施例中，细颗粒10的热导率可以大于稍后要注入的液态金属30(见图4)的热导率。在示例实施例中，细颗粒10可以包括铜(cu)或银(ag)或者可以由铜(cu)或银(ag)形成。铜和银可以分别具有大约400w/m
·
k和429w/m
·
k的高热导率，并且可以吸附到之后注入的液态金属30中。细颗粒10中的每一个可以是例如球形或椭球形，并且可以具有大约20nm至大约100μm的直径。例如，细颗粒10中的每一个可以是纳米颗粒或微米颗粒。
24.图1示出了在双烧杯50中制备17个细颗粒10，然而，本发明构思不限于此。可以在双烧杯50中制备较小或较大数量的细颗粒10。
25.参照图2，可以将酸性溶液20提供到双烧杯50中，可以将细颗粒10与酸性溶液20混合。
26.因此，可以通过酸性溶液20去除细颗粒10中的每一个的表面上的第一氧化物层15。
27.酸性溶液20可以包括例如盐酸(hcl)或者可以是例如盐酸(hcl)。例如，酸性溶液20可以包括例如具有大约1m至大约3m的低浓度的盐酸或者可以是例如具有大约1m至大约3m的低浓度的盐酸，以减小细颗粒10和稍后要注入的液态金属30被酸性溶液20损坏的可能性。
28.在酸性溶液20中去除了其表面上的第一氧化物层15的细颗粒10可以彼此部分聚集。例如，细颗粒10中的一些可以在从细颗粒10去除第一氧化物层15之后聚类在一起。
29.参照图3，细颗粒10可以分散在酸性溶液20中。
30.在示例实施例中，细颗粒10可以通过使用搅拌器60和/或超声分散器70分散在酸性溶液20中。
31.搅拌器60可以是例如磁力搅拌器，并且可以工作例如等于或大于大约30分钟。
32.超声分散器70可以以等于或小于大约5秒钟的间隔(例如，以大约5秒钟的间隔)在等于或大于大约500w的输出功率下(例如，在大约700w的输出功率下)工作。如果超声分散器70以例如小于大约500w的弱功率或以例如大于大约5秒钟的大间隔工作，则细颗粒10不会充分地分散在酸性溶液20中。
33.参照图4，液态金属30可以注入到酸性溶液20中。
34.液态金属30可以暴露于大气，使得可以在液态金属30的表面上形成第二氧化物层35，然而，可以通过注入到酸性溶液20中而从液态金属30的表面去除第二氧化物层35。例如，液态金属30可以在将液态金属30滴入酸性溶液20中之前暴露于环境空气，使得可以在每滴/珠液态金属30的表面上形成第二氧化物层35。例如，第二氧化物层35的形成可能是非故意的。
35.液态金属30可以使用例如微量移液管80注入到酸性溶液20中。
36.在示例实施例中，液态金属30可以是包括镓(ga)、铟(in)和/或锡(sn)的合金。该合金可以包括例如大约60wt％至大约80wt％的镓、大约12wt％至大约40wt％的铟和大约0wt％至大约20wt％的锡。在一个实施例中，该合金可以包括大约66wt％的镓、大约22wt％的铟和大约12wt％的锡。由于该合金可以具有大约-19℃的熔点，因此其可以在室温下以液体状态存在。例如，液态金属30可以在制造热界面材料的过程期间和在制造热界面材料之后维持在液体状态。
37.当将液态金属30注入到酸性溶液20中时，可以如参照图3所述操作搅拌器60和超声分散器70。
38.注入到酸性溶液20中的液态金属30的珠数不限于特定数量，并且一珠或多珠液态金属30可以被注入到酸性溶液20中。
39.参照图5，在酸性溶液20中去除了第一氧化物层15的细颗粒10可以渗入从其中去除了第二氧化物层35的液态金属30中。例如，细颗粒10可以是刚性颗粒，并且可以在制造热界面材料的过程期间和在制造热界面材料之后维持在刚性状态。例如，细颗粒10可以在室温下为刚性颗粒。
40.细颗粒10可以通过一种吞噬作用而渗入液态金属30中。细颗粒10渗入液态金属30中的过程可以在本公开中被称为吞噬作用，因为该过程类似于生物体细胞中所示的吞噬作
