芯片封装结构、芯片封装系统和形成芯片封装结构的方法与流程

1.各种实施例一般地涉及芯片封装结构并且涉及形成芯片封装结构的方法。

背景技术：

2.芯片封装可以通过热界面材料（tim）耦合到散热器（heat sink）。在许多情况下，热界面材料可能具有与芯片封装的暴露金属和/或聚合物的cte匹配得不好的热膨胀系数（cte）。失配的原因可能是例如tim的聚合物基体（polymer matrix）（例如，硅酮具有非常高的cte），和/或可以包括在聚合物基体中的填料颗粒/材料，并且其可能相当于例如热界面材料的85-95 wt%。
3.由cte失配产生的热机械应力可能导致界面之间的分层（delamination）。特别是tim材料在释出（desorb）蜡的已固化的环氧材料上的粘合可能是关键。分层可能导致热电阻r
th
的大幅增加，这可能引起器件过热。此外，在一些情况下，分层可能导致电气故障。为了爬电（creepage）符合，不允许一些器件（例如分立功率封装、功率模块、智能功率模块）分层。
4.为了即使在高功率模块中也将芯片保持在合理操作温度处，可能需要先进的热传输，但是同时，改进的隔离可能是必要的。
5.图5a示出了提供具有这种性质的芯片封装结构500的现有技术示例，即通过在芯片和外部封装表面之间具有热界面材料堆叠512、550、552，诸如铝512和例如环氧（epoxy）膜550、552的堆叠，其中，第一环氧膜550可以是完全固化的环氧膜（也称为c阶段），并且第二环氧膜552可以仅部分固化（也称为b阶段），其对于软化第二环氧膜552和将芯片104和/或引线框560附着到该软化的环氧膜552可以是有用的。
6.然而，如示出图5a的芯片封装结构500的图5b中所示，可能出现的问题是，特别地，大的芯片封装结构500可能在封装结构500内经受高应力，这可能引起包封（encapsulation）材料562（例如，模制复合物，emc）和tim堆叠（铝板512、环氧片552、554）的各个层之间的不期望的分层（由粗条和箭头指示）。

