选择性散热器的制作方法

本发明涉及电子系统封装。更具体地，在一个示例中，本发明涉及用于电子系统封装的散热技术。具体地，在另一个示例中，本发明涉及具有改进的散热性能的集成电路封装技术。

背景技术：

1、电子系统技术是一个快速发展的领域，其发展方向是微电子，其驱动力是性能的提高和小型化。特别是，人们希望电子系统的尺寸能缩小到更小、更紧凑的封装。因此，微电子领域通常专注于创造最小的外形尺寸从而适应最小的封装，同时提供一致或改进的电子性能。

2、这些功能性电子系统通常包含在单个封装中，例如系统级封装(sip)，或并入称为系统级芯片封装(sic)的单个集成电路中。随着技术的进步，电子系统电路和其它部件的性能不断提高，再加上尺寸的减小和两种封装方法的性质，产生的热负荷往往会超过传统封装散热技术和/或工艺的能力。特别是，现代电子系统中对电子元件的更高性能要求推动了各个集成电路的局部热负荷，这可能导致局部热量过量积聚，超过设备的温度额定值。这反过来会导致集成电路性能下降和/或过早失效。

3、另外，当前sip和sic封装技术重点在于减小尺寸和重量限制，再加上其中所含电子系统性能的提高，进一步加剧了控制热性能的能力有限。

技术实现思路

1、在一个形态中，本发明通过提供可用于当前和新兴封装技术的裸片级(dielevel)腔体散热器(sink)来解决这些和其它问题，从而提高封装内的裸片级热性能。或者，或另外，提供选择性散热器元件，从而通过从封装内部到模盖表面提供导热垫来进一步管理封装内的热性能，其中可以通过额外的热冷却机制从而进一步从封装区域移除热量。

2、在一个形态中，本公开的示例性实施方式可提供一种电子系统封装，包括：至少一个裸片(die)，其与基板能操作地连通；散热器，其限定了包含至少一个裸片的腔体，散热器由基板承载；并且其中，散热器能操作从而将从至少一个裸片产生的热量引导到基板中。该示例性实施方式或另一示例性实施方式可进一步提供：散热器与基板之间的第一热界面材料层；以及散热器与至少一个裸片之间的第二热界面材料层。该示例性实施方式或另一示例性实施方式可进一步提供，其中，至少一个裸片还包括：倒装芯片裸片(flip chip die)。该示例性实施方式或另一示例性实施方式可进一步提供散热器上方的第二基板；其中，散热器进一步能操作从而将从至少一个裸片产生的热量引导到第二基板中。该示例性实施方式或另一示例性实施方式可进一步提供第二裸片，其位于第二基板上方并且与其能操作地连通。该示例性实施方式或另一示例性实施方式可进一步提供，其中，第二裸片还包括：倒装芯片裸片和引线键合裸片(wire bond die)中的一种。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供围绕第二裸片的密封剂层。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，从第二裸片产生的热量分散到密封剂层中。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供在围绕第二裸片的密封剂层内的一个或多个选择性散热器。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，从第二裸片产生的热量分散到一个或多个选择性散热器中并且分散到密封剂层之外。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，散热器还包括：围绕裸片的热界面表面；以及热界面表面与基板之间的热界面材料层。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，散热器是第一散热器，封装还包括：延伸在第一散热器上方并与其热连通的第二散热器；以及第一散热器与第二散热器之间的热界面材料层。

3、在另一个形态中，本公开的示例性实施方式可以提供一种散热方法，包括：通过包含在电子系统封装中的至少一个裸片来产生热量；通过散热器来吸收由至少一个裸片产生的至少部分热量，该散热器限定了腔体，该腔体在其中容纳至少一个裸片；将部分热量从散热器通过热界面表面引导至基板，该基板在其上承载散热器；并且将部分热量从裸片中散发出去。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以将部分热量的至少一部分引导至基板，该基板承载散热器；将部分热量的至少另一部分引导至第二基板，该第二基板位于散热器上方并与其热连接。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供：通过电子系统封装中的至少一个附加裸片来产生热量，该至少一个附加裸片被散热器上方的第二基板承载并与其热连接；并且将由该至少一个附加裸片产生的至少部分热量引导至围绕该至少一个附加裸片的密封剂层中。

