[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

本發明提供了一種散熱封裝系統及其制作方法，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。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種散熱封裝系統及其制作方法。

背景技術

隨著IC封裝技術的飛速發展，封裝尺寸越來越來小，集成度越來越高。基板作為芯片的載體，其散熱效果已經成為決定產品穩定性和可靠性的重要因素。WB(wire bonding，打線)產品的散熱方式主要包括如下兩種：(1)芯片上側的散熱通過在芯片上側貼裝散熱片來實現；(2)芯片下側的散熱通過打孔解決來實現，或者靠裸露芯片下側的大塊銅皮來解決。

但傳統的打孔的散熱方式散熱性較差，無法滿足WB(wire bonding，打線)芯片到基板的散熱要求，而傳統的裸露大塊銅皮的散熱方式，不但散熱效果有限，且裸露的大塊銅皮上金之后會造成銅皮與焊料之間結合性較差，甚至導致打線芯片下側分層(銅皮和芯片剝落和/或銅皮和基板剝落)的缺陷，因此WB芯片的可靠性會受到影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種散熱封裝系統及其制作方法，以解決現有的打線芯片封裝結構散熱性差且可靠性差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種散熱封裝系統，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。

可選的，在所述的散熱封裝系統中，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。

可選的，在所述的散熱封裝系統中，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。

可選的，在所述的散熱封裝系統中，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。

可選的，在所述的散熱封裝系統中，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；