技术实现要素：

7.提供一种芯片封装结构。该芯片封装可以包括芯片、包封材料、以及导电地连接到芯片的暴露的焊盘（pad）、在该暴露的焊盘的表面上的多孔或含枝状体（dendrite-comprising）的增粘剂的层、以及通过该层附着到暴露的焊盘的热界面材料。
附图说明
8.在附图中，相同的附图标记贯穿不同的视图通常表示相同的部分。图不一定是按比例的，代之以，重点通常被置于说明本发明的原理。在以下描述中，参考以下附图描述本发明的各种实施例，在附图中：图1a至1e中的每个示出了根据各种实施例的芯片封装结构的示意性截面图；
图2a和图2b中的每个示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法；图3示出了根据各种实施例的芯片封装结构的示意性截面图；图4示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法的流程图；图5a示出了根据现有技术的形成芯片封装结构的方法，并且图5b示出了所得的芯片封装结构；图6a示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法；图6b和6c中的每个示出了根据各种实施例的芯片封装结构的示意性截面图；以及图7示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法的流程图。
具体实施方式
9.以下详细描述参考附图，附图以说明的方式示出了可以实践本发明的具体细节和实施例。
10.词语“示例性”在本文用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定解释为相对于其他实施例或设计是优选或有利的。
11.提供了用于器件的本公开的各个方面，并且提供了用于方法的本公开的各个方面。将理解，器件的基本性质也适用于所述方法并且反之亦然。因此，为了简洁起见，可能已经省略了对此类性质的重复描述。
12.为了确保界面之间的良好热流以及可选地可靠的电隔离，芯片封装和散热器之间的连接在寿命上需要是鲁棒的。
13.在各种实施例中，可以在芯片封装（例如，暴露的（例如，金属）焊盘）和热界面材料之间提供多孔或枝状体增粘剂。在各种实施例中，可以在芯片封装的封装材料和热界面材料之间附加地布置增粘剂。
14.在具有多孔结构的增粘剂的情况下，该增粘剂可以具有空腔，当热界面材料以糊状（pasteous）或液体形式布置时，在其凝固之前，热界面材料可以流入空腔中。
15.在具有枝状体结构的增粘剂的情况下，该（最初为液体或糊状）热界面材料可以在其凝固之前就围住（enlose）增粘剂的枝状体结构。
16.在各种实施例中，增粘剂可配备有孔和枝状体两者。
17.增粘剂的结构（例如，如上所述，例如具有孔和/或枝状体）可以导致增粘剂和热界面材料之间的机械互锁（也称为机械锚定）。
18.增粘剂可以附加地具有对芯片封装，例如对暴露的（例如金属）焊盘，和/或对封装材料，例如本领域已知的模制材料的优秀粘合性。例如，增粘剂可以具有cte，其比热界面材料更接近在其上形成增粘剂的（一个或多个）芯片封装材料的cte。换句话说，和/或。替代地或附加地，第一粘合对（暴露的焊盘-增粘剂）和/或第二粘合对（封装材料-增粘剂）的化学和/或物理粘合性可能比现有技术的粘合对（暴露的焊盘-热界面材料；封装材料-热界面材料）之间高。
19.在现有技术中（不使用枝状体/多孔增粘剂），由于上述cte的失配和/或由于其他
粘合限制因素，高热导率的长期稳定性可能是关键的（例如，处于危险中）。
20.在各种实施例中，多孔或含枝状体增粘剂一方面可以补偿cte失配，并且另一方面可以是温度稳定的并且不表现出任何降级。
21.在各种实施例中，芯片封装结构可以包括与例如压缩模制的tim层组合的含枝状体增粘剂。
22.含枝状体增粘剂可以例如是无机增粘剂，例如通过所谓的a2镀敷（plating）过程来形成。a2镀敷过程可使用商用的镀敷浴，其可例如用于形成包含锆和铬的枝状体增粘剂，或作为所谓的不含cr6的a2，锌-钒层和锌-钒氧化物层的枝状体组合。
23.原子层沉积（ald）可以应用在导电和/或非导电表面上。换句话说，使用ald，在各种实施例中，可以将增粘剂沉积在导电和/或非导电材料上，因此在各种实施例中，枝状体结构可以沉积在芯片封装结构的整个（例如，背面）侧面上，其中，该侧面可以包括导电的（例如，金属）和非导电的（例如，聚合物）表面两者。