用。如以上描述的，由于可以通过酸性溶液20去除细颗粒10和液态金属30的各自表面上的第一氧化物层15和第二氧化物层35，因此细颗粒10可以容易地渗入液态金属30中。该吞噬作用可以发生例如大约30分钟。
41.在示例实施例中，其中包括细颗粒10的液态金属30中的细颗粒10的体积百分比可以为近似1％至5％，优选地为大约4％。
42.当细颗粒10渗入液态金属30中时，可以在液态金属30中生成气泡37。
43.当细颗粒10渗入液态金属30中时，搅拌器60和超声分散器70可以仍然工作。
44.图5示出了四个细颗粒10渗入或嵌入每珠液态金属30中，然而，本发明构思不限于此，较大或较小数量的细颗粒10可以渗入或嵌入每珠液态金属30中。
45.参照图6，由于已经去除细颗粒10和液态金属30的各自表面上的第一氧化物层15和第二氧化物层35，因此细颗粒10中的每一个在接触液态金属30的表面的同时可以容易地渗入液态金属30中。将理解，当元件被称作“连接”或“耦接”到另一元件或者“在”另一元件“上”时，该元件可以直接连接或直接耦接到所述另一元件或者直接在所述另一元件上，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接耦接”到另一元件或者被称作“接触”另一元件或“与”另一元件“接触”时，在接触点不存在中间元件。
46.例如，如果不通过酸性溶液20去除细颗粒10和液态金属30的各自表面上的第一氧化物层15和第二氧化物层35，并且细颗粒10和液态金属30在大气中混合，则通过第一氧化物层15和第二氧化物层35可能在细颗粒10与液态金属30之间生成界面热阻，并且通过第一氧化物层15和第二氧化物层35可能增大其间的表面能量势垒，使得细颗粒10难以渗入液态金属30中。例如，第一氧化物层15和第二氧化物层35可能形成势垒，使得细颗粒10可能不渗入液态金属30中。第一氧化物层15和第二氧化物层35可能导致热阻，使得可能用细颗粒10和液态金属30形成的热界面材料的热导率减小。
47.然而，如以上所描述的，可以通过酸性溶液20去除细颗粒10和液态金属30的各自表面上的第一氧化物层15和第二氧化物层35，并且因此可以不通过第一氧化物层15和第二氧化物层35在细颗粒10与液态金属30之间生成界面热阻，并且其间的表面能量可以不增加，使得细颗粒10可以容易地渗入液态金属30中，同时克服与液态金属30的表面能量。
48.参照图7，可以从酸性溶液20提取包括细颗粒10的液态金属30。
49.在一个实施例中，可以使用微量移液管80执行提取其中包括细颗粒10的液态金属30。
50.参照图8，可以去除其中包括细颗粒10的液态金属30中的气泡37。
51.在一个实施例中，可以使用其中维持真空状态的干燥器90来执行从其中包括细颗粒10的液态金属30中去除气泡37，例如，可以通过将其中包括细颗粒10的液态金属30放置到干燥器90中并且将液态金属30保持在真空状态大约3小时来从液态金属30中去除气泡37。
52.可以通过执行上述过程来制造热界面材料40。
53.图9是示出根据示例实施例制造的热界面材料的截面图。
54.参照图9，热界面材料40可以包括液态金属30和设置在液态金属30内部的细颗粒10，并且在细颗粒10和液态金属30的表面上不具有氧化物层。例如，细颗粒10可以封闭在液态金属珠30中，并且被液态金属30包围。在特定实施例中，液态金属珠30可以在液体珠30之
间不具有清楚边界，而是聚集在一起并且是大块液态金属层。
55.在示例实施例中，多个热界面材料40可以在水平方向上布置以形成一个层，并且多个层可以在竖直方向上布置。
56.在下文中，通过上述过程制造的热界面材料40的特征可以参照图10至图15进行说明。
57.图10、图11a和图11b是示出根据示例实施例制造的热界面材料和根据对比示例制造的热界面材料的热导率的图。
