[發(fā)明專利]一種嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010148008.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN111430326B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔成強(qiáng);楊冠南;徐廣東;張昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L23/498
• 分類號(hào): H01L23/498;H01L23/14;H01L23/373;H01L23/13;H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明涉及一種嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)，包括均帶有凸點(diǎn)的芯片、開有凹槽的石墨烯載板、塑封層、固定層、阻焊層、再布線層、介電層以及焊球；所述介電層覆蓋在所述石墨烯載板上，所述再布線層覆蓋在所述介電層上，所述芯片的背面通過(guò)所述固定層粘結(jié)在所述石墨烯載板的凹槽內(nèi)，所述芯片與所述再布線層通過(guò)引線鍵合，所述塑封層包裹在所述芯片上，所述焊球連接在所述再布線層的上方，所述阻焊層設(shè)置在所述再布線層的上方。本發(fā)明的嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)為芯片的扇出型封裝提供了穩(wěn)定的支撐，而且大大提高了封裝結(jié)構(gòu)的散熱效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及封裝結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品高性能化和集成化的潮流，芯片向密度更高、速度更快、成本更低等方向發(fā)展，功率電子器件也逐漸采用先進(jìn)的封裝技術(shù)，如晶圓級(jí)封裝或嵌入式封裝。寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件近年來(lái)不斷獲得技術(shù)的突破，具備廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。這類器件具備更高的效率、更高的開關(guān)頻率和更高的工作溫度等優(yōu)勢(shì)，在新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車、充電樁、電力轉(zhuǎn)換及管理系統(tǒng)和工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域等已展現(xiàn)出其巨大的應(yīng)用潛力。

因芯片的功率提高產(chǎn)生了大量的熱，高溫條件下對(duì)封裝的結(jié)構(gòu)、材料和散熱等方面提出了挑戰(zhàn)，封裝結(jié)構(gòu)散熱可以采用在塑封后的芯片背面粘貼散熱器，這對(duì)高功率下的芯片散熱有一定作用，但散熱效果有限；陶瓷材料由于其在熱、電、機(jī)械特性等方面極為穩(wěn)定，被用做集成電路芯片封裝。傳統(tǒng)的方法是將芯片放置在已載有引腳架或后膜金屬導(dǎo)線的陶瓷基板孔洞中，完成芯片與引腳或后膜金屬鍵合點(diǎn)之間的電路互連，再將另一片陶瓷或金屬封蓋以玻璃、錫合金焊料將其與基板密封粘接而完成。然而隨著芯片及功率器件的不斷發(fā)展，再進(jìn)一步提高芯片I/O數(shù)量，同時(shí)減小芯片尺寸，提高集成度、可靠性和散熱能力等方面還存局限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的芯片封裝結(jié)構(gòu)在散熱方面的能力還存在不足的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，為芯片的扇出型封裝提供了穩(wěn)定的支撐，而且大大提高了封裝結(jié)構(gòu)的散熱效果。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)，包括均帶有凸點(diǎn)的芯片、開有凹槽的石墨烯載板、塑封層、固定層、阻焊層、再布線層、介電層以及焊球；所述介電層覆蓋在所述石墨烯載板上，所述再布線層覆蓋在所述介電層上，所述芯片的背面通過(guò)所述固定層粘結(jié)在所述石墨烯載板的凹槽內(nèi)，所述芯片與所述再布線層通過(guò)引線鍵合，所述塑封層包裹在所述芯片上，所述焊球連接在所述再布線層的上方，所述阻焊層設(shè)置在所述再布線層的上方。

在本發(fā)明中，將芯片放在石墨烯載板的凹槽上，為芯片提供支撐，同時(shí)提供散熱的能力，極大地改善了芯片的散熱環(huán)境，散熱效果更好。

進(jìn)一步的，所述石墨烯載板包括橫向原子層排布石墨烯載板以及縱向原子層排布石墨烯載板，所述橫向原子層排布石墨烯載板設(shè)置在所述縱向原子層排布石墨烯載板的上方，散熱性能更好。

進(jìn)一步的，所述石墨烯載板的形狀制造成熱沉形狀，散熱效果更好。

進(jìn)一步的，所述固定層為納米銅膏或納米銀膏，粘結(jié)效果更好。

進(jìn)一步的，所述石墨烯載板由石墨烯或其復(fù)合材料制成，穩(wěn)定好，散熱性能好。

進(jìn)一步的，所述石墨烯載板上的凹槽通過(guò)機(jī)械、化學(xué)刻蝕、激光加工或通過(guò)將開孔與未開孔的多層石墨烯板壓合制成，制作起來(lái)更加簡(jiǎn)單。

進(jìn)一步的，所述介電層的材料為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺或苯并環(huán)丁烯，材料性能穩(wěn)定。

進(jìn)一步的，所述塑封層的材料為環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、雙馬來(lái)酰亞胺或氰酸酯樹脂，材料性能穩(wěn)定。

一種基于上述的嵌入式高散熱扇出型封裝結(jié)構(gòu)的嵌入式高散熱扇出型封裝方法，包括以下步驟：