24.在各种实施例中，多孔增粘剂可以通过热水地（hydrothrmally）处理的氧化铝层来形成。
25.在各种实施例中，多孔或含枝状体增粘剂可形成为纳米颗粒的层，其可使用火花烧蚀来形成。纳米颗粒可以例如包括导电或半导电材料或由其组成，导电或半导电材料例如是金属、金属合金或半导体材料。在各种实施例中，形成增粘剂的具有空腔/枝状体的纳米颗粒的层可以例如包括形成暴露的焊盘的表面的金属或由其组成。
26.作为又一示例，在各种实施例中，二氧化硅气凝胶（silica aerogel）可以用作增粘剂。
27.在沉积多孔或枝状体增粘剂之后，热界面材料（其可以是电绝缘层）可以形成在该增粘剂上，例如模制到增粘剂上。在各种实施例中，热界面材料可以通过压缩模制或如传递模制（transfer molding）之类的其他模制过程，或者例如通过印刷或层压来布置。热界面材料（例如，电绝缘材料）可以例如是硅酮或环氧材料，或以流体状态提供以能够填充增粘剂层的枝状体或多孔壳状结构的任何其他种类的聚合物。
28.用于热界面材料的示例性材料可以包括热塑性塑料或由其组成，热塑性塑料比如是聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯（polytetraflourethylene）、聚酯、聚碳酸酯或聚丙烯，包括热固性塑料或由其组成，热固性塑料比如是聚氨酯、三聚氰胺树脂或环氧树脂，或包括弹性体或由其组成，弹性体比如是硅酮、乙烯-丙烯共聚物。
29.在各种实施例中，这些材料可以高度填充有陶瓷填料，诸如al2o3、bn、aln、mgo。
30.对于所谓的“高级隔离”，换句话说，对于高质量的电隔离来说，可能需要相对于划痕（scratche）非常鲁棒的层。因此，可以使用相对硬的材料（例如，与用于具有对对抗划痕不太严格的要求的芯片封装的材料相比）作为例如封装材料，例如模制材料。包括多孔/枝状体增粘剂的上述实施例可特别好地适于避免分层的风险。
31.图1a至1e中的每个示出了根据各种实施例的芯片封装结构100的示意性截面图，并且图2a和2b中的每个示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构100的方法。
32.芯片封装100可以包括芯片104、包封材料106和导电地连接到芯片104的暴露的焊盘108。芯片104、包封和暴露的焊盘108可以一起形成芯片封装102。在各种实施例中，芯片封装102可以包括另外的部件，如例如像电引线（例如用于接触布置在芯片104的与暴露的
cm/s的范围内。
43.使用电镀，例如a2过程，该过程的性质可使增粘剂110仅形成在导电表面上，例如仅形成在暴露的焊盘108上，例如如图1c、图1d、图1e和图2b中所示。可以在形成包封106之前（例如参见图2b）或者在形成包封106之后（例如参见图2a）布置增粘剂110。
44.在各种实施例（未示出）中，暴露的焊盘108可以是面向散热器330的仅有表面。换句话说，包封材料106从背侧覆盖暴露的焊盘108（例如，引线框）的区域可以匹配暴露的焊盘108的区域或者小于该区域。
45.在各种实施例中，可以通过其他技术将增粘剂110限制到暴露的焊盘108，例如通过使用掩模来将形成增粘剂110的区域限制到暴露的焊盘108。
46.在各种实施例中，可以在包封材料106之上，例如与包封材料106接触地附加布置增粘剂110。换句话说，增粘剂110可以从暴露的焊盘108延伸到包封材料106。在各种实施例中，包封材料106可以与暴露的焊盘108相邻。在各种实施例中，暴露的焊盘108和包封材料106可以形成公共表面，其中，包封材料106可以至少部分地，例如完全围绕着暴露的焊盘108。
47.在各种实施例中，增粘剂110可以被布置成覆盖包封材料106的至少一部分，见图1a、图1b和图2a中所示的示例性实施例。增粘剂110可以被布置成完全或几乎完全覆盖芯片封装102的主表面之一，例如包括暴露的焊盘108的表面。在各种实施例中，增粘剂110可以被布置成仅覆盖主表面的一部分，例如在至少一个方向上在暴露的焊盘108的边缘之上朝向芯片封装102的边缘延伸。在各种实施例中，增粘剂110可以被布置成例如在所有侧面上，在暴露的焊盘108的一个或多个边缘之上对称地延伸到包封材料106上。