58.图10示出了用于测量其中不包括细颗粒的液态金属(对比示例1)、通过搅拌其中包括微米尺寸(10μm)的细颗粒的液态金属(对比示例2和对比示例3)、通过吞噬作用其中包括微米尺寸(10μm)的细颗粒的液态金属(示例实施例1和示例实施例2)以及通过吞噬作用其中包括纳米尺寸(20nm)的细颗粒的液态金属(示例实施例3和示例实施例4)的热导率的实验的结果。在对比示例2以及示例实施例1和示例实施例3中，每珠液态金属中的细颗粒的体积百分比为大约1％，在对比示例3以及示例实施例2和示例实施例4中，每珠液态金属中的细颗粒的体积百分比为大约4％。
59.参照图10，根据示例实施例1至示例实施例4的热界面材料的热导率大于根据对比示例1至对比示例3的热界面材料的热导率。
60.例如，即使液态金属中的细颗粒的体积百分比增大至大约4％，对比示例2和对比示例3中的通过搅拌其中包括细颗粒的液态金属的热导率(15.7w/m
·
k和20.2w/m
·
k)也低于对比示例1中的其中不包括细颗粒的液态金属的热导率(23.2w/m
·
k)。
61.示例实施例1和示例实施例2中的液态金属分别具有28.4w/m
·
k和32.7w/m
·
k的热导率，其分别比对比示例1中的液态金属的热导率大5.25w/m
·
k和9.5w/m
·
k。
62.示例实施例3和示例实施例4中的液态金属分别具有41w/m
·
k和64.8w/m
·
k的热导率，示例实施例4中的液态金属的热导率为对比示例1中的液态金属的热导率的大约2.8倍。
63.图11a示出了液态金属的热导率随着细颗粒在通过搅拌分别包括微米尺寸(10μm)和纳米尺寸(20nm)的细颗粒的液态金属中和在通过吞噬作用分别包括微米尺寸(10μm)和纳米尺寸(20nm)的细颗粒的液态金属中的体积百分比从大约1％增大至大约8％而变化。细颗粒是铜颗粒。
64.参照图11a，通过吞噬作用包括细颗粒10的液态金属30的热导率大于通过搅拌包括细颗粒的液态金属的热导率。例如，通过吞噬作用包括纳米尺寸(20nm)的细颗粒10的液态金属30在细颗粒10的体积百分比为大约1％至大约5％的范围内具有等于或大于40w/m
·
k的热导率，其为通过搅拌包括细颗粒的液态金属的热导率的大约两倍。当细颗粒10的体积百分比为近似4％时，通过吞噬作用包括纳米尺寸(20nm)的细颗粒10的液态金属30具有最大热导率。
65.图11b示出了图11a中所示的液态金属的热导率的实验值和通过建模而计算的值以验证热导率。
66.首先，可以通过下面的maxwell-garnet有效介质理论建模计算式来验证通过搅拌包括细颗粒的液态金属的热导率的实验值。
67.k
eff
＝km[1+3f(r/a
k-1)/(r/ak+2)]
[0068]
在maxwell-garnet有效介质理论建模计算式中，k
eff
是有效热导率，km是液态金属的热导率，f是细颗粒与其中包括细颗粒的液态金属的体积比，r是细颗粒中的每一个的半径，ak是kapitza半径。kapitza半径ak指液态金属的热导率km与rb的乘积，rb为细颗粒与液态金属之间的界面的厚度δ和细颗粒与液态金属之间的界面的热导率ki的商。
[0069]
根据maxwell-garnet有效介质理论建模计算式计算的在其中包括细颗粒的液态金属中的细颗粒的大约1％或大约4％的体积百分比下的热导率的值与通过搅拌其中包括细颗粒的液态金属的热导率的实验测量值相近。
[0070]
接着，可以通过下面的nielsen理论建模计算式来验证通过吞噬作用其中包括微米尺寸的细颗粒10的液态金属30的热导率的实验值。
[0071][0072]
在nielsen理论建模计算式中，k
eff
为有效热导率，km为液态金属30的热导率，k
p
为微米尺寸的细颗粒10的热导率，f为微米尺寸的细颗粒10与其中包括微米尺寸的细颗粒10的液态金属30的体积比，φ
max
为微米尺寸的细颗粒10与其中包括微米尺寸的细颗粒10的液态金属30的最大比，a是基于微米尺寸的细颗粒10的形状确定的值，b和是在以上计算式中定义的值。假设微米尺寸的细颗粒10是球形铜(cu)颗粒，微米尺寸的细颗粒10具有大约0.64的值，a具有大约1.5的值。
