半导体封装结构及电子装置制造方法及图纸

半导体封装结构包含封装衬底及半导体裸片。所述封装衬底包含延伸穿过所述封装衬底的多个中空通孔。所述半导体裸片电连接到所述封装衬底。所述中空通孔安置于所述半导体裸片下方。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装结构及电子装置相关申请的交叉引用本申请要求2019年2月15日递交的第62/806,563号美国临时申请及2019年12月17日递交的第16/717,929号美国非临时申请的的权益及优先权，所述申请的内容以引用的方式全文并入本文中。
本公开涉及一种半导体封装结构及一种包含所述半导体封装结构的电子装置，并且涉及一种包含具有多个中空通孔的封装衬底的半导体封装结构及一种包含所述半导体封装结构的电子装置。
技术介绍
半导体封装结构的规范可包含高速数据传输容量、高数据容量及较小占用面积。散热也是此类半导体封装结构的一个问题。在操作期间，高速数据传输可导致产生大量热量并且可使半导体封装结构的温度升高。归因于半导体封装结构的小尺寸，可能难以耗散所述热量。如果热量无法有效地耗散，则半导体封装结构的性能可降低，或者半导体封装结构可能损坏或呈现为无法操作。
技术实现思路
在一些实施例中，半导体封装结构包含封装衬底及半导体裸片。所述封装衬底包含延伸穿过所述封装衬底的多个中空通孔。所述半导体裸片电连接到所述封装衬底。所述中空通孔安置于所述半导体裸片下方。在一些实施例中，电子装置包含半导体封装结构、主衬底及散热装置。半导体封装结构包含封装衬底及半导体裸片。所述封装衬底包含延伸穿过所述封装衬底的多个第一中空通孔。所述半导体裸片电连接到所述封装衬底。所述第一中空通孔安置于所述半导体裸片下方。所述主衬底电连接到所述封装衬底。所述主衬底包含延伸穿过所述主衬底的多个第二中空通孔，并且所述第二中空通孔与所述第一中空通孔对准。所述散热装置用于耗散由所述半导体裸片产生的热量。所述热量通过所述第二中空通孔及所述第一中空通孔传输。附图说明当结合附图阅读时，易于根据以下详细描述理解本公开的一些实施例的各方面。应注意，各种结构可能未按比例绘制，且出于论述清楚起见，可任意增大或减小各种结构的尺寸。图1说明根据本公开的一些实施例的电子装置的分解立体图。图2说明图1的半导体封装结构的分解立体图。图3说明图2的封装衬底及帽盖结构的部分放大的截面图。图4说明图1的半导体封装结构的截面图。图5说明图1的第一弹性层、中间块及第二层的立体图。图6说明图1的第一弹性层、中间块、第二层及主衬底的组合件的部分放大的立体截面图。图7说明图1的散热装置的组合截面图。图8说明图1的U形管的立体图。图9说明图1的U形管及主衬底的组合件的立体截面图。图10说明图1的电子装置的组合截面图。图11说明根据本公开的一些实施例的电子装置的分解立体图。图12说明图11的U形管的立体图。图13说明图11的U形管、主衬底及半导体封装结构的组合立体截面图。图14说明图11的散热装置、U形管及主衬底的组合截面图。图15说明图11的电子装置的组合截面图。图16说明根据本公开的一些实施例的电子装置的分解立体图。图17说明图16的顶部U形管的立体图。图18说明图16的半导体封装结构的立体图。图19说明图16的顶部U形管、半导体封装结构、主衬底及放热板的组合截面图。图20说明图16的放热板及底部U形管的分解立体图。图21说明图16的电子装置的组合截面图。图22说明根据本公开的一些实施例的电子装置的分解立体图。图23说明图22的顶部连接元件的分解立体图。图24说明图22的半导体封装结构的截面图。图25说明图22的直管的立体图。图26说明图22的主衬底、半导体封装结构及直管的组合截面图。图27说明图22的底部连接元件的底部分解立体图。图28说明图27的底部连接元件的组合截面图。图29说明图22的电子装置的组合截面图。具体实施方式贯穿图式及详细描述使用共同参考标号来指示相同或相似组件。根据以下结合附图作出的详细描述将容易地理解本专利技术的实施例。以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的具体实例以简化本公开的某些方面。当然，这些组件及布置仅为实例且并不意图进行限制。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征及第二特征直接接触地形成或安置的实施例，且还可包含附加特征可在第一特征与第二特征之间形成或安置，使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复附图标记及/或字母。这种重复是出于简化及清楚的目的并且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。为符合日益增多的功能的规范，应增加集成在半导体封装结构中的装置的数目。因此，功率密度及热源数目增加，且热阻(thermalresistance)相对较大。另外，难以耗散半导体封装结构的中心处的装置所产生的热量。为了解决上述问题，在一些比较性实施例中，提供风扇。所述风扇附接到半导体封装结构以通过空气流耗散半导体封装结构的外周处的热量。然而，此种风扇可能无法耗散半导体封装结构的中心处的装置所产生的热量。在一些比较性实施例中，使用热界面材料(thermalinterfacematerial,TIM)插入于装置与封装衬底之间。然而，半导体封装结构的中心处的装置的温度可能并不会大幅减小。本公开的至少一些实施例提供散热效率高度改进的半导体封装结构。在一些实施例中，半导体封装结构包含具有多个中空通孔的封装衬底，用于耗散由半导体封装结构中的半导体裸片产生的热量。图1说明根据本公开的一些实施例的电子装置1的分解立体图。电子装置1包含半导体封装结构2、第一弹性层12、中间块14、第二层16、主衬底18、散热装置3，及多个U形管4。图2说明图1的半导体封装结构2的分解立体图。图3说明图2的封装衬底20及帽盖结构23的部分放大的截面图。图4说明图1的半导体封装结构2的截面图。半导体封装结构2包含封装衬底20、多个帽盖结构23、焊锡膏24、半导体裸片26、多个内部连接元件27(例如，焊料凸块)，及多个外部连接元件28(例如，焊料凸块)。封装衬底20具有第一表面201及与第一表面201相对的第二表面202，并且包含多个钝化层204及至少一个电路层205。电路层205(例如，再分布层(redistributionlayer,RDL))插入于钝化层204之间。封装衬底20界定多个第一中空穿通孔203，并且进一步包含多个内层206。第一中空穿通孔203在第一表面201与第二表面202之间延伸，及延伸穿过封装衬底20。内层206安置于第一中空穿通孔203的内表面上以形成多个第一中空通孔207。在一个实施例中，内层206是电镀在第一中空穿通孔203的内表面上的电镀层。内层206的材料可为金属，例如，铜、铝、不锈钢、无氧铜或其它合适的金属。内层206并未填充第一中空穿通孔203，以便界定多个中心孔(即，第一中空通孔207)。中心孔(即，第一中空通孔207)可为空的并且可不由任何其它材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装结构，其包括：/n封装衬底，其包含延伸穿过所述封装衬底的多个中空通孔；及/n半导体裸片，其电连接到所述封装衬底，其中所述中空通孔安置于所述半导体裸片下方。/n

