[發明專利]一種半導體器件封裝結構和電子裝置

有效

• 申請號: 201610268504.0
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN107316847B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 徐金嶺;孫艷輝;張冠
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/538
• 代理公司: 11336 北京市磐華律師事務所
• 代理人: 高偉;馮永貞

本發明涉及一種半導體器件封裝結構和電子裝置。所述封裝結構包括：支撐載體；第一芯片，位于所述支撐載體上；第二芯片，位于所述第一芯片上方并與所述第一芯片形成電連接；散熱單元，包括位于所述第一芯片的上表面側的金屬層，以及與所述金屬層連接的金屬框架，所述金屬框架的內周端設置于所述第一芯片與第二芯片之間。在本發明中通過所述散熱單元將所述芯片中產生的熱量傳輸到所述支撐載體之外，可以進一步提高所述硅通孔封裝的可靠性和性能，而且所述散熱單元的形成工藝可以與半導體器件封裝結構的制備和封裝工藝很好的兼容使工藝成本進一步降低。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種半導體器件封裝結構和電子裝置。

背景技術

在電子消費領域，多功能設備越來越受到消費者的喜愛，相比于功能簡單的設備，多功能設備制作過程將更加復雜，比如需要在電路版上集成多個不同功能的芯片，因而出現了3D集成電路(integrated circuit，IC)技術，3D集成電路(integrated circuit，IC)被定義為一種系統級集成結構，將多個芯片在垂直平面方向堆疊，從而節省空間，各個芯片的邊緣部分可以根據需要引出多個引腳，根據需要利用這些引腳，將需要互相連接的芯片通過金屬線互連，但是上述方式仍然存在很多不足，比如堆疊芯片數量較多，而且芯片之間的連接關系比較復雜，那么就會需要利用多條金屬線，最終的布線方式比較混亂，而且也會導致體積增加。

因此，目前在所述3D集成電路(integrated circuit，IC)技術中大都采用硅通孔(Through Silicon Via，TSV)以及位于硅通孔上方的金屬互連結構形成電連接，然后進一步實現晶圓之間的鍵合。

目前工藝中硅通孔的使用受到了限制，原因在于由于封裝密度的不斷變大，使得封裝結構中產生大量的熱并且熱量更加集中，使得硅通孔封裝限制了電路的時鐘頻率(clock speed)。

因此，為解決目前工藝中的上述技術問題，有必要提出一種新的半導體器件封裝結構和電子裝置。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發明實施例一提供了一種半導體器件封裝結構，其特征在于，所述封裝結構包括：

支撐載體；

第一芯片，位于所述支撐載體上；

第二芯片，位于所述第一芯片上方并與所述第一芯片形成電連接；

散熱單元，包括位于所述第一芯片的上表面側的金屬層，以及與所述金屬層連接的金屬框架，所述金屬框架的內周端設置于所述第一芯片與第二芯片之間。

可選地，所述金屬框架的外周端延伸出所述第一芯片。

可選地，所述金屬層與所述金屬框架通過微焊點實現連接。

可選地，所述封裝結構進一步包括散熱連接部件，所述散熱連接部件設置于所述支撐載體和所述金屬框架之間。

可選地，所述封裝結構還包括位于所述第二芯片上方的若干芯片。

可選地，在所述若干芯片中任一芯片和所述支撐載體之間設置有若干所述散熱單元。

可選地，所述第二芯片包括貫通所述第二芯片的硅通孔，所述硅通孔的下表面設置有焊點，所述第一芯片和所述第二芯片之間通過所述焊點實現電連接。

可選地，所述金屬層和所述金屬框架之間通過卷帶自動接合的方法連接。

可選地，所述支撐載體包括印刷電路板、散熱板或組裝外殼。