48.为了沉积可粘附到导电暴露的焊盘108和封装材料两者的材料，例如如上所述，在各种实施例中可使用原子层沉积（ald）或另外允许形成多孔和/或枝状体结构的其他合适技术。换句话说，使用ald，在各种实施例中，可以将增粘剂沉积在导电和/或非导电材料上。
49.在各种实施例中，多孔增粘剂可形成，例如在ald过程中通过沉积氧化铝，并通过使该层经受热水处理，从而形成粗糙/多孔（勃姆石）alooh层而形成，例如如de 10 2018 118 544 a1中所述。
50.在各种实施例中，多孔或含枝状体增粘剂可形成为纳米颗粒的层，其可使用由待沉积为纳米颗粒的材料制成的电极的火花烧蚀来形成。纳米颗粒可以例如包括导电或半导电材料或由其组成，导电或半导电材料例如是金属、金属合金或半导体材料。在各种实施例中，形成增粘剂的具有空腔/枝状体的纳米颗粒的层可以例如包括形成暴露的焊盘的表面的金属或由其组成。
51.作为又一示例，在各种实施例中二氧化硅气凝胶可以用作增粘剂。
52.在各种实施例中，芯片封装结构100可以包括通过多孔/枝状体层110附着到暴露的焊盘108的热界面材料112。
53.当布置热界面材料112时，热界面材料（tim）112在应用的温度处可以是液体或糊状的。由此，可以确保热界面材料112可以流入或被压入增粘剂110的孔或更一般地空腔中，或者可以将其自身布置在枝状体周围。在热界面材料112的凝固（例如，通过热固化、uv照射或诸如此类）之后，可以通过热界面材料112和增粘剂110形成牢固的互锁结构。在各种实施例中，热界面材料112可以通过模制过程来布置，例如通过压缩模制或传递模制，或者例如
通过印刷、层压或3d打印。
54.在各种实施例中，热界面材料112可以包括热固性树脂、硅酮、环氧、橡胶、环氧聚酰亚胺和/或热塑性塑料或诸如此类，或者由其组成。
55.热界面材料112可以一直延伸到增粘剂110的边缘。换句话说，被热界面材料112覆盖的区域可以基本上或完全匹配被增粘剂110覆盖的区域。针对示例性实施例，参见图1b、图1d、图2a和图2b。
56.在各种实施例中，热界面材料112可以不完全覆盖增粘剂110。图1a和图1c中示出了示例性实施例。
57.在各种实施例中，可以避免热界面材料112延伸超过增粘剂110到包封材料106的表面上的情况，至少在增粘剂至少部分地覆盖包封材料的情况下，因为热界面材料112直接接触包封材料以及热界面材料112和包封材料106之间的粘附降低的区域否则可能可以形成也在暴露的焊盘108之上的热界面材料112的剥离的起始点。
58.在热界面材料112和包封材料之间直接接触的情况下，例如通过特别选择的材料，也确保良好的粘附的情况下，可以允许热界面材料112与包封材料106形成直接接触。图1e中示出了这种芯片封装结构100的相应示例性实施例，其中，增粘剂110仅形成在暴露的焊盘108上，热界面材料112通过增粘剂110附着到暴露的焊盘108，并且热界面材料112形成为延伸到包封材料106（其上未形成增粘剂110）上。
59.在各种实施例中，热界面材料112可以形成与散热器330的界面，通常是具有优秀的导热性（例如金属）和大表面的结构，其可以例如通过例如空气或水之类的冷却剂冷却。图3示出了芯片封装系统300的示例性实施例，其可以包括上述芯片封装结构100中的任何芯片封装结构，并且还可以包括直接附着（特别地，利用导热连接）到热界面材料的散热器330。散热器330可以基本上如本领域已知的那样安装到热界面材料112。
60.图4示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法的流程图400。
61.方法可以包括通过用包封材料包封至少芯片并暴露导电地连接到芯片的焊盘来形成芯片封装（410），在暴露的焊盘的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层（420），以及，使用该层将热界面材料附着到暴露的焊盘（430）。
62.在各种实施例中，热界面材料112、512可以包括金属或由金属组成，并且多孔或含枝状体增粘剂110可以形成在热界面材料112、512的表面上，例如形成在芯片封装结构100、300、600内部的表面上，和/或在由芯片封装结构100、600暴露的表面上。这可以应用于上述实施例中的任何实施例，除非从上下文明确地描述或清楚的是非金属热界面材料112、512被描述为仅有的选项。
