[發(fā)明專利]一種芯片封裝結(jié)構(gòu)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111364409.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114334857A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓順楓;李德建;王于波;關(guān)媛;李博夫;李大猛;何慧敏;劉豐滿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國(guó)網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L21/48
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 趙敏岑

本發(fā)明實(shí)施例提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及芯片封裝方法，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括堆疊的封裝基板和一個(gè)或多個(gè)芯片單元；每個(gè)芯片單元包括一個(gè)芯片和一個(gè)散熱蓋，散熱蓋的一個(gè)表面與芯片的一個(gè)表面貼合；在至少一個(gè)芯片單元中，所述散熱蓋包裹所述芯片的周邊；芯片單元的芯片與所述封裝基板電連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多芯片堆疊封裝，提高了芯片的散熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片封裝領(lǐng)域，具體地涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)

針對(duì)基板類芯片堆疊封裝，目前有以下幾種方案：下芯片正裝+上芯片正裝、下芯片倒裝+上芯片正裝、下芯片倒裝+上芯片倒裝。主要的散熱通道為芯片-基板-焊球-PCB板，基板大多為有機(jī)基板，其導(dǎo)熱系數(shù)很低，導(dǎo)致封裝散熱性能有限，一定程度上限制了芯片的發(fā)展；且現(xiàn)有封裝方案很難實(shí)現(xiàn)下芯片正裝+上芯片倒裝的堆疊封裝。下芯片正裝+上芯片倒裝、下芯片倒裝+上芯片倒裝都需要在下芯片上使用TSV工藝，TSV工藝難度大，成本高，很難適應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展速度；且針對(duì)下芯片正裝+上芯片倒裝封裝，由于下芯片鍵合線的存在，導(dǎo)致很難在下芯片上堆疊倒裝上芯片；目前的單芯片和多芯片堆疊封裝中，通常使用添加頂部金屬散熱蓋、熱沉或者散熱器等方式增強(qiáng)芯片散熱能力。但是此方式只能打通芯片頂部散熱通道，其余方向散熱通道依然保持低效散熱，導(dǎo)致散熱能力相對(duì)低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)和方法，以提高芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱性能。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括堆疊的封裝基板和一個(gè)或多個(gè)芯片單元；每個(gè)芯片單元包括一個(gè)芯片和一個(gè)散熱蓋，散熱蓋的一個(gè)表面與芯片的一個(gè)表面貼合；在至少一個(gè)芯片單元中，所述散熱蓋包裹所述芯片的周邊；芯片單元的芯片與所述封裝基板電連接。

可選的，在所有芯片單元中，所述散熱蓋包裹所述芯片的周邊。

可選的，相鄰的所述芯片單元之間貼合，其中一個(gè)芯片單元的芯片與另一個(gè)芯片單元的散熱蓋貼合。

可選的，所述貼合的方式為焊接和/或膠接，所述焊接為焊錫。

可選的，所述散熱蓋由導(dǎo)熱金屬制成，所述導(dǎo)熱金屬為銅、鋁或其合金。

可選的，所述散熱蓋設(shè)有導(dǎo)電通孔，用于芯片與所述封裝基板電連接。

可選的，所述導(dǎo)電通孔內(nèi)依次包括絕緣層和導(dǎo)電金屬，所述導(dǎo)電金屬為銅、鋁、銀、金或其合金。

可選的，所述封裝基板的底部設(shè)有焊球，用于芯片封裝結(jié)構(gòu)與電路板的電連接。

可選的，如果所述芯片封裝結(jié)構(gòu)為單芯片封裝，芯片則通過(guò)設(shè)置凸點(diǎn)與封裝基板電連接；如果所述芯片封裝結(jié)構(gòu)為多芯片堆疊封裝，則與封裝基板相鄰的芯片單元的芯片通過(guò)引線鍵合與封裝基板電連接，或與封裝基板相鄰的芯片單元的芯片通過(guò)設(shè)置凸點(diǎn)與封裝基板電連接。

可選的，所述封裝基板為有機(jī)基板、陶瓷基板、引線框架中的一種；所述引線框架為單排引腳或多排引腳構(gòu)成的基板。

相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種芯片封裝方法，包括制作封裝基板和一個(gè)或多個(gè)散熱蓋，每個(gè)散熱蓋用于對(duì)應(yīng)芯片的散熱；將散熱蓋的一個(gè)表面與對(duì)應(yīng)芯片的一個(gè)表面貼合，將至少一個(gè)散熱蓋包裹其對(duì)應(yīng)芯片的周邊；將所述芯片與所述封裝基板電連接。

可選的，將所有散熱蓋包裹其對(duì)應(yīng)芯片的周邊。

可選的，將一個(gè)散熱蓋對(duì)應(yīng)的芯片與相鄰的另一個(gè)散熱蓋貼合。

可選的，所述貼合的方式為焊接和/或膠接，所述焊接為焊錫。

可選的，所述散熱蓋由導(dǎo)熱金屬制成，所述導(dǎo)熱金屬為銅、鋁或其合金。

可選的，在所述散熱蓋中設(shè)置通孔，在通孔內(nèi)壁形成絕緣層，然后在通孔中加入導(dǎo)電金屬，以將芯片與所述封裝基板電連接。