[发明专利]具有散热器的电子模块组件

说明书

技术领域

本发明涉及电子模块组件，并且特别涉及具有散热器的组件。

背景技术

在目前的电子模块部件中，热学性质和行为正变得愈发关键，这是因为功耗水平提高并且部件变得更小更薄。这导致了高结温，其可能降低部件的功能性并导致部件毁坏。高结温的风险还限制了产品中的整体功耗水平。

一种具有堆叠封装(package-on-package)部件的新型电子模块组件正被提出。例如，电子模块组件可以包括具有专用集成电路(ASIC)芯片和衬底的第一封装，以及具有存储器芯片和衬底的第二封装。第二封装被安装到第一封装的顶部，并且第二封装通过第一封装的衬底电耦合到印刷电路板。

一些例如存储器模块的部件具有非常低的允许最大结温。对于存储器来说这会产生问题，特别是在存储器模块被置于一些功耗ASIC顶部的堆叠封装部件中。较下面的部件会加热存储器，并且由于它本身也有功耗，因此存储器模块的结温很容易升高到临界限之上；存储器的结温可以在高于允许温度大约10-15℃的正常使用情况下。利用所使用的现有技术无法提高存储器的最大允许温度，因此必须找到针对该问题的某种其它解决方法。结温升高到临界限之上在其它部件中也是相当普遍的问题，特别是在那些在晶片(die)上具有局部热源的部件中。

对于堆叠封装部件而言，存储器温度过高是一个非常新的问题，因为整个技术都是创新的。该问题目前还没有得到解决。在其它部件中，例如通过向部件衬底添加铜来降低晶片的温度。也存在这样的部件，其中，通过散热块(heat slug)(晶片和部件顶部之间的热传导材料)将热量从晶片处向上引导。部件顶表面继而通过散热片(heat sink)被冷却。

期望提供一种用于在堆叠封装部件组件中防止过高温度的系统和方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电子模块组件，包括：第一衬底；安装到第一衬底的顶表面的第一半导体晶片；位于第一半导体晶片之上并且与第一衬底的顶表面电连接且机械连接的第二衬底；安装到第二衬底的顶表面的第二半导体晶片；位于第二半导体晶片之上且与第二半导体晶片热耦合的散热器；以及至少部分地包围第二半导体晶片和散热器的密封材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子模块组件，其包含第一部分和第二部分，其中第一部分包括第一衬底以及与第一衬底电耦合且机械耦合的第一半导体晶片；第二部分包括第二衬底、与第二衬底电耦合且机械耦合的第二半导体晶片、与第二半导体晶片机械耦合且热耦合的散热器以及至少部分地包围第二半导体晶片和散热器的密封材料。通过在第一衬底和第二衬底之间直接延伸的导体，第二衬底与第一衬底电耦合以形成电子模块组件，该电子模块组件适于安装到具有单一组件的电子构件上。该电子模块组件适于将来自第二半导体晶片的热量传递到散热器，并通过导体且通过第一衬底传递给电子构件。

根据本发明的一个方法，提供了一种组装电子模块组件的方法，该方法包括：提供第一子组件，其包含第一衬底以及安装到第一衬底的顶表面的第一半导体晶片，其中第一衬底的底面适于可操作地安装在电子构件上；提供第二子组件，其包括第二衬底、安装到第二衬底并位于第二衬底的顶表面之上的至少一个第二半导体晶片、以及与至少一个第二半导体晶片热耦合并位于第二半导体晶片的顶表面之上的散热器；以及通过在第二衬底的底面和第一衬底的顶表面之间延伸的导体连接第二衬底与第一衬底。散热器和导体适于从散热器到导体地将热量从第二半导体晶片处传递走。

根据本发明的另一方法，提供了一种将热量从电子模块组件中的半导体晶片处传递走的方法，该方法包括：在半导体晶片顶部上提供散热器；将热量从半导体晶片处传递到散热器；通过至少部分地包围散热器的半导体晶片密封材料将热量从散热器处传递到与半导体晶片电连接的电导体；将热量从电导体传递到电子模块组件的第一电子模块子组件的第一衬底；以及将热量从第一电子模块子组件传递到第一电子模块子组件安装在其上的电子构件。

附图说明

本发明的上述方面和其它特征将在下文的描述中参考附图进行阐释，其中：

图1是结合本发明特征的移动电话的透视图；

图2是图1中所示电话的印刷电路板组件的示意性部分截面视图；

图3是示出了图2中所示部件的部分放大视图的示意图；

图4是图3中所示组件的较下面的封装的顶视平面图；

图5是图3中所示组件的第二封装的截面和裂开顶视图；

图6是示出了本发明的可选实施方式的类似于图3的示意图；