[發(fā)明專利]基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010896600.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN111883496A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱思雄;李祝安;王成遷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
• 主分類號(hào): H01L23/467
• 分類號(hào): H01L23/467;H01L23/367;H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 無錫派爾特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開一種基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法，屬于微電子封裝領(lǐng)域。基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)包括上層封裝散熱結(jié)構(gòu)、下層封裝散熱結(jié)構(gòu)和PCB；所述下層封裝散熱結(jié)構(gòu)與所述PCB電連；所述上層封裝散熱結(jié)構(gòu)與所述下層封裝散熱結(jié)構(gòu)電連。本發(fā)明通過圓片重構(gòu)工藝，構(gòu)建了芯片到自然環(huán)境和芯片到PCB的雙向散熱通道，能有效解決三維堆疊結(jié)構(gòu)的散熱問題；采用塑封圓片重構(gòu)工藝，不僅可以實(shí)現(xiàn)各層芯片封裝的批量化生產(chǎn)，降低制造成本，而且可以實(shí)現(xiàn)各層封裝結(jié)構(gòu)的微型化，滿足市場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)三維堆疊封裝結(jié)構(gòu)的微型化要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

采用三維堆疊封裝方式能顯著減少電路中各個(gè)互連信號(hào)的延遲，提高系統(tǒng)高集成度，滿足市場(chǎng)對(duì)芯片的多功能化、低加工成本等需求，是未來微電子封裝領(lǐng)域的發(fā)展方向。然而，系統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)的微型化將導(dǎo)致功率密度的急劇升高，使得封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)各個(gè)芯片穩(wěn)定工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，難以有效散出，這也是制約微型化三維堆疊封裝發(fā)展的主要原因之一。

針對(duì)三維堆疊封裝的散熱問題，專利申請(qǐng)?zhí)?01610810942.5的發(fā)明專利提出了一種使用風(fēng)冷散熱的三維堆疊封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行散熱。這種封裝結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較好的散熱，但存在如下問題：

(1)芯片通過基板形式進(jìn)行轉(zhuǎn)接，會(huì)導(dǎo)致關(guān)于封裝的尺寸（長度、寬度、厚度）的微型化受到局限，達(dá)不到系統(tǒng)進(jìn)行三維封裝結(jié)構(gòu)的微型化目標(biāo)；

(2)三維堆疊封裝體的強(qiáng)度減弱，由于各層基板在沿中心線區(qū)域設(shè)置較多的通孔，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度下降，在實(shí)際工況下容易導(dǎo)彎曲，甚至致斷裂失效；

(3)采用的傳統(tǒng)的基板型載板，使得三維堆疊結(jié)構(gòu)的組裝過程繁瑣，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決傳統(tǒng)三維堆疊結(jié)構(gòu)的散熱問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)，包括上層封裝散熱結(jié)構(gòu)、下層封裝散熱結(jié)構(gòu)和PCB；

所述下層封裝散熱結(jié)構(gòu)與所述PCB電連；所述上層封裝散熱結(jié)構(gòu)與所述下層封裝散熱結(jié)構(gòu)電連。

可選的，所述上層封裝散熱結(jié)構(gòu)包括若干上層芯片，所述上層芯片通過上層塑封料包封形成第一塑封體；

所述第一塑封體的正面設(shè)有上層RDL層，所述上層RDL層對(duì)應(yīng)位置上的UBM制作有上層焊球；所述上層芯片通過所述上層RDL層與所述上層焊球連接；

所述第一塑封體的背面通過第一導(dǎo)熱粘接膠貼裝有第一散熱片，所述第一導(dǎo)熱粘接膠和所述第一散熱片覆蓋所述第一塑封體的整個(gè)背面。

可選的，所述第一導(dǎo)熱粘接膠的固化溫度高于所述上層塑封料。

可選的，所述下層封裝散熱結(jié)構(gòu)包括若干下層芯片，所述下層芯片的背面通過第二導(dǎo)熱粘接膠貼裝有第二散熱片，并通過下層塑封料包封形成第二塑封體；

所述第二塑封體的正面設(shè)有下層RDL層，所述下層RDL層對(duì)應(yīng)位置上的UBM制作有下層焊球；所述下層芯片通過所述下層RDL層與所述下層焊球連接；

所述第二塑封體四周制作有TMV通孔，所述TMV通孔內(nèi)通過電鍍填充有銅。

可選的，所述第二導(dǎo)熱粘接膠的固化溫度高于所述下層塑封料。

本發(fā)明還提供了一種基于圓片重構(gòu)工藝的三維堆疊封裝散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：

制作上層封裝散熱結(jié)構(gòu)和下層封裝散熱結(jié)構(gòu)；