[發明專利]一種三維堆疊封裝結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202110499384.6
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113284867B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張文雯;曹立強;周云燕;蘇梅英;陳釧;侯峰澤
• 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;上海先方半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/42;H01L21/50
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

本發明提供一種三維堆疊封裝結構及其制備方法，三維堆疊封裝結構包括：相對設置的下基板和上基板；位于下基板和上基板之間的第一芯片，第一芯片與下基板電學連接；第一微流道液冷板，位于上基板和下基板之間且設置于第一芯片背離下基板的一側；第二芯片，設置于上基板背向第一微流道液冷板的一側，第二芯片與上基板電學連接。第一芯片產生的熱量能夠以較短的路徑傳輸至第一微流道液冷板以對第一芯片進行散熱，提高了第一芯片的散熱效果，避免由于結溫過高導致第一芯片失效。第二芯片產生的熱量也能夠通過第一微流道液冷板進行散熱，提高了第二芯片的散熱效果。綜上，第一微流道液冷板的設置提高了三維堆疊封裝結構的散熱效果。

技術領域

本發明涉及芯片封裝技術領域，具體涉及一種三維堆疊封裝結構及其制備方法。

背景技術

隨著電子系統微型化或便捷化趨勢的不斷推進，能夠實現高密度產品的封裝技術受到越來越多的關注。三維堆疊技術是把不同功能的芯片或結構，通過堆疊技術或過孔互連等微機械加工技術，使其在Z軸方向上形成立體集成、信號連通的三維立體堆疊加工技術，具有較高的封裝密度。該技術用于微系統集成，是繼片上系統(SOC)、多芯片模塊(MCM)之后發展起來的系統級封裝的先進制造技術。通過將三維堆疊封裝結構設置在測試板上進行測試，在測試過程中，三維堆疊封裝結構中的芯片產生較多的熱量。

然而，現有三維堆疊封裝結構的散熱效果較差。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有三維堆疊封裝結構的散熱效果較差的缺陷，從而提供一種三維堆疊封裝結構及其制備方法。

本發明提供一種三維堆疊封裝結構，包括：相對設置的下基板和上基板；位于所述下基板和所述上基板之間的第一芯片，所述第一芯片與所述下基板電學連接；第一微流道液冷板，所述第一微流道液冷板位于所述上基板和所述下基板之間且設置于所述第一芯片背離所述下基板的一側；第二芯片，所述第二芯片設置于所述上基板背向所述第一微流道液冷板的一側，所述第二芯片與所述上基板電學連接。

可選的，所述第一微流道液冷板包括第一微流道入口和第一微流道出口，所述第一微流道入口和第一微流道出口位于所述第一微流道液冷板背離所述第一芯片的一側；所述上基板中設置有與所述第一微流道入口相對應的第一通孔、以及與所述第一微流道出口相對應的第二通孔；所述三維堆疊封裝結構還包括：進液管，所述進液管的一端穿過所述第一通孔與所述第一微流道入口連通；出液管，所述出液管的一端穿過所述第二通孔與所述第一微流道出口連通。

可選的，所述三維堆疊封裝結構還包括：熱交換器，所述熱交換器包括出液口和進液口，所述進液口與所述出液管遠離所述第一微流道出口的一端連通；液泵，所述液泵與所述熱交換器的出液口連通，且所述液泵與所述進液管遠離所述第一微流道入口的一端連通。

可選的，所述三維堆疊封裝結構還包括：位于所述下基板背向所述上基板一側的測試板，且所述測試板的面積大于所述下基板的面積；第二連接件，所述第二連接件位于所述下基板和所述測試板之間，所述第二連接件電學連接所述下基板與所述測試板；所述熱交換器和液泵位于所述測試板超出所述下基板在所述測試板的正投影的區域。

可選的，所述上基板朝向所述第一芯片的一側設置有凹槽，所述第一微流道液冷板背向所述下基板的一側表面嵌入所述凹槽中。

可選的，所述三維堆疊封裝結構還包括：第一連接件，所述第一連接件設置于所述下基板與所述上基板之間且位于所述第一芯片的側部，所述第一連接件電學連接將所述下基板和所述上基板。

可選的，所述第一連接件為焊球。

可選的，所述三維堆疊封裝結構還包括：位于所述第一微流道液冷板與所述第一芯片之間的第一導熱粘接層。

可選的，所述第二芯片背離所述上基板的一側設置有第二微流道液冷板。