[發明專利]散熱封裝系統及其制作方法

在審

• 申請號: 202111565636.7
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114256173A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 殷開婷;項昌華
• 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: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/31;H01L21/50;H01L21/56
• 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

1.一種散熱封裝系統，其特征在于，包括：

芯片，其在朝向基板的面上具有第一連接件，其中第一連接件與芯片具有導熱連接；

基板，其在朝向芯片的面上具有第二連接件，其中第二連接件與基板具有導熱連接；

金屬層，其布置在芯片與基板之間，并且其第一面與第一連接件熱連接，其與第一面相對的第二面與第二連接件熱連接。

2.如權利要求1所述的散熱封裝系統，其特征在于，所述第一連接件和第二連接件包括以下結構的一種或幾種：

陣列pad、不規則分布pad、陣列銅柱、不規則分布銅柱、盲孔、通孔和TVS孔；

其中所述陣列pad、不規則分布pad、陣列銅柱、不規則分布銅柱、盲孔、通孔和TVS孔被配置為通過自身或孔內的金屬材料在芯片和基板之間導電和/或導熱。

3.如權利要求2所述的散熱封裝系統，其特征在于，

所述陣列pad、不規則分布pad、陣列銅柱和不規則分布銅柱還被配置為執行以下動作：

相互之間作為固定銅金屬層的冗余，當其中一個與銅金屬層脫落時，其他連接件作為冗余固定銅金屬層；以及

第一連接件和第二連接件之間交錯分布，以對銅金屬層的第一面和第二面施加交錯的壓力，增加垂直于銅金屬層的剪切力。

4.如權利要求1所述的散熱封裝系統，其特征在于，

所述芯片的第二面和所述第一連接件之間具有焊料或高導電膠，并通過焊接將兩者連接；

所述銅金屬層和所述第一連接件之間具有焊料或高導電膠，并通過焊接將兩者連接；

第一連接件采用陣列式分布銅柱結構，以增加芯片和基板之間的散熱效果；

第一連接件采用陣列式分布銅柱結構，以增強芯片和焊料或高導電膠之間的粘結可靠性；

陣列式分布銅柱結構的銅柱均勻布置；銅柱之間填充形式為真空填充或塑封料填充。

5.如權利要求1所述的散熱封裝系統，其特征在于，還包括：

第三連接件，被配置為布置在芯片的第一面，所述第三連接件采用陣列式分布銅柱結構，以增加芯片到封裝外部的散熱效果；

封裝層，被配置為覆蓋基板的第一面，以容置整個芯片和第三連接件；

散熱片，被配置為布置在封裝層的第一面；

導電組件，其包括焊球、焊點、布線層，被配置為布置在封裝層的第一面和/或基板的第二面。

6.一種散熱封裝系統的制作方法，其特征在于，包括：

制作基板，在基板的第一面上形成第二連接件；

將銅金屬層覆蓋在第二連接件上，且使得銅金屬層與第二連接件連接；

在銅金屬層上形成第一連接件，且使得銅金屬層與第一連接件連接；

將芯片覆蓋在第一連接件上，使得芯片的第二面朝向第一連接件，且使得芯片與第一連接件連接；

其中，所述第一連接件和所述第二連接件均能夠向基板傳導芯片產生的熱量。

7.如權利要求6所述的散熱封裝系統的制作方法，其特征在于，在基板的第一面上形成第二連接件包括：

提供基板；

通過激光打孔工藝在基板上形成盲孔、通孔或TVS孔，將盲孔、通孔或TVS孔用銅填滿，或通過機械打孔工藝在基板上形成盲孔、通孔或TVS孔，在孔壁上形成厚度為10um的銅壁，然后將孔用樹脂或油墨填滿；

使得銅金屬層與第二連接件連接包括：

在盲孔、通孔或TVS孔的頂端涂敷焊料或高導電膠；

將銅金屬層放置在基板上，并與盲孔、通孔或TVS孔頂端的焊料或高導電膠焊接或粘貼連接。

8.如權利要求6所述的散熱封裝系統的制作方法，其特征在于，在銅金屬層上形成第一連接件，且使得銅金屬層與第一連接件連接包括：

在銅金屬層上涂敷油墨；

在銅金屬層上確定芯片放置區域；

在芯片放置區域中形成陣列式油墨開口，在陣列式油墨開口處去除油墨以將開口下側的銅金屬層露出；

在陣列式油墨開口上涂敷高導電膠，在高導電膠上粘貼銅柱，或在陣列式油墨開口上涂敷焊料，在焊料上焊接銅柱。