[發明專利]一種帶石墨烯層散熱的封裝結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201911401619.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111180426B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張江華
• 申請（專利權）人: 江蘇長電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L21/98;H01L23/367;H01L23/373;H01L21/50;H01L21/56
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

1.一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：它包括焊盤朝下的第一芯片(3)，所述第一芯片(3)外圍包封有第一塑封料(4)，所述第一芯片(3)上表面和第一塑封料(4)上表面全部覆蓋第一石墨烯層(12)，所述第一塑封料(4)中設置有第一銅柱(7)和第二銅柱(8)，所述第一石墨烯層(12)在第二銅柱(8)位置設置有開口(13)，所述第一銅柱(7)與第一石墨烯層(12)相連接，所述第一芯片(3)下表面和第一塑封料(4)下表面設置有第一綠油涂層(9)，所述第一芯片(3)焊盤區域、第二銅柱(8)底部以及第一綠油涂層(9)部分下表面設置有背面金屬線路(10)，所述背面金屬線路(10)下表面包覆有第二綠油涂層(11)，所述第一石墨烯層(12)上設置有焊盤朝上的第二芯片(14)，所述第二芯片(14)外圍包封有第二塑封料(15)，在所述第二芯片(14)上表面焊盤位置的第二塑封料(15)區域設置有第三銅柱(19)，所述第二芯片(14)外圍第一石墨烯層(12)上方的第二塑封料(15)區域設置有第四銅柱(20)，所述開口(13)上方的第二塑封料(15)區域設置有第五銅柱(21)，所述第二塑封料(15)部分上表面、第三銅柱(19)、第四銅柱(20)、第五銅柱(21)頂部設置有正面金屬線路(22)，所述正面金屬線路(22)外包覆有正面綠油涂層(23)，所述正面綠油涂層(23)上表面設置有散熱片(25)，所述第一石墨烯層(12)通過第四銅柱(20)、部分正面金屬線路(22)與散熱片(25)相連接，所述散熱片(25)表面和第二塑封料(15)外側面均設置有第二石墨烯層(27)，所述第一石墨烯層(12)延伸至第二塑封料(15)外側面與第二石墨烯層(27)相連接。

2.根據權利要求1所述的一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：所述正面金屬線路(22)包括第一正面線路(221)與第二正面線路(222)，所述第一正面線路(221)與第二正面線路(222)之間不連接，所述第一石墨烯層(12)通過第四銅柱(20)、第一正面線路(221)與散熱片(25)相連接，所述第三銅柱(19)通過第二正面線路(222)與第五銅柱(21)電性連接。

3.根據權利要求2所述的一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：所述第二正面線路(222)和背面金屬線路(10)通過第二銅柱(8)、第五銅柱(21)相連接。

4.根據權利要求1所述的一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：所述第二綠油涂層(11)在第一銅柱(7)與背面金屬線路(10)區域設置有若干個第八開孔(26)，第八開孔(26)內設置有金屬保護層(28)。

5.根據權利要求1所述的一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：所述第二銅柱(8)通過背面金屬線路(10)與第一芯片(3)焊盤實現電性連接。

6.根據權利要求1所述的一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，其特征在于：所述第一銅柱(7)頂部設置背面金屬線路(10)。

7.一種帶石墨烯層散熱的封裝結構的制造方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

步驟一、準備帶有一層膠層的載板；

步驟二、將第一芯片焊盤朝下貼裝到載板上；

步驟三、對載板的上表面進行包封，將第一芯片用第一塑封料保護起來；

步驟四、去除載板；

步驟五、在第一芯片的下表面形成第一綠油涂層，第一芯片的焊盤區域開孔；

步驟六、在第一塑封料的部分位置開孔；

步驟七、在開孔位置通過金屬填充形成銅柱，然后在第一芯片的焊盤區域、部分銅柱底部以及第一綠油涂層部分表面電鍍形成背面金屬線路；

步驟八、在背面金屬線路表面涂覆第二綠油涂層，并開孔以暴露部分背面金屬線路和部分銅柱；

步驟九、對第一塑封料的上表面進行減薄直至露出第一芯片的上表面；

步驟十、在第一芯片的上表面和第一塑封料的表面覆蓋兩層或兩層以上第一石墨烯層，第一石墨烯層連接部分銅柱頂部，在另外部分銅柱的位置設置有開口；

步驟十一、將第二芯片焊盤朝上貼裝到第一石墨烯層的上方；

步驟十二、在第一塑封料上方進行包封，將第一石墨烯層和第二芯片用第二塑封料保護起來；

步驟十三、對第二塑封料的上表面通過研磨或者化學蝕刻的方式進行減薄；

步驟十四、在第二塑封料的部分位置進行打孔；

步驟十五、在打孔位置和第二塑封料的部分表面形成正面金屬線路；

步驟十六、在正面金屬線路上方涂覆正面綠油涂層，并開孔以暴露部分正面金屬線路；

步驟十七、在暴露部分正面金屬線路和正面綠油涂層上方制備金屬形成散熱片；

步驟十八、在散熱片表面以及背面金屬線路暴露的表面進行表面處理，然后切割成單顆產品；

步驟十九、在單顆產品的散熱片表面和第二塑封料外側面覆蓋兩層或兩層以上第二石墨烯層，第二石墨烯層與延伸至第二塑封料外側面的第一石墨烯層相連接。