[發明專利]一種立體集成高效散熱封裝結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202110488966.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113299618B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 張劍;盧茜;向偉瑋;岳帥旗;曾策;陳春梅;董東;趙明;葉惠婕
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H01L23/467
• 分類號: H01L23/467;H01L23/473;H01L23/367;H01L23/373;H01L23/538;H01L23/552;H01L21/48;H01L21/768
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰

1.一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，包括：第一封裝基板、第二封裝基板、散熱微流道、第一芯片、第二芯片、蓋板、圍框、液冷連接器和電連接器；

所述散熱微流道和圍框焊接在第一封裝基板上；

所述第一芯片焊接在散熱微流道上且與第一封裝基板的表面焊盤互聯；第二芯片焊接在第二封裝基板上且與第二封裝基板的表面焊盤互聯；

所述蓋板焊接在圍框上進行封蓋；

所述液冷連接器和電連接器焊接在第一封裝基板和第二封裝基板之間，且第二封裝基板上也焊接有液冷連接器和電連接器；

所述第一封裝基板頂面有深腔槽，所述第一封裝基板頂面的深腔槽用于集成散熱微流道；所述第二封裝基板頂面有矮腔槽，所述第二封裝基板頂面矮腔槽用于集成第二芯片；

所述散熱微流道為高效散熱硅基微流道；所述第一封裝基板和第二封裝基板均為內嵌微流道的陶瓷封裝基板；

所述高效散熱硅基微流道與內嵌微流道的第一封裝基板一體化集成，第一封裝基板內的深腔槽、圍框和蓋板構成高空氣腔；陶瓷封裝基板內設置金屬布線層和金屬通孔；

所述第二封裝基板頂面矮腔槽和第一封裝基板底面之間有矮空氣腔。

2.如權利要求1所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述第一封裝基板和第二封裝基板均為內嵌微流道的陶瓷封裝基板，其中，微流道為中小尺寸微流道，流道尺寸在100μm～3mm之間，流道深寬比≤3:1。

3.如權利要求2所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述內嵌微流道的陶瓷封裝基板為LTCC或HTCC陶瓷封裝基板。

4.如權利要求3所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述散熱微流道為高效散熱硅基微流道，其中，微流道為小尺寸、高深寬比微流道，流道尺寸在10～100μm之間，流道深寬比≥5:1。

5.如權利要求4所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述第一芯片為大功率射頻芯片，包括功率放大芯片和開關芯片；所述第二芯片為中小功率芯片，包括除大功率功率放大芯片和大功率開關芯片以外的其它所有芯片。

6.如權利要求5所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述圍框為金屬圍框，所述蓋板為金屬蓋板。

7.如權利要求6所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述第一封裝基板頂面有深腔槽，所述第一封裝基板頂面深腔槽的深度在1.5mm～3mm之間，所述第一封裝基板頂面深腔槽用于集成散熱微流道；所述第二封裝基板頂面有矮腔槽，所述第二封裝基板頂面矮腔槽的深度在0.5mm～1mm之間，所述第二封裝基板頂面矮腔槽用于集成第二芯片。

8.如權利要求7所述的一種立體集成高效散熱封裝結構，其特征在于，所述第一封裝基板頂面深腔槽、圍框和蓋板之間有高度在1mm～3mm的高空氣腔；所述第二封裝基板頂面矮腔槽和第一封裝基板底面之間有高度在0.5mm～1mm的矮空氣腔。

9.一種立體集成高效散熱封裝結構制備方法，其特征在于，所述制備方法用于制造如權利要求1-8任一項所述的立體集成高效散熱封裝結構，包括如下步驟：

步驟1：將散熱微流道和圍框焊接在第一封裝基板上；

步驟2：將第一芯片通過低熱阻集成的方法焊接在散熱微流道上；

步驟3：通過鍵合引線，將第一芯片和第一封裝基板表面的焊盤互聯；

步驟4：利用蓋板對圍框進行焊接封蓋；

步驟5：將第二芯片通過低熱阻集成的方法焊接在第二封裝基板上；

步驟6：通過鍵合引線，將第二芯片和第二封裝基板表面的焊盤互聯；

步驟7：使用液冷連接器和電連接器將第一封裝基板和第二封裝基板互聯，得到立體集成高效散熱封裝結構。