[發(fā)明專利]一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310533245.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103560090A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯峰澤;劉豐滿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(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: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/60
• 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)明涉及內(nèi)存和處理器集成以及射頻(Radio?Frequency，RF)收發(fā)組件集成的疊層封裝(Pacakge?on?Package，PoP)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法。

背景技術(shù)

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中PoP封裝結(jié)構(gòu)的示意圖，其中10為上層封裝結(jié)構(gòu)；11為球柵陣列(Ball?Grid?Array，BGA)焊球；20為下層封裝結(jié)構(gòu)；21為導(dǎo)電柱；22為模塑封材料；23為PCB基板；30為連接層；連接層30由焊料層31、金屬層32和粘結(jié)層33組成。

該P(yáng)oP封裝結(jié)構(gòu)由上層封裝結(jié)構(gòu)10和下層封裝結(jié)構(gòu)20通過BGA焊球11和連接層30互連形成的。BGA焊球11起到電氣互連的作用，下層封裝結(jié)構(gòu)20的模塑封材料22內(nèi)有與BGA焊球11電氣連接的導(dǎo)電柱21。連接層30的作用是避免應(yīng)力集中到焊球與下層封裝結(jié)構(gòu)的接合部位的邊角部分，將應(yīng)力分散到中央部位，從而防止焊球的翹曲。然而，上層封裝的散熱是一個(gè)瓶頸，上層封裝芯片產(chǎn)生的大部分熱量經(jīng)上層封裝體，BGA支撐球，下層封裝體，再傳導(dǎo)至基板，最后散出外界環(huán)境，熱量不容易散出，影響封裝體結(jié)溫升高，限制堆疊芯片功率和堆疊數(shù)量。一般堆疊的封裝體數(shù)量不超過兩個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提高一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，以解決上層封裝體的散熱問題。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：步驟1：制作上層封裝基板100；步驟2：將多個(gè)上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201貼在或者焊在上層封裝基板100中多個(gè)導(dǎo)熱孔(thermal?via)101上，形成上層封裝體；步驟3：制作下層封裝體；步驟4：在上層封裝基板100背面焊盤上刷錫膏，鋼網(wǎng)植BGA球并回流，形成BGA支撐球400；步驟5：在下層封裝體300基板上表面焊盤上刷焊錫膏，下層封裝焊盤與上層封裝體BGA支撐球400對齊后，回流實(shí)現(xiàn)上層封裝體與下層封裝體互聯(lián)；步驟6：在下層封裝體300基板背面焊盤上刷錫膏，鋼網(wǎng)植BGA球500，回流實(shí)現(xiàn)下層封裝體植球；步驟7：在上層封裝體頂部上設(shè)置一個(gè)散熱罩700，在上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201與散熱罩700之間涂一層高導(dǎo)熱率熱界面材料600。

上述方案中，所述步驟1包括：先將大面積銅箔102與介質(zhì)層103依次交叉疊層形成基板，然后在該基板表面的中間部分打孔并填充銅形成多個(gè)thermal?via101，并在該基板表面的四周打半孔并填充銅形成多個(gè)半過孔104。所述大面積銅箔102采用厚銅，且大面積銅箔102與半過孔104互聯(lián)，半過孔104中填充滿銅，半過孔104與散熱罩700連接。

上述方案中，所述步驟3包括：將多個(gè)下層封裝導(dǎo)熱芯片或器件202貼在或者焊在下層封裝基板300上，形成下層封裝體。

上述方案中，步驟4中所述BGA支撐球400一方面能夠?qū)崿F(xiàn)上下兩層封裝體的電互聯(lián)，另一方面用以支撐上層封裝體。

上述方案中，步驟7中所述散熱罩700作為屏蔽罩，采用輕薄的材料，用以實(shí)現(xiàn)上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201散熱以及屏蔽。

上述方案中，步驟7中所述高導(dǎo)熱率熱界面材料600用以減小上層封裝體與散熱罩700的接觸熱阻。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，上層封裝體采用thermal?via+大面積銅箔+半過孔+高導(dǎo)熱率熱界面材料的散熱結(jié)構(gòu)，上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201產(chǎn)生的一部分熱量經(jīng)thermal?via101傳導(dǎo)至任一層大面積銅箔102上，然后被傳導(dǎo)至填充滿銅的半過孔104，最后經(jīng)散熱罩700散出去；一部分熱量經(jīng)高熱導(dǎo)率的熱界面材料600傳導(dǎo)到散熱罩700上，再傳導(dǎo)到外部環(huán)境中；還有一部分熱量依次經(jīng)上層封裝體、BGA支撐球400、下層封裝體以及傳導(dǎo)至下層封裝體下的PCB板，最后散出至外界環(huán)境，有效地解決了上層封裝體的散熱問題。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中PoP封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例的用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3至圖9為依照本發(fā)明實(shí)施例的制作用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的工藝流程圖；其中：

圖3是依照本發(fā)明實(shí)施例的含有大面積銅箔、thermal?via和半過孔的上層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是依照本發(fā)明實(shí)施例的含有大面積銅箔、thermal?via和半過孔的上層封裝基板的俯視圖；