[實用新型]一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320681795.8
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN203659838U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯峰澤;謝慧琴;張迪;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: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373
• 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

本實用新型涉及內(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)。?

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PoP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。?

實用新型內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題?

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提高一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)，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，本實用新型提供了一種用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)，?包括：上層封裝體，包括上層封裝基板100和貼在或焊在上層封裝體的上層封裝基板100中多個導(dǎo)熱孔(thermal?via)101上的多個上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201；下層封裝體，包括下層封裝基板300和貼在或焊在下層封裝基板300表面的多個下層封裝導(dǎo)熱芯片或器件202；BGA支撐球400，形成在上層封裝體與下層封裝體之間，實現(xiàn)上下兩層封裝體的電互聯(lián)，并支撐上層封裝體；BGA球500，形成于下層封裝體的下層封裝基板300的背面，以支撐上下兩層封裝體；散熱罩700，覆蓋于上層封裝體之上，以實現(xiàn)上層封裝體的上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201散熱及屏蔽；以及熱界面材料600，形成于上層封裝體的上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201與散熱罩700之間，以減小上層封裝體與散熱罩之間的接觸熱阻。?

上述方案中，所述上層封裝基板100包括：多層大面積銅箔102；多層介質(zhì)層103，形成于多層大面積銅箔102之間；多個導(dǎo)熱孔101，分布在多個上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201的下表面，貫穿多層大面積銅箔102和多層介質(zhì)層103，且在導(dǎo)熱孔101中填充滿銅；以及多個半過孔104，分布在上層封裝基板表面周邊部分，貫穿多層大面積銅箔102和多層介質(zhì)層103，且在半過孔104中填充滿銅。?

上述方案中，所述大面積銅箔102采用厚銅，厚度范圍為12～36μm，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，所述散熱罩700作為屏蔽罩，采用輕薄的材料，例如鋁，鋅鋁合金等。?

上述方案中，所述上層封裝導(dǎo)熱芯片或器件201產(chǎn)生的一部分熱量經(jīng)導(dǎo)熱孔101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。?

上述方案中，所述下層封裝導(dǎo)熱芯片或器件202產(chǎn)生的熱量依次經(jīng)下層封裝體、BGA球以及下層封裝體下的PCB板傳導(dǎo)到外部環(huán)境中。?

(三)有益效果?

本實用新型提供的用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)，上層封裝體采用導(dǎo)熱孔+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)導(dǎo)熱孔101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是依照本實用新型實施例的用于PoP封裝的散熱結(jié)構(gòu)的示意圖；?