4、在又一个形态中，本公开的示例性实施方式可以提供一种散热方法，包括：将承载在电子系统封装上的第一基板上的第一裸片封装在第一散热器中，该第一散热器限定了腔体，该腔体在其中容纳第一裸片；通过第一裸片产生热量；通过由第二基板承载的第二裸片产生热量，该第二裸片位于第一散热器上方并与其热连通；通过第一散热器来吸收由第一裸片产生的至少部分热量；通过围绕第二裸片的密封剂层内的第二散热器来吸收由第二裸片产生的至少部分热量；并且将来自第一裸片的部分热量和来自第二裸片的部分热量引导远离第一裸片和第二裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，将部分热量引导远离第一裸片和第二裸片还包括：将来自第一裸片的部分热量的第一部分引导至第一基板；将来自第一裸片的部分热量的第二部分引导至第二基板并进入第二散热器；将来自第一裸片的部分热量和来自第二裸片的部分热量的第二部分从第二散热器驱散并远离第一裸片和第二裸片。本示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供：通过由第二基板承载的第三裸片来产生热量；通过围绕第三裸片的密封剂层内的第二散热器来吸收由第三裸片产生的至少部分热量；并且将来自第三裸片的部分热量引导远离第一裸片、第二裸片和第三裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，将来自第三裸片的部分热量引导远离第一裸片、第二裸片和第三裸片还包括：通过第二散热器将来自第三裸片的部分热量驱散远离第一裸片、第二裸片和第三裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第二散热器还包括：第二裸片顶部上的导热材料块、第三裸片顶部上的导热材料块中的至少一个；以及第二裸片与第三裸片之间的密封剂层内的至少一个导热材料块。

5、在又一个形态中，本公开的示例性实施方式可以提供一种电子系统封装，包括：第一裸片，其与第一基板能操作地连通；第二裸片，其与第一基板上方的第二基板能操作地连通并且与其热连通；密封剂层，其围绕第二裸片；和至少一个散热器，其位于围绕第二裸片的密封剂层内；其中，至少一个散热器能操作从而将由第一裸片和第二裸片产生的热量引导出封装并远离第一裸片和第二裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供热界面材料层，其位于至少一个散热器中的每一个与第二基板之间。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，至少一个散热器还包括：第二裸片顶部上的至少一个导热材料块；和密封剂层内邻近第二裸片的至少一个导热材料块。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供第三裸片，其与第二基板能操作地连通。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，至少一个散热器还包括：第二裸片顶部上的导热材料块、第三裸片顶部上的导热材料块中的至少一个；以及第二裸片与第三裸片之间的密封剂层内的至少一个导热材料块。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第一裸片还包括倒装芯片裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第二裸片还包括：倒装芯片裸片和引线键合裸片中的一个。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第三裸片还包括：倒装芯片裸片和引线键合裸片中的一个。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供第二散热器，其位于第一裸片与第二基板之间。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第二散热器还包括：被限定在第二散热器中的腔体，该腔体在其中容纳第一裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，第二散热器还包括：热界面表面，其围绕第一裸片；和热界面材料层，其位于热界面表面与基板之间。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，通过第二散热器，由第一裸片和第二裸片产生的热量经由热界面表面分散到第一基板中。

6、在又一个形态中，本公开的示例性实施方式可以提供一种散热方法，包括：通过由容纳在电子系统封装中的第一基板承载的第一裸片来产生热量；通过由第一裸片上方的第二基板承载的第二裸片来产生热量；通过围绕第二裸片的密封剂层内的至少一个散热器来吸收由第一裸片和第二裸片产生的至少部分热量；并且通过至少一个散热器将来自第一裸片和第二裸片的部分热量引导远离第一裸片和第二裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，其中，引导来自第一裸片和第二裸片的部分热量还包括：将来自第一裸片的部分热量的第一部分引导至第一基板；通过第二基板将来自第一裸片的部分热量的第二部分引导到第二散热器中；通过第一基板将来自第一裸片的部分热量的第一部分驱散远离第一裸片和第二裸片；并且通过第二散热器将来自第一裸片的部分热量和来自第二裸片的部分热量的第二部分驱散远离第一裸片和第二裸片。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供：通过由第二基板承载的第三裸片来产生热量；并且将由第三裸片产生的至少部分热量引导到至少一个散热器中。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可以提供，通过至少一个散热器将来自第三裸片的部分热量驱散远离第一裸片、第二裸片和第三裸片。

7、在又一个形态中，本公开的示例性实施方式可以提供一种电子系统封装，包括：第一裸片，其与第一基板能操作连通；第一散热器，其限定了腔体，腔体在其中容纳第一裸片，第一散热器由第一基板承载；第二裸片，其与第一基板上方的第二基板能操作地连通并与其热连通；密封剂层，其围绕第二裸片；以及第二散热器，其位于密封剂层内并围绕第二裸片；其中，第一散热器能操作从而将由第一裸片产生的热量引导到第一基板和第二基板中，并且其中，第二散热器能操作从而将由第二基板和第二裸片产生的热量引导出封装并远离第一裸片和第二裸片。本示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，第一散热器还包括：热界面表面，其围绕第一裸片；以及热界面材料层，其位于热界面表面与第一基板之间。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供第三裸片，其与第二基板能操作地连通。该示例性实施方式或另一示例性实施方式还可提供，其中，第二散热器还包括：第二裸片顶部上的导热材料块、第三裸片顶部上的导热材料块中的至少一个；以及第二裸片与第三裸片之间的密封剂层内的至少一个导热材料块。