[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

本發明涉及一種帶石墨烯層散熱的封裝結構及其制造方法，所述封裝結構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)，所述第一塑封料(4)中設置有第一銅柱(7)和第二銅柱(8)，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)，所述第一綠油涂層(9)表面設置有背面金屬線路(10)。本發明芯片封裝結構中加入了散熱功能極好的石墨烯層，使得芯片工作過程中能及時將熱量散出，可以有效的降低芯片的熱點值，從而讓芯片更穩定的工作。

技術領域

本發明涉及一種帶石墨烯層散熱的封裝結構及其制造方法，屬于半導體封裝技術領域。

背景技術

隨著集成電路的高速發展，芯片的集成度越來越高，但芯片的體積越來越小，同時芯片的功率卻越來越大，需要從芯片中散出的熱量也越來越大。所以如果不能進行有效的散熱設計和熱管理，就有可能導致芯片或系統由于高溫不能正常工作。電子產品發熱問題是電子產品設計的重大問題，所以芯片封裝的散熱尤為重要。

采用傳統的散熱手段，芯片運行時所產生的熱并無法有效地逸散至外界而不斷地累積，使得芯片可能會因為過熱而導致效能衰減或使用壽命縮短，甚至是損毀，進而影響芯片封裝結構的可靠度。因此，如何提升芯片封裝結構的散熱效率，已成目前亟待解決的課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種帶石墨烯層散熱的封裝結構及其制造方法，芯片封裝結構中加入了散熱功能極好的石墨烯層，使得芯片工作過程中能及時將熱量散出，特別是部分芯片熱量過高的區域，可以有效的降低芯片的熱點值，從而讓芯片更穩定的工作。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種帶石墨烯層散熱的封裝結構，它包括焊盤朝下的第一芯片，所述第一芯片外圍包封有第一塑封料，所述第一芯片上表面和第一塑封料上表面全部覆蓋第一石墨烯層，所述第一塑封料中設置有第一銅柱和第二銅柱，所述第一石墨烯層在第二銅柱位置設置有開口，所述第一銅柱與第一石墨烯層相連接，所述第一芯片下表面和第一塑封料下表面設置有第一綠油涂層，所述第一芯片焊盤區域、第二銅柱底部以及第一綠油涂層部分下表面設置有背面金屬線路，所述背面金屬線路下表面包覆有第二綠油涂層，所述第一石墨烯層上設置有焊盤朝上的第二芯片，所述第二芯片外圍包封有第二塑封料，在所述第二芯片上表面焊盤位置的第二塑封料區域設置有第三銅柱，所述第二芯片外圍第一石墨烯層上方的第二塑封料區域設置有第四銅柱，所述開口上方的第二塑封料區域設置有第五銅柱，所述第二塑封料部分上表面、第三銅柱、第四銅柱、第五銅柱頂部設置有正面金屬線路，所述正面金屬線路外包覆有正面綠油涂層，所述正面綠油涂層上表面設置有散熱片，所述第一石墨烯層通過第四銅柱、部分正面金屬線路與散熱片相連接，所述散熱片表面和第二塑封料外側面均設置有第二石墨烯層，所述第一石墨烯層延伸至第二塑封料外側面與第二石墨烯層相連接；

所述正面金屬線路包括第一正面線路與第二正面線路，所述第一正面線路與第二正面線路之間不連接，所述第一石墨烯層通過第四銅柱、第一正面線路與散熱片相連接，所述第三銅柱通過第二正面線路與第五銅柱電性連接；

所述第二正面線路和背面金屬線路通過第二銅柱、第五銅柱相連接；

所述第一銅柱底部設置背面金屬線路；

所述第二綠油涂層在第一銅柱底部和背面金屬線路區域設置有開孔，開孔內設置有金屬保護層。

一種帶石墨烯層散熱的封裝結構的制造方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、準備一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；