63.如上所述，图5a示出了根据现有技术形成芯片封装结构500的方法，并且图5b示出了所得芯片封装结构500的截面图。
64.图6a示出了根据各种实施例如何修改图5a的方法以便提供芯片封装结构600，并且图6b和图6c中的每个示出了根据各种实施例的芯片封装结构600的示意性截面图，其可以可选地包括图6a的芯片封装结构600。在图6b中，芯片104可布置在截面的平面之外，且因此仅示出为虚线，但图6c包括了芯片104和将芯片104电连接到引线框560的结合线666。
65.在各种实施例中，芯片封装结构600可以包括包括芯片104和包封材料562的芯片封装、包括金属或由金属组成并且热连接到芯片封装，例如热连接到芯片104和/或包封材
料562和/或界面材料552、554的热界面512、以及在热界面512的表面上的多孔或含枝状体增粘剂660的层660。
66.换句话说，在各种实施例中，替代地或除了暴露的焊盘，多孔或含枝状体增粘剂110的层可布置在可包括金属或由金属组成的热界面512上。
67.为了便于参考，热界面512上的增粘剂660被提供有其自己的附图标记660，即使至少在各种实施例中，增粘剂660和增粘剂110的材料可以相同的并且它们甚至可以在共同的过程期间被施加/形成，例如在热界面512附着到暴露的焊盘108之后。
68.在各种实施例中，暴露的焊盘108上的多孔或含枝状体增粘剂110可不同于热界面512上的多孔或含枝状体增粘剂660。这例如在暴露的焊盘108和热界面512在它们被接合之前分别被提供有它们各自的多孔或含枝状体增粘剂110和660的情况下可以是有用的。
69.其上形成多孔或含枝状体增粘剂660的热界面512的表面可以包括热界面512的任何表面，例如形成与芯片封装的界面的（一个或多个）表面和/或从芯片封装暴露的表面。
70.在各种实施例中，例如，铝板/铝块之类的热界面512与例如例如模制复合物之类的包封材料562之类的其所附着的结构之间的粘合可通过通过浸入热去离子（di）水中使热界面512（例如，铝板/铝块）的表面粗糙化来改进。因此，热界面512上自然形成的或故意施加的氧化铝（al2o3）层可以转换为具有增加的粘合性质的含枝状体的勃姆石（alooh）层。实验已经表明，铝表面上的含枝状体的勃姆石（alooh）层即使在应力测试之后也增加粘合。该过程本身是容易和便宜的。热界面512例如可以浸入热di水中大约十分钟。该过程可以在大量热界面512上并行执行。
71.替代地，如上所述的其他多孔或含枝状体增粘剂110可用于增粘剂660，并可如那里描述的那样形成。
72.在各种实施例中，如图6a中所示，可以在热界面512附着到芯片封装结构600的任何其他元件之前在热界面512上形成多孔或含枝状体增粘剂110。由此，可以确保热界面512与例如包封材料562、芯片104、界面材料550（在各种实施例中，提供仅一个界面材料550可能是足够的，而不是如现有技术中使用的c阶段材料和b阶段材料的组合）、散热器330之类的芯片封装结构600的其他部件之间的所有界面类似于图3中所示的实施例。
73.在各种实施例（其示例在图6a至6c中示出）中，热界面512可具有带有通过其主表面的六边形截面的形状。换句话说，如图6a至6c中所示，热界面512可以具有形状，该形状具有大的相对主表面和接合表面的v形边缘，具有指向外的v的底部。热界面512的该形状可以组合相对于热界面512的其他形状的两个优势，例如相对于具有矩形截面的热界面512的两个优势，因为具有六边形截面的热界面512可以更牢固地锚定在包封材料562中，并且因为与通过为其提供具有阶梯式截面的形状而牢固地可锚定的热界面512（被布置有朝向芯片封装600的内部的热界面512的较宽部分）相比，其更容易制造（例如，通过在板中简单地形成两个相对的v形状凹槽，如图6a中所示）。在各种实施例中，热界面512可以具有任何合适的形状，例如，如本领域已知的。
74.图7示出了根据各种实施例的形成芯片封装结构的方法的流程图700。
75.所述方法可以包括通过用包封材料包封至少芯片来形成芯片封装（710），在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层（720），以及使用增粘剂将热界面附着到芯片封装（730）。
