[發(fā)明專利]一種剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310533073.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103594432A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯峰澤;邱德龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L23/373;H01L23/31
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子三維系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)彎曲柔性基板實(shí)現(xiàn)芯片三維堆疊結(jié)構(gòu)的示意圖。其中202為下層芯片；204為上層芯片；206為柔性基板；208為柔性基板內(nèi)表面；212為下層芯片引腳；214為上層芯片引腳；216為填充膠；222為BGA球陣列；224為單個(gè)BGA球；226為柔性基板外表面；232為下層芯片正面；234為上層芯片背面；236為貼片膠；238為PCB板。

該三維堆疊結(jié)構(gòu)首先進(jìn)行平面安裝，將兩顆芯片202和204焊接在柔性基板206的兩端，并于芯片與柔性基板之間填充底部填充膠216；然后在芯片202和204朝上部分涂上導(dǎo)熱的貼片膠236；最后將柔性基板206彎曲，使兩芯片202和204上下對(duì)齊堆疊，通過(guò)導(dǎo)熱的貼片膠236固接，兩芯片202和204的電互連通過(guò)柔性基板206上的電路實(shí)現(xiàn)。

該三維堆疊結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是上層芯片204在散熱方面存在較大的問(wèn)題，上層芯片204產(chǎn)生的大部分熱量需依次經(jīng)導(dǎo)熱的貼片膠236、下層芯片202、底部填充膠216、柔性基板206、BGA球224以及PCB238散出，熱量不容易散出，最終導(dǎo)致上層芯片204結(jié)溫升高，影響壽命。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，以更為有效的散出熱量。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，該三維封裝散熱結(jié)構(gòu)包括：

一個(gè)柔性基板100；

壓合在柔性基板100上的一個(gè)底部基板102和兩個(gè)剛性基板101，其中，兩個(gè)剛性基板101對(duì)稱分布在底部基板102的兩側(cè)，且兩個(gè)剛性基板101中挖有空腔；

粘接固定在兩個(gè)剛性基板101背面的兩個(gè)銅基103；

焊接在底部基板102上的一個(gè)底部芯片201；

形成于底部芯片201與底部基板102之間的芯片下凸點(diǎn)301；

填充于底部芯片201與底部基板102之間芯片下凸點(diǎn)301周圍的底部填充膠400；

分別焊到或粘到剛性基板101由于挖空腔而露出的兩個(gè)銅基103上的兩個(gè)頂部芯片203；

將兩個(gè)頂部芯片203鍵合到剛性基板101上的鍵合引線302；

塑封材料600，灌入于由于彎曲柔性基板100使柔性基板100兩側(cè)的兩個(gè)剛性基板101置于底部基板102上的底部芯片201上方而形成的空間；

形成于底部基板102背面的BGA球700；

通過(guò)BGA球700來(lái)固定底部基板102的PCB板1000；以及

通過(guò)導(dǎo)熱膏800安裝于頂部的兩個(gè)銅基103之上的散熱器900。

上述方案中，所述底部基板102采用剛性基板或柔性基板。

上述方案中，所述兩個(gè)銅基103是使用導(dǎo)電銀漿分別粘接固定在兩個(gè)剛性基板101的背面，銅基103的長(zhǎng)寬尺寸與剛性基板101的長(zhǎng)寬尺寸相同，左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱的分布在底部基板102背面的兩側(cè)。

上述方案中，所述底部芯片201為小功率芯片，其功率為20～500mW。

上述方案中，所述頂部芯片203為大功率芯片，其功率至少為1瓦。

上述方案中，所述塑封材料600用于保護(hù)鍵合引線302和支撐頂部剛性基板101。

上述方案中，所述BGA球700是通過(guò)在底部基板102背面的焊盤(pán)上刷焊錫膏，鋼網(wǎng)植BGA球而形成。

上述方案中，該剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)是左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用剛性基板和柔性基板相結(jié)合，并在剛性基板上附加銅基結(jié)構(gòu)，對(duì)大小功率芯片分別進(jìn)行散熱處理，增加了封裝體的散熱路徑，能夠更為有效的散出熱量。

2、本發(fā)明提供的剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)在剛?cè)峤Y(jié)合板上進(jìn)行平面工藝安裝芯片，再通過(guò)彎折柔性基板實(shí)現(xiàn)三維堆疊，成本低，工藝簡(jiǎn)單成熟。

3、本發(fā)明提供的剛?cè)峤Y(jié)合板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)在上層芯片的剛性基板上，附加高熱導(dǎo)率的銅基模塊，增加了堆疊芯片的散熱路徑，使上層芯片的熱量通過(guò)頂部銅基，迅速傳導(dǎo)至封裝體外部散出，有效散出熱量。