【技术特征摘要】
20190215 US 62/806,563;20191217 US 16/717,9291.一种半导体封装结构，其包括：
封装衬底，其包含延伸穿过所述封装衬底的多个中空通孔；及
半导体裸片，其电连接到所述封装衬底，其中所述中空通孔安置于所述半导体裸片下方。


2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其中所述中空通孔中的每一者的直径大于或等于100μm。


3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其中所述中空通孔用于使流体流过。


4.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其进一步包括安置于所述封装衬底与所述半导体裸片之间的多个帽盖结构，其中所述帽盖结构中的每一者界定空腔，并且所述帽盖结构中的每一者附接到所述封装衬底以覆盖所述中空通孔中的两者，并且所述中空通孔中的所述两者通过所述帽盖结构的所述空腔彼此连通。


5.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其中所述帽盖结构附接到所述半导体裸片。


6.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其进一步包括安置于所述封装衬底与所述半导体裸片之间的多个U形管，所述U形管中的每一者包含两个端部，所述U形管中的每一者的所述两个端部分别连接到所述中空通孔中的两者，并且所述中空通孔中的所述两者通过所述U形管彼此连通。


7.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其中所述封装衬底界定多个穿通孔，并且进一步包含多个内层及至少一个电路层，其中所述内层安置于所述穿通孔的所述内表面上以形成所述中空通孔，并且所述电路层与所述内层电绝缘。


8.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其中所述封装衬底界定多个穿通孔以形成所述中空通孔。


9.一种电子装置，其包括：
半导体封装结构，其包括：
封装衬底，其包含延伸穿过所述封装衬底的多个第一中空通孔；及
半导体裸片，其电连接到所述封装衬底，其中所述第一中空通孔安置于所述半导体裸片下方；
主衬底，其电连接到所述封装衬底，其中所述主衬底包含延伸穿过所述主衬底的多个第二中空通孔，并且所述第二中空通孔与所述第一中空通孔对准；及
散热装置，其用于耗散由所述半导体裸片产生的热量，其中所述热量穿过所述第二中空通孔及所述第一中空通孔传输。


10.根据权利要求9所述的电子装置，其进一步包括：
多个帽盖结构，其安置于所述封装衬底与所述半导体裸片之间，其中所述帽盖结构中的每一者界定空腔，所述帽盖结构中的每一者附接到所述封装衬底以覆盖所述中空通孔中的两者，并且所述第一中空通孔中的所述两者通过所述帽盖结构的所述空腔彼此连通；
中间块，其安置于所述封装衬底与所述主衬底之间，其中所述中间块界定与所述第二中空通孔及所述第一中空通孔对准的多个穿通孔；
多个U形管，其安置于所述主衬底下方，所述U形管中的每一者包含两个端部，所述U形管中的每一者的所述两个端部分别连接到所述第二中空通孔中的两者，并且所述第二中空通孔中的所述两者通过所述U形管彼此连通，其中所述U形管热连接到所述散热装置；及
第一工作流体，其安置于所述U形管中。


11.根据权利要求10所述的电子装置，其中所述散热装置包含冷凝器结构、第一通道、第二通道及第二工作流体，所述冷凝器结构界定封闭室，所述U形管中的每一者的部分安置于所述冷凝器结构的所述封闭室中，所述第一通道及所述第二通道与所述冷凝器结构的所述封闭室连通，并且所述第二工作流体在所述第一通道、所述封闭室及所述第二通道中流动并且接触所述封闭室中的所述U形管中的每一者的所述部分。


12.根据权利要求9所述的电子装置，其进一步包括：
多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈馨恩，胡逸群，蔡荣哲，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71