碳纳米管片以及半导体装置、碳纳米管片的制造方法以及半导体装置的制造方法_3

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侧具有由焊料等构成的外部连接端子T。连接焊盘P经由形成于配线基板40内部的多层配线(未图示)与外部连接端子T电连接。
[0083]接着,如图9(b)所示,准备下表面侧具有凸点(bump)电极52的半导体元件50 (LSI芯片)。并且,经由焊料(未图示)使半导体元件50的凸点电极52倒装连接(flip-chip interconnect)于配线基板40的连接焊盘P。作为半导体元件50,使用工作时发热量较大的CPU芯片等。
[0084]然后,在半导体元件50与配线基板40之间的间隙填充底部填充树脂54。
[0085]接着,如图9(c)所示,在半导体元件50的上表面配置前述的图1(a)以及(b)的碳纳米管片I。碳纳米管片I配置于半导体元件50的上表面,使得热塑性树脂部20以及热固性树脂部22覆盖各碳纳米管1a的一面侧成为上侧。
[0086]接着,如图10所示,准备散热件60作为散热部件。散热件60具有平板部62,以及从平板部62的周边向下侧突出的环状的突出部64,在下表面侧的中央部上设置有凹部C。作为散热件60的一个示例,使用在无氧铜部件的外表面施加了镍镀的散热件。
[0087]接着,如图11所示,经由热固性的接合剂66将散热件60的突出部64配置于配线基板40的周边部。
[0088]进而,利用按压部件(未图示)向下侧按压散热件60,同时以温度:250°C、处理时间:20?30分钟的条件进行加热处理。
[0089]此时,对散热件60的凹部C的深度进行调整,使得散热件60的凹部C的底面与碳纳米管片I的各碳纳米管1a的上端抵接。
[0090]由此,如图11的部分放大图所示,使碳纳米管片I的上侧的热塑性树脂部20以及未固化的热固性树脂部22流动并被沿横向挤出。即使在已固化的情况下,也能够通过再次加热,使热塑性树脂部20软化并被沿横向挤出。
[0091]由此,形成碳纳米管片I的各碳纳米管1a的上端与散热件60的凹部C的底面接触的状态。碳纳米管片I的各碳纳米管1a的下端原本就是露出的,因此形成与半导体元件50的上表面接触的状态。
[0092]通过该加热处理,碳纳米管片I的热塑性树脂部20以及热固性树脂部22完全固化。
[0093]由此,碳纳米管片I的上表面与散热件60的凹部C的底面通过热塑性树脂20以及热固性树脂22接合。并且与此同时,碳纳米管片I的下表面与半导体元件50的上表面通过热塑性树脂部20以及热固性树脂部22接合。而且与此同时,散热件60的突出部64通过热固性的接合剂66接合在配线基板40的周边部。
[0094]通过以上方式,制造实施方式的半导体装置2。
[0095]需要说明的是,也可以将碳纳米管片I的上表面侧按压接合于散热件60的凹部C的底面之后,使碳纳米管片I的下表面侧接合于半导体元件50的上表面。
[0096]如图11所示,实施方式的半导体装置2中,半导体元件50的凸点电极52倒装连接于在前述的图9(a)中说明的配线基板40的连接焊盘P。半导体元件50与配线基板40之间填充有底部填充树脂54。
[0097]另外,散热件60的环状的突出部64通过接合剂66接合在配线基板40的周边部。由此,将半导体元件50容纳在散热件60的凹部C内。
[0098]在半导体元件50的上表面与散热件60的凹部C的底面之间的区域内,设置有图1 (a)的碳纳米管片I作为导热性片。碳纳米管片I的外周区域B的下表面通过热固性树脂部22与半导体元件50的上表面接合。另外,碳纳米管片I的外周区域B的上表面通过热固性树脂部22与散热件60的凹部C的底面接合。
[0099]另外,碳纳米管片I的中央区域A的下表面通过热塑性树脂部20与半导体元件50的上表面接合。另外,碳纳米管片I的中央区域A的上表面通过热塑性树脂部20与散热件60的凹部C的底面接合。