[0073]
根据nielsen理论建模计算式计算的在其中包括微米尺寸的细颗粒10的液态金属30中的微米尺寸的细颗粒10的大约1％或大约4％的体积百分比下的热导率的值与通过吞噬作用其中包括微米尺寸的细颗粒10的液态金属30的热导率的实验测量值相近。
[0074]
接着，可以通过下面的聚类建模计算式来验证通过吞噬作用其中包括纳米尺寸的细颗粒10的液态金属30的热导率的实验值。
[0075]
φc＝f/φ
c_p
[0076]
l
33
＝1-l
11
[0077][0078][0079][0080]
在聚类建模计算式中，k
eff
是有效热导率，km是液态金属30的热导率，k
p
是纳米尺寸的细颗粒10的热导率，f是纳米尺寸的细颗粒10与其中包括纳米尺寸的细颗粒10的液态金属30的体积比，φc是通过其中包括纳米尺寸的细颗粒10的液态金属30中的纳米尺寸的细颗粒10的聚集形成的群集所占的比，φ
c_p
是群集中的纳米尺寸的细颗粒10和被群集包围的液态金属30所占的比，q是群集的纵横比，kc是群集的热导率，r
bd
是细颗粒10与液态金属30之间的界面热阻，l
11
、l
33
、β
11
、β
33
、k
c11
、k
c33
和r是以上计算式中定义的值。
[0081]
根据聚类建模计算式计算的在其中包括纳米尺寸的细颗粒10的液态金属30中的
纳米尺寸的细颗粒10的大约1％或大约4％的体积百分比下的热导率的值与通过吞噬作用其中包括纳米尺寸的细颗粒10的液态金属30的热导率的实验测量值相近。
[0082]
如以上所描述的，由于热导率的实验值和根据建模计算式计算的热导率的值彼此相近，因此热导率的实验值是可靠的。
[0083]
图12是示出根据示例实施例制造的热界面材料的倒置显微图像。
[0084]
参照图12，细颗粒10可以在根据示例实施例制造的热界面材料40中部分聚集以形成群集。
[0085]
可以由于群集形成而在热界面材料40中形成热网络。因此，可以沿着热渗流而容易在热界面材料40内传递热，使得可以改善热导率。
[0086]
然而，如果其中包括细颗粒10的液态金属30中的细颗粒10的体积百分比小于大约1％，则细颗粒10的数量太小而无法形成群集，因此可能不形成热网络，使得可能降低热导率。如果体积百分比高于大约5％，则群集可能彼此聚集，并且可能无法适当地形成热渗流，使得可能降低热导率。因此，如果包括细颗粒10的液态金属30中的细颗粒10的体积百分比在大约1％至大约5％的范围内，则热界面材料40可以具有高热导率。
[0087]
图13是示出根据示例实施例制造的热界面材料的界面粘合性的扫描电子显微镜(sem)图像。
[0088]
图13示出了热界面材料与硅(si)之间的界面的sem图像。
[0089]
图13的(a)是在将作为常规的热界面材料的包括大约60wt％的铅(pb)和大约40wt％的锡(sn)的焊料施加到硅上之后的硅与焊料之间的界面的照片。焊料与硅具有低界面粘合性，因此在它们之间形成大约5μm的空隙，因此，它们之间的界面粘合困难和/或不好。
[0090]
图13的(b)是在将根据示例实施例制造的热界面材料40施加到硅上之后的硅与热界面材料40之间的界面的照片。热界面材料40与硅具有高(或良好)的粘合性，因此不在它们之间形成空隙，并且因此，它们之间界面粘合容易。
[0091]
例如，作为常规的热界面材料的包括大约60wt％的铅和大约40wt％的锡的焊料需要在硅上沉积包括例如铜(cu)或金(au)的可焊接金属层的处理以提高界面粘合性，因此使界面粘合复杂化，并且使界面粘合成本增加。然而，根据示例实施例制造的热界面材料40可以与硅具有高界面粘合性，因此可以不需要额外的沉积处理，使得可以简化界面粘合，并且可以减少界面粘合成本。
[0092]
图14是用于测量根据示例实施例制造的热界面材料的热阻的实验的装备的示意图和微加热器的图像，图15是示出根据实验的热界面材料的热阻的图。
