[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: 201911401656.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111180403B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張江華;沈錦新
• 申請（專利權）人: 江蘇長電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L21/48
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

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，所述封裝結構包括芯片(3)，所述芯片(3)除焊盤區域以外的上表面和側面均設置有鈍化層(4)，所述鈍化層(4)表面設置有石墨烯層(5)，所述石墨烯層(5)沿著芯片下表面向外延伸至芯片(3)外圍區域，所述芯片(3)焊盤位置設置第一銅柱(11),所述芯片(3)上表面的石墨烯層(5)上設置若干個第二銅柱(12),所述石墨烯層(5)延伸區域設置若干個第三銅柱(13),所述石墨烯層(5)外圍區域設置多干個第四銅柱(14),所述銅柱之間填充塑封料(6)。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，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。

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，它包括芯片，所述芯片除焊盤區域以外的上表面和側面均設置有鈍化層，所述鈍化層表面設置有石墨烯層，所述石墨烯層沿著芯片下表面向外延伸至芯片外圍區域，所述芯片焊盤位置設置有第一銅柱,所述芯片上表面的石墨烯層上設置若干個第二通柱,所述石墨烯層延伸區域設置若干個第三銅柱,所述石墨烯層外圍區域設置多干個第四銅柱,所述銅柱周圍填充塑封料，所述塑封料正面和背面分別設置有正面金屬線路和背面金屬線路，所述正面金屬線路外包覆有正面綠油涂層，所述正面綠油涂層表面設置有散熱片，所述石墨烯層通過部分正面金屬線路、第二銅柱和第三銅柱與散熱片相連接，所述背面金屬線路外包覆有背面綠油涂層，所述背面綠油涂層在背面金屬線路部分區域開設有第六開孔。

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，所述第一正面線路實現第一銅柱和第四銅柱之間的電性連接，所述第一正面線路與部分背面金屬線路通過第四銅柱電性連接，所述第二正面線路設置在第二銅柱、第三銅柱上方并與散熱片連接。

優選的，所述石墨烯層下表面部分區域設置背面金屬線路，石墨烯層下表面的背面金屬線路不與第四銅柱連接。

優選的，所述石墨烯層至少有兩層，相鄰兩層石墨烯層的開口區和邊界呈圓弧形石墨烯連接。

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、取一載板；

步驟二、將芯片下表面貼裝到載板上；

步驟三、在芯片上表面和側面覆蓋一層鈍化層，露出芯片表面的焊盤；

步驟四、在鈍化層表面覆蓋至少兩層石墨烯層，石墨烯層延伸至芯片周圍載板上表面的部分位置；

步驟五、對載板的上表面進行包封，將石墨烯層和芯片用塑封料保護起來；

步驟六、將包封后的塑封料的上表面進行減??；

步驟七、去除載板；