[0100]并且,碳纳米管片I的各碳纳米管1a的下端与半导体元件50的上表面接触。另夕卜,碳纳米管片I的各碳纳米管1a的上端与散热件60的凹部C的底面接触。
[0101]这样,在实施方式的半导体装置2中,如在前述的制造方法中说明的那样,能够使热传导度较高的碳纳米管1a的上端以及下端确实地与散热件60以及半导体元件50接触。
[0102]由此,传热路径的热阻减小,能够经由碳纳米管片I将从半导体元件50发出的热量充分地传导至散热件60侧并进行散热。
[0103]另外,在碳纳米管片I的中央区域A形成有具有适度的柔软性的热塑性树脂部20。因此,即使半导体50在工作中由于发热而产生翘曲,也能够利用热塑性树脂部20对翘曲进行吸收。
[0104]因此,即使半导体元件50在工作中产生翘曲,也能够使各碳纳米管1a的上端以及下端始终与散热件60以及半导体元件50接触。因此,能够抑制半导体装置2内的传热路径的接触热阻的变化,因此,可以得到稳定且较高的散热性能。由此,能够使发热量大的CPU芯片等半导体元件50正常地工作。
[0105]另外,即使在由于半导体元件的多芯片化而导致在多数半导体元件之间产生阶差的情况下,也能够通过具有柔软性的热塑性树脂部20来吸收阶差。
[0106]另外,在碳纳米管片I的外周区域B形成有缺乏柔软性和流动性但是接合强度较高的热固性树脂部22。由此,能够使碳纳米管片I与半导体元件50以及散热件60牢固地接合。
[0107]因此,即使半导体元件50在工作中产生翘曲,也能够保持碳纳米管片I与半导体元件50以及散热件60之间的接合,防止碳纳米管片I的剥离。
[0108]另外,由于外周区域B的热固性树脂部22的树脂刚性比中央区域A的热塑性树脂部20高,因此,能够防止碳纳米管片I的压缩变形。
[0109]进而,由于外周区域B的热固性树脂部22内也存在碳纳米管10a,因此,在外周区域B内的导热性也较高,能够将半导体元件50的热量高效地传导至散热件60。
[0110]这样,由于实施方式的碳纳米管片I在中央区域A内具有适度的柔软性,在外周区域B内兼具较强的接合性,因此,即使半导体元件50产生翘曲也能够稳定地传导热量而不会剥离。
[0111]此处,提及一下与本实施方式不同的使用在整体上浸渗并固化有热固性树脂的碳纳米管片的情况。在这种情况下,即使对固化后的热固性树脂进行再次加热也不会流动化,因此,难以在前述的图11的工序中使碳纳米管1a的上端露出而与散热件60接触。
[0112]与此相对,由于热塑性树脂在固化后也能够通过再次加热而流动化,因此,工艺不受限制,能够容易使主要部分的碳纳米管1a的上端露出,从这一观点来看也是有利的。
[0113]在图12所示的半导体装置2a中,隔着导热材料68在图11的半导体装置2的散热件60之上进一步设置有热沉(heat sink) 70。热沉70由平板部72以及在该平板部72上突出的两片以上散热翅片74形成。作为导热材料68,也可以使用前述的实施方式的碳纳米管片I。
[0114]图12的半导体装置2a的散热件60以及热沉70是散热部件的一个示例。
[0115]此外,在图13所示的半导体装置2b中,隔着导热材料68在图11的半导体装置2的散热件60上进一步设置有热管(heat pipe)80。在热管80中,通过封入至密闭的导管内的工作液体的蒸发/凝结的相变化来输送热量来进行散热。
[0116]在图13的半导体装置2b中,作为热传导部件68,也可以使用前述的实施方式的碳纳米管片I。
[0117]图13的半导体装置2b的散热件60以及热管80是散热部件的一个例子。
[0118](其它实施方式)
[0119
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