[0093]
参照图14，通过将维持在大约23℃的恒温槽92的冷却水提供到冷却模块94使冷却模块94的低温部分的温度保持恒定。在将热油脂、常规的热界面材料或根据示例实施例制造的热界面材料40施加到安装在冷却模块94的低温部分中的铜(cu)板上之后，将基于硅的微加热器96附接至冷却模块94。然后，通过热成像相机测量微加热器96的温度，同时通过电源98控制施加到微加热器96的电压。
[0094]
如下面的计算式中所示，可以通过将热通量q”除以微加热器96的最高温度t
heater
与冷却水的温度t
coolant
之间的差来计算热油脂或热界面材料40的热阻r”。
[0095]r″
＝q
″
/(t
heater-t
coolant
)
[0096]
图15是根据以上计算式计算的热油脂和热界面材料40的热阻值的图。
[0097]
参照图15，热油脂由于低热导率而在室温下具有大约22.7mm2·
k/w的热阻，并且由于粘度随着温度增大而减小，在界面处产生空隙，因此，热油脂在150℃的高温下具有等于或大于大约26.5mm2·
k/w的热阻。另一方面，根据示例实施例制造的热界面材料40由于高热导率而在室温下具有大约11.7mm2·
k/w的热阻，并且即使在150℃的高温下也维持11.7mm2·
k/w的低热阻。
[0098]
例如，热界面材料40可以由于高热导率而具有低热阻，并且可以具有其中即使在高温下也维持低热阻的高的温度稳定性。
[0099]
结果，如图10至图15中所示，根据示例实施例制造的热界面材料40可以具有高热导率、良好的界面粘合性、低热阻和改善的高的温度稳定性。
[0100]
图16和图17是示出包括根据示例实施例制造的热界面材料的半导体封装件的截面图。半导体封装件中的每一个包括的热界面材料与参照图1至图8描述的以上方法制造的热界面材料(参照图9至图15描述了其特性)基本相同或相似，因此在此省略重复说明。
[0101]
当指代取向、布局、位置、形状、尺寸、组成、量或其它度量时，如本文中使用的诸如“相同”、“相等”、“平面”或“共面”的术语不一定表示完全相同的取向、布局、位置、形状、尺寸、组成、量或其它度量，而是旨在包含在例如由于制造工艺而可能发生的可接受的变化范围内近似相同的取向、布局、位置、形状、尺寸、组成、量或其它度量。除非上下文或其它陈述另外指出，否则可以在本文中使用术语“基本上”来强调该含义。例如，被描述为“基本上相同”、“基本上相等”或“基本上平面”可以是完全相同、相等或平面，或者可以在例如由于制造工艺而可能发生的可接受的变化范围内相同、相等或平面。
[0102]
参照图16，半导体封装件可以包括封装衬底100、封装衬底100上的半导体芯片200、半导体芯片200上的散热构件400和涂覆在半导体芯片200的上表面上并且将半导体芯片200和散热构件400彼此接合的第一热界面材料300。另外，半导体封装件可以包括导电凸块210、粘合件120和外部连接构件110。
[0103]
封装衬底100可以是例如印刷电路板(pcb)。pcb可以是其中具有过孔和各种电路的多层电路板。
[0104]
外部连接构件110可以设置在封装衬底100的下表面上，半导体封装件可以通过外部连接构件110电连接到外部装置。连接到外部连接构件110的外部连接焊盘(未示出)可以设置在封装衬底100中。外部连接构件110可以包括例如焊球，或者可以是例如焊球。半导体封装件可以经由外部连接构件110安装在模块衬底(未示出)上以构成存储器模块。
[0105]
半导体芯片200可以通过例如倒装芯片接合方法安装到封装衬底100上。封装衬底100和半导体芯片200可以通过设置在其间的粘合件120彼此键合。粘合件120可以包括例如环氧材料或者可以是例如环氧材料。
[0106]