76.以下将说明各种示例：示例1是一种芯片封装结构。该芯片封装可以包括芯片、包封材料以及导电地连接到芯片的暴露的焊盘、在暴露的焊盘的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层、以及通过该层附着到暴露的焊盘的热界面材料。
77.在示例2中，示例1的主题可以可选地包括，热界面材料是有机材料。
78.在示例3中，示例1的主题可以可选地包括，热界面材料是无机材料。
79.在示例4中，示例1至3中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂是有机增粘剂。
80.在示例5中，示例1至3中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂是无机增粘剂。
81.在示例6中，示例5的主题可以可选地包括，无机增粘剂包括氧化铝。
82.在示例7中，示例6的主题可以可选地包括，无机增粘剂包括热水处理的氧化铝。
83.在示例8中，示例5的主题可以可选地包括，无机增粘剂包括通过a2过程和/或通过原子层沉积（ald）沉积的材料和/或通过火花烧蚀获得的纳米颗粒层。
84.在示例9中，示例1至8中的任何示例的主题可以可选地包括，热界面材料是压缩模制、印刷、层压、模制、3d打印和/或传递模制的热界面材料。
85.在示例10中，示例1至9中的任何示例的主题可以可选地包括，热界面材料包括热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料或由热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料组成。
86.在示例11中，示例10的主题可以可选地包括，树脂是环氧树脂。
87.在示例12中，示例1至11中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料的表面。
88.在示例13中，示例12的主题可以可选地包括，热界面材料与增粘剂接触地延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料。
89.在示例14中，示例1至13中的任何示例的主题可以可选地包括，暴露的焊盘是芯片接触、重分布结构的部分、或夹。
90.示例15是一种形成芯片封装结构的方法。所述方法可以包括通过用包封材料包封至少芯片并暴露导电地连接到芯片的焊盘来形成芯片封装，在暴露的焊盘的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层，以及，使用该层将热界面材料附着到暴露的焊盘。
91.在示例16中，示例15的主题可以可选地包括，热界面材料是有机材料。
92.在示例17中，示例15的主题可以可选地包括，热界面材料是无机材料。
93.在示例18中，示例15至17中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂是有机增粘剂。
94.在示例19中，示例15至17中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂是无机增粘剂。
95.在示例20中，示例19的主题可以可选地包括，无机增粘剂包括氧化铝。
96.在示例21中，示例20的主题可以可选地包括，形成无机增粘剂的层包括热水处理氧化铝。
97.在示例22中，示例19的主题可以可选地包括，形成无机增粘剂的层包括通过a2过程和/或通过原子层沉积（ald）沉积该层和/或通过火花烧蚀形成纳米颗粒层。
98.在示例23中，示例15至22中的任何示例的主题可以可选地包括，附着热界面材料包括过程的组中的至少一个，该组包括压缩模制、印刷、层压、模制和传递模制。
99.在示例24中，示例15至23中的任何示例的主题可以可选地包括，热界面材料包括热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料或由热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料组成。
100.在示例25中，示例24的主题可以可选地包括，树脂是环氧树脂。
101.在示例26中，示例15至25中的任何示例的主题可以可选地包括，增粘剂延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料的表面。
