[發明專利]功率放大器散熱結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202010835902.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111968951A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉云婷;蘇梅英;李君;曹立強
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/427;H01L21/48
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明提供了一種功率放大器散熱結構及其制備方法，包括：在載板上形成重新布線層和介質層；在所述重新布線層上形成導電柱和導電層；將均熱板附連至芯片上；將所述芯片附連至所述導電層；依次形成塑封層與散熱層，所述散熱層附連至所述導電柱和所述均熱板。

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，特別涉及一種功率放大器散熱結構及其制備方法。

背景技術

在現代通信系統中要求微波系統不斷向著高增益、高功率密度、低成本及高可靠性發展。功率放大器很大程度上決定了整個微波系統輸出系統的輸出性能。隨著對新一代微波功率放大器高功率密度的不斷要求，散熱成為小型化功率放大器的設計難點。

常規的功率放大器芯片一般使用的金屬外殼進行封裝以保證散熱，但金屬外殼價格成本高且量產周期較長。扇出封裝可實現低成本的封裝量產，相比傳統的金屬、陶瓷管殼封裝，可最大程度地實現功率放大器產品的小型化。

扇出結構采用環氧樹脂等塑封料來緩解各封裝材料之間由于熱膨脹系數不匹配產生的應力問題。但環氧樹脂的導熱系數較低，使得扇出塑封結構較金屬封裝在散熱能力上頗有不足。為進一步改善功率放大器扇出封裝結構的散熱，通常在封裝外殼上以導熱硅脂連接鰭片、插齒等外部散熱器，但與封裝外殼相接觸的導熱硅脂導熱系數較小，且容易在連接處產生較大的接觸熱阻，外接的散熱器通常尺寸較大，且難以滿足高效散熱的目的。

兩相散熱器通常有水冷流道設計或均熱板設計。外接流道難以在扇出加工過程實現，常見的兩相散熱器主要是熱管和均熱板，兩相均熱板成為結合扇出埋入設計的一種可行性選擇；冷凝通常發生在蒸汽溫度低于其飽和溫度的時候。在均熱板內部，當蒸氣與溫度較低的冷凝端吸液芯接觸時，會發生冷凝，形成冷凝液，同時釋放潛熱，將熱量傳遞到冷凝端。目前兩相散熱設計通過工作流體以氣、液兩相受熱相互轉換的機制來達到高效率的熱量傳遞，且體積小。

專利CN110839335A提供了一種基于新型熱管與儲能材料的功率放大器散熱裝置，但此設計較為復雜；專利CN107544645A提供了一種外接到封裝上表面的相變式散熱翅片，但此種散熱器設計體積過大，不利于實現扇出產品的小型化設計，且均熱板與封裝外殼使用導熱硅脂連接，易引入接觸熱阻不利散熱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向小型化微波功率放大器均熱板埋入式扇出結構及其制備方法，以解決現有的扇出塑封結構較金屬封裝在散熱能力不足的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種功率放大器散熱結構，包括：

在載板上形成重新布線層和介質層；

在所述重新布線層上形成導電柱和導電層；

將均熱板附連至芯片上；

將所述芯片附連至所述導電層；

依次形成塑封層與散熱層，所述散熱層附連至所述導電柱和所述均熱板。

可選的，在所述的功率放大器散熱結構的制備方法中，均熱板由以下步驟進行制備：

在兩個蓋板上分別加工凹槽，兩個所述凹槽的側邊具有位置相對應的進液口，兩個所述凹槽的底面具有位置相對應的支撐結構；

在兩個所述凹槽中的至少一個的底面形成多孔介質層；

將兩個蓋板扣合后，形成所述均熱板的外框架及腔體；

在所述腔體內注入冷卻工質；

將所述腔體進行抽真空后密封。

可選的，在所述的功率放大器散熱結構的制備方法中，在載板上形成重新布線層和介質層包括：

在載板上形成第一層介質層，所述第一層介質層通過旋涂工藝、噴涂工藝或壓合工藝形成；