[发明专利]电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本文中讨论的实施方案涉及电子器件和制造电子器件的方法。

背景技术

随着电子装置的性能提高和尺寸减小，将半导体芯片以裸芯片的形式表面贴装在电路板上，以便以高的密度提供结合在电子装置中的电子部件。例如，将半导体芯片以倒装芯片方式安装在电路板上。

高性能的以倒装芯片方式安装的半导体芯片产生大量的热。因此，例如，经由设置在半导体芯片上方的热界面材料(TIM)来设置由高热导率的材料如铜构成的散热片。半导体芯片与散热片之间的距离短，从而有效地冷却热的半导体芯片。

可以使用包括树脂和热导体(填料)如碳纳米管(以下称为“CNT”)的导热树脂作为TIM。可以使用通过在填充有多个第一CNT的树脂层的底部分散多个第二CNT而形成的片构件作为使用CNT的导热树脂。

相关的技术在日本专利第4036742号和日本公开特许公报第2003-69187、2004-165586、2007-165149和2011-96832号中公开。

在导热树脂用作TIM的情况下，由于当在导热树脂上安装散热器时施加的温度和压力，所以导热树脂的树脂组分熔化并且流动到周围区域。因此，使导热树脂的热导体和散热器彼此热接触。

然而，当安装散热器时，由于散热器的不平坦表面或散热器的凹凸(undulation)，所以导热树脂可能保留在热导体与散热器之间而没有被去除。导热树脂的树脂组分的热导率小至约几瓦特每米开尔文(W/m·K)。因此，如果树脂保留在热导体与散热器之间的接触界面中，则树脂层用作热阻，散热特性可能劣化。

在使用通过在填充多个第一CNT的树脂层的底部分散多个第二CNT而形成的片构件作为TIM的情况下，当散热器安装到半导体器件上时，导热树脂中的第一CNT与第二CNT接触，形成从半导体器件到散热器的导热路径。如果散热器的安装条件如加热温度和压力不合适，则第二CNT可能随着树脂组分的流出而流出。结果，在半导体器件上方的第二CNT的密度变得小于在外围中的第二CNT的密度，从而使散热特性劣化。

发明内容

根据实施方案的一个方面，一种电子器件包括：半导体器件；设置在半导体器件上方的、包括热导体和树脂的导热树脂；设置在导热树脂上方的、待与热导体热接触的线形碳件；以及设置在线形碳件上方的、包括具有导热树脂的凹部的散热器。

提供一种通过包括在导热树脂中的热导体将热从半导体器件高效率地传导到散热器的电子器件，并且提供一种用于制造电子器件的方法。

借助于在权利要求中具体提出的元件和组合，可以实现和获得本发明的目的和优点。

应当理解，上述总体描述和以下详细描述都是例示和解释本发明，而非限制要求保护的本发明。

附图说明

图1示出一个示例性电子器件；

图2A和图2B示出一个示例性散热器；

图3A和图3B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；

图4A和图4B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；

图5A和图5B示出一个用于制造电子器件的示例性方法；

图6示出一个示例性电子器件；

图7A和图7B示出一个示例性散热器；

图8示出一个示例性电子器件；

图9A和图9B示出一个示例性散热器；

图10示出一个示例性电子器件；以及

图11A和图11B示出一个示例性散热器。

具体实施方式

图1示出一个示例性电子器件。图1所示的电子器件包括设置在电路板1上方并且通过多个钎焊凸点2电连接到电路板1的半导体器件3、设置在半导体器件3上并且包括CNT 10和树脂11的导热树脂4、设置在导热树脂4上并且与CNT 10热接触的线形碳件5以及设置在线形碳件5上并且包括填充有树脂11的凹部7的散热器8。可以使用粘合剂9将散热器8固定到电路板1上。

在电路板1中，在由例如玻璃陶瓷、玻璃环氧树脂或双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂构成的衬底的两个表面上形成有包含Cu的布线图案。布线图案通过通路孔彼此电连接。在与多个钎焊凸点2相对应的位置处设置有电极焊垫，作为布线图案的一部分。在图1中可能没有示出布线图案、通路孔和电极焊垫。

半导体器件3可以是例如通过在硅衬底上形成集成电路(IC)而获得的半导体芯片。半导体芯片在集成电路的操作期间通过通电而产生热。可以使用其中半导体芯片用例如密封树脂、陶瓷或玻璃密封(封装)的半导体封装件作为半导体器件3。