102.在示例27中，示例26的主题可以可选地包括，热界面材料与增粘剂接触地延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料。
103.在示例28中，示例15至27中的任何示例主题可以可选地包括，暴露的焊盘是芯片接触、重分布结构的部分、或夹。
104.在示例29中，示例15至25中的任何示例的主题可以可选地包括，在芯片的包封之前形成增粘剂。
105.在示例30中，示例15至28中的任何示例的主题可以可选地包括，在芯片的包封之后形成增粘剂。
106.在示例31中，示例1、3至8或12至14中的任何示例的芯片封装结构可以可选地包括，热界面材料包括金属或由金属构成，芯片封装结构还包括在热界面的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层。
107.在示例32中，示例31的芯片封装结构可以可选地包括，暴露的焊盘的表面上的增粘剂和热界面的表面上的增粘剂包括相同的材料或由相同的材料组成，其可选地在共同的过程期间形成。
108.示例33是一种芯片封装结构。该芯片封装结构可以包括：芯片封装，其包括芯片和包封材料，热界面，其包括金属或由金属构成并且热连接到芯片封装，以及在热界面的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层。
109.在示例34中，示例33的芯片封装结构可以可选地包括，增粘剂是无机增粘剂。
110.在示例35中，示例34的芯片封装结构可以可选地包括，无机增粘剂包括氧化铝。
111.在示例36中，示例34或35的芯片封装结构可以可选地包括，无机增粘剂包括热水处理的氧化铝。
112.在示例37中，示例33的芯片封装结构可以可选地包括，增粘剂是有机增粘剂。
113.在示例38中，示例33至37中的任何示例的芯片封装结构可以可选地包括，增粘剂布置在热界面与芯片之间和/或热界面与包封材料之间。
114.在示例39中，示例33至38中的任何示例的芯片封装结构可以可选地包括，热界面材料的金属是金属的组中的至少一个，该组包括铝和铜。
115.在示例40中，示例33至39中的任何示例的芯片封装结构可以可选地包括，热界面部分地集成在包封材料中。
116.在示例41中，示例33至40中的任何示例的芯片封装结构可以可选地包括，热界面具有带有穿过其主表面的六边形截面的形状。
117.示例42是一种形成芯片封装结构的方法。所述方法可以包括通过用包封材料包封
至少芯片来形成芯片封装，在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层，以及使用增粘剂将热界面附着到芯片封装。
118.在示例43中，示例42的方法可以可选地包括，增粘剂是无机增粘剂。
119.在示例44中，示例43的方法可以可选地包括，无机增粘剂包含氧化铝。
120.在示例45中，示例43或44的方法可以可选地包括，无机增粘剂包括热水处理的氧化铝。
121.在示例46中，示例42的方法可以可选地包括，增粘剂是有机增粘剂。
122.在示例47中，示例42至46中的任何示例的方法可以可选地包括，在芯片封装附着到热界面之前在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层。
123.在示例48中，示例42至46中的任何示例的方法可以可选地包括，在将芯片附着到热界面之后并且在通过包封材料包封芯片和热界面的至少一部分之前，在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层。
124.在示例49中，示例48的方法可以可选地包括，芯片封装还包括导电地连接到芯片的引线框，并且在热界面上形成增粘剂期间，在引线框上附加地形成增粘剂，并且包封至少部分地包封引线框。
125.示例50是一种芯片封装系统。该芯片封装系统可以包括示例1至14或31至41中的任何示例的芯片封装结构，以及附着至热界面材料的散热器。
126.虽然已经参考具体实施例特别地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节的各种改变。因此，本发明的范围由所附权利要求书指示并且因此旨在包含来到权利要求书的等同物的含义和范围内的所有改变。

