[發明專利]一種高功率芯片嵌入式封裝散熱結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911035706.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112736071A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 侯峰澤;張國旗;葉懷宇
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/54;H01L33/64
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 閻冬

一種高功率芯片嵌入式封裝散熱結構，包括：高功率芯片嵌入式封裝、散熱器，所述高功率芯片嵌入式封裝包括高功率芯片陣列、基板，所述高功率芯片陣列包括至少一個高功率芯片子單元，所述基板包括至少一個通孔，所述高功率芯片陣列嵌入所述通孔內，通過基板與散熱器連接。本發明解決了現有芯片散熱性差、壽命短及效率降低的技術問題，縮短散熱路徑，提高了高功率芯片的散熱性能，突破傳統散熱的局限性。

技術領域

本發明涉及半導體領域，更具體地涉及高功率芯片散熱技術。

背景技術

具有高流明效率、長使用壽命、低驅動電壓等明顯優點的發光二極管廣泛應用于顯示、照明、裝飾等眾多領域。隨著應用場景的需要，對大功率、高亮度的高功率芯片芯片的散熱設計提出了更高的要求。目前傳統的高功率芯片散熱結構，存在散熱性差導致的光源早衰、壽命縮短、發光效率降低的技術問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，解決原有高功率芯片結構散熱性差導致的光源早衰、壽命縮短、發光效率降低的技術問題，本發明公開了一種高功率芯片嵌入式封裝散熱結構，包括：

高功率芯片封裝，散熱器，

所述高功率芯片封裝包括高功率芯片陣列，基板，

所述高功率芯片陣列包括至少一個高功率芯片子單元，所述基板包括至少一個通孔，

所述高功率芯片陣列嵌入至所述通孔內，通過基板與散熱器連接。

優選的，所述基板包括通孔區，以及位于通孔區外的邊緣區，所述邊緣區包括至少一個焊盤。

優選的所述通孔區的長度與寬度分別大于所述高功率芯片陣列的長度與寬度。

優選的所述高功率芯片為發光二極管芯片，所述高功率芯片陣列包括m×n個高功率芯片子單元，m≥1，n≥1，通過引線鍵合的方式串聯或并聯或串并聯每行/列高功率芯片子單元，并將所述鍵合的引線鍵合至所述焊盤。

優選的所述高功率芯片陣列包括三角形、正方形、長方形、五邊形、六邊形、圓形及其他任意自定義形狀；所述基板通孔形狀包括三角形、正方形、長方形、五邊形、六邊形、圓形及其他任意自定義形狀。

優選的所述基板包括有機基板、陶瓷基板、玻璃基板、金屬芯印刷電路板及其它復合基板；所述散熱器包括硅基/金屬基/陶瓷基液冷板、熱擴散板、熱沉；所述散熱器材料包括銅、鎢銅、鉬銅、鋁、硅及其它復合材料。

一種高功率芯片嵌入式封裝散熱結構制備方法，包括

S1：制備包括至少一個通孔的基板；

S2：將高功率芯片陣列結構鍵合至所述基板；

S3：塑封；加熱，使高功率模塊與載板脫離；

S4：在散熱器底面濺射金屬化層；

S5：將高功率芯片封裝直接焊接到散熱器上。

優選的，所述S1包括：

S1.1：通過激光刻槽或機械銑槽工藝加工基板通孔；

S1.2：采用熱釋放膠帶將所述基板臨時鍵合到載板上，載板材料包括不銹鋼、玻璃及其它復合材料組成的載板；所述基板包括基板通孔區，以及位于基板通孔區外的邊緣區，所述邊緣區包括至少一個焊盤。

優選的，所述高功率芯片為發光二極管芯片，所述S2包括：

S2.1：通過引線鍵合的方式串聯或并聯或串并聯每行/列高功率芯片子單元；

S2.2：將外圍芯片引線鍵合至所述基板上的焊盤；所述焊盤位于所述通孔外邊緣。

優選的，所述S3包括：