导电凸块210可以被设置为穿过粘合件120，以将封装衬底100和半导体芯片200彼此电连接。导电凸块210可以接触封装衬底100的衬底焊盘(未示出)和半导体芯片200的芯片焊盘(未示出)，从而将封装衬底100和半导体芯片200彼此电连接。例如，衬底焊盘可以形成在封装衬底100的顶表面上，芯片焊盘可以形成在半导体芯片200的底表面上。
[0107]
导电凸块210可以包括例如微凸块、焊料凸块、焊球等，或者可以是例如微凸块、焊料凸块、焊球等。导电凸块210可以由诸如以下金属或诸如以下金属的组合形成：铜(cu)、镍
(ni)、锡(sn)、锡/银(sn/ag)、锡/铜(sn/cu)、锡/铟(sn/in)等，但不限于此。
[0108]
半导体芯片200可以通过接合导线(未示出)电连接到封装衬底100。
[0109]
散热构件400可以设置在半导体芯片200上，从半导体芯片200生成的热可以通过散热构件400容易向外排出。因此，散热构件400可以包括例如以下具有良好的热导率的导电材料，或者可以由例如以下具有良好的热导率的导电材料形成：铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)和钛(ti)或它们的合金。
[0110]
散热构件400可以根据半导体封装件的用途和结构具有各种部件，例如可以包括散热片、热管、液冷式冷却板等或者可以是散热片、热管、液冷式冷却板等。
[0111]
图16示出了散热构件400具有与封装衬底100对应(例如，与其相同)的平面面积，然而，本发明构思不限于此，散热构件400可以具有比封装衬底100的平面面积更宽或更窄的平面面积。
[0112]
第一热界面材料300可以与图9中所示的热界面材料40基本相同或相似。当与常规的热界面材料相比时，第一热界面材料300可以具有高热导率、良好的界面粘合性、低热阻和改善的高的温度稳定性，因此从半导体芯片200生成的热可以通过第一热界面材料300容易地传递到散热构件400，并且向外排出，使得半导体封装件可以具有改善的冷却性能。
[0113]
参照图17，半导体封装件还可以包括：散热器500，其位于散热构件400上；以及第二热界面材料310，其涂覆在散热构件400的上表面上，并且将散热构件400和散热器500彼此接合。例如，图17的半导体封装件可以具有这样的结构：该结构具有与第二热界面材料310接合的散热器500，第二热界面材料310位于参照图16描述的半导体封装件中的散热构件400上。
[0114]
散热器500可以设置在散热构件400上。从半导体芯片200生成的热可以通过散热构件400和散热器500容易向外排出。散热器500可以包括例如以下的具有良好的热导率的导电材料，或者可以是例如以下的具有良好的热导率的导电材料：铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)和钛(ti)或它们的合金。
[0115]
图17示出了散热器500具有与封装衬底100对应(例如，与其相同)的平面面积，然而，本发明构思不限于此，散热器500可以具有比封装衬底100的平面面积更宽或更窄的平面面积。
[0116]
第二热界面材料310可以与图9中所示的热界面材料40基本相同或相似。当与常规的热界面材料相比时，第二热界面材料310可以具有高热导率、良好的界面粘合性、低热阻和改善的高的温度稳定性，因此传递到散热构件400的热可以通过第二热界面材料310容易传递到散热器500，并且向外排出，使得半导体封装件可以具有改善的冷却性能。
[0117]
半导体封装件可以包括诸如逻辑装置或存储器装置的半导体器件。该半导体封装件可以包括逻辑装置(诸如中央处理单元(cpu)、主处理单元(mpu)或应用处理器(ap)等)和易失性存储器装置(诸如dram装置、hbm装置)或者非易失性存储器装置(诸如闪存装置、pram装置、mram装置、reram装置等)。
[0118]
尽管已经具体示出和描述了示例实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节上的改变。