技术特征：

1.一种芯片封装结构，包括：芯片封装，包括芯片、包封材料和导电地连接到芯片的暴露的焊盘；在暴露的焊盘的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层；以及热界面材料，通过层附着到暴露的焊盘。2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中，热界面材料是有机材料。3.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中，热界面材料是无机材料。4.根据权利要求1至3中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，增粘剂是有机增粘剂。5.根据权利要求1至3中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，增粘剂是无机增粘剂。6.根据权利要求5所述的芯片封装结构，其中，无机增粘剂包括氧化铝。7.根据权利要求6所述的芯片封装结构，其中，无机增粘剂包含热水处理的氧化铝。8.根据权利要求5所述的芯片封装结构，其中，无机增粘剂包括通过a2过程和/或通过原子层沉积（ald）沉积的材料和/或通过火花烧蚀获得的纳米颗粒层。9.根据权利要求1至8中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，热界面材料包括热固性树脂、硅酮、环氧、橡胶、环氧聚酰亚胺和/或热塑性塑料或由热固性树脂、硅酮、环氧、橡胶、环氧聚酰亚胺和/或热塑性塑料组成。10.根据权利要求1至9中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，增粘剂延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料的表面。11.根据权利要求10所述的芯片封装结构，其中，热界面材料与增粘剂接触地延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料。12.根据权利要求1至11中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，暴露的焊盘是芯片接触、重分布结构的部分或夹。13.一种形成芯片封装结构的方法，所述方法包括：通过用包封材料包封至少芯片并暴露导电地连接到芯片的焊盘来形成芯片封装；在暴露的焊盘的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层；以及使用层将热界面材料附着到暴露的焊盘。14.根据权利要求13所述的方法，其中，热界面材料是有机材料。15.根据权利要求13所述的方法，其中，热界面材料是无机材料。16.根据权利要求13至15中的任何权利要求所述的方法，其中，增粘剂是有机增粘剂。17.根据权利要求13至15中的任何权利要求所述的方法，
其中，增粘剂是无机增粘剂。18.根据权利要求17所述的方法，其中，无机增粘剂包括氧化铝。19.根据权利要求18所述的方法，其中，形成无机增粘剂的层包括热水处理氧化铝。20.根据权利要求17所述的方法，其中，形成无机增粘剂的层包括通过a2过程和/或通过原子层沉积（ald）沉积层和/或通过火花烧蚀形成纳米颗粒层。21.根据权利要求13至20中的任何权利要求所述的方法，其中，附着热界面材料包括过程的组中的至少一个，所述组包括：压缩模制；印刷；层压；3d打印；模制；以及传递模制。22.根据权利要求13至21中的任何权利要求所述的方法，其中，热界面材料包括热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料或由热固性树脂、硅酮、橡胶和/或热塑性塑料组成。23.根据权利要求22所述的方法，其中，树脂是环氧树脂。24.根据权利要求13至23中的任何权利要求所述的方法，其中，增粘剂延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料的表面。25.根据权利要求24所述的方法，其中，热界面材料与增粘剂接触地延伸超过暴露的焊盘以至少部分地覆盖包封材料。26.根据权利要求13至25中的任何权利要求所述的方法，其中，暴露的焊盘是芯片接触、重分布结构的部分或夹。27.根据权利要求13至23中的任何权利要求所述的方法，其中，增粘剂在芯片的包封之前形成。28.根据权利要求13至26中的任何权利要求所述的方法，其中，增粘剂在芯片的包封之后形成。29.根据权利要求1、3至8或10至12中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，热界面材料包含金属或由金属组成，芯片封装结构还包括：在热界面的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层。30.根据权利要求29所述的芯片封装结构，其中，在暴露的焊盘的表面上的增粘剂和在热界面的表面上的增粘剂包括相同的材料或由相同的材料组成，其可选地在共同的过程期间形成。31.一种芯片封装结构，包括：
芯片封装，包括芯片和包封材料；以及热界面，包括金属或由金属构成并且热连接到芯片封装；以及在热界面的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层。32.根据权利要求31所述的芯片封装结构，其中，增粘剂是无机增粘剂。33.根据权利要求32所述的芯片封装结构，其中，无机增粘剂包括氧化铝。34.根据权利要求32或33所述的芯片封装结构，其中，无机增粘剂包含热水处理的氧化铝。35.根据权利要求31所述的芯片封装结构，其中，增粘剂是有机增粘剂。36.根据权利要求31至35中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，增粘剂被布置在热界面与芯片之间和/或热界面与包封材料之间。37.根据权利要求31至36中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，热界面材料的金属是金属的组中的至少一个，所述组包括：铝；以及铜。38.根据权利要求31至37中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，热界面部分地集成在包封材料中。39.根据权利要求31至38中的任何权利要求所述的芯片封装结构，其中，热界面具有带有通过其主表面的六边形截面的形状。40.一种形成芯片封装结构的方法，所述方法包括：通过用包封材料包封至少芯片来形成芯片封装；在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层；以及使用增粘剂将热界面附着到芯片封装。41.根据权利要求40所述的方法，其中，增粘剂是无机增粘剂。42.根据权利要求41所述的方法，其中，无机增粘剂包括氧化铝。43.根据权利要求41或42所述的方法，其中，无机增粘剂包括热水处理的氧化铝。44.根据权利要求40所述的方法，其中，增粘剂是有机增粘剂。45.根据权利要求40至44中的任何权利要求所述的方法，其中，在将芯片封装附着到热界面之前，在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层。46.根据权利要求40至44中的任何权利要求所述的方法，其中，在芯片被附着到热界面之后并且在通过包封材料包封芯片和热界面的至少一部分之前，在热界面的表面上形成多孔或含枝状体增粘剂的层。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，芯片封装还包括电连接到芯片的引线框，以及其中，在热界面上形成增粘剂期间，在引线框上附加地形成增粘剂；以及其中，包封至少部分地包封引线框。48.一种芯片封装系统，包括：根据权利要求1至12或29至39中的任何权利要求所述的芯片封装结构；以及散热器，附着到热界面材料。

技术总结

芯片封装结构、芯片封装系统和形成芯片封装结构的方法。提供了一种芯片封装结构。该芯片封装可以包括芯片、包封材料、以及导电地连接到芯片的暴露的焊盘、在暴露的焊盘的表面上的多孔或含枝状体增粘剂的层、以及通过该层附着到暴露的焊盘的热界面材料。着到暴露的焊盘的热界面材料。着到暴露的焊盘的热界面材料。

技术研发人员：

简振威 M

受保护的技术使用者：

英飞凌科技股份有限公司

技术研发日：

2022.08.18

技术公布日：

2023/2/20