[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)及堆疊封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210945595.2
• 申請(qǐng)日: 2022-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN115312479B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);廖紅偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 芯創(chuàng)（天門）電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L23/427;H01L23/40
• 代理公司: 武漢中鷗知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42269
• 代理人: 周凡

本發(fā)明屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)及堆疊封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，所述基板的下表面上設(shè)置有焊球，所述基板的上表面上安裝有芯片，所述芯片的底部設(shè)置有焊點(diǎn)，所述芯片的底部填充有保護(hù)膠，所述基板的上表面上設(shè)置有塑封體，所述塑封體將芯片包圍在其內(nèi)部，所述塑封體上開設(shè)有相變槽，所述芯片位于相變槽內(nèi)，所述相變槽內(nèi)填充有相變吸熱材料；所述相變材料為石蠟基相變材料；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過減小散熱時(shí)的熱阻，提高散熱時(shí)的效接觸面積，提高封裝后芯片的散熱效果，保證封裝后芯片的正常使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)及堆疊封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

由于消費(fèi)者青睞于厚度更薄且產(chǎn)品性能與內(nèi)存越高的電子產(chǎn)品，使得電子產(chǎn)品微型化設(shè)計(jì)越來越普遍，為滿足用戶的需求，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)常采用多個(gè)芯片疊裝技術(shù)(Stack-Die)或者芯片混合疊裝技術(shù)(hybrid?stack-die)，將兩個(gè)或者多個(gè)芯片疊裝在單一封裝結(jié)構(gòu)中，得到半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)，通過該半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品封裝體積更小、產(chǎn)品性能更高的目的。

與此同時(shí)，隨著半導(dǎo)體芯片的封裝結(jié)構(gòu)朝著小尺寸、高腳數(shù)和高熱效方向發(fā)展，芯片自身的功耗越來越高，在半導(dǎo)體芯片提升性能的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更高的熱量，產(chǎn)生的熱量若不及時(shí)傳導(dǎo)、散發(fā)，會(huì)使封裝結(jié)構(gòu)變形或?qū)⑿酒瑹龎摹?/p>

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，散熱蓋、散熱器與封裝中的芯片之間仍舊存在導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低的塑封體，同時(shí)，由于中間間隔的接觸面相對(duì)較多，在接觸面處產(chǎn)生的熱阻也相對(duì)較大，影響到封裝后芯片的散熱效果，同時(shí)，封裝后的芯片散熱時(shí)與散熱蓋、散熱器接觸的有效接觸面積也不大，影響散熱效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過減小散熱時(shí)的熱阻，提高散熱時(shí)的效接觸面積，提高封裝后芯片的散熱效果，保證封裝后芯片的正常使用，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)及堆疊封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述一種半導(dǎo)體芯片堆疊封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，所述基板的下表面上設(shè)置有焊球，所述基板的上表面上安裝有芯片，所述芯片的底部設(shè)置有焊點(diǎn)，所述芯片的底部填充有保護(hù)膠，所述基板的上表面上設(shè)置有塑封體，所述塑封體將芯片包圍在其內(nèi)部，所述塑封體上開設(shè)有相變槽，所述芯片位于相變槽內(nèi)，所述相變槽內(nèi)填充有相變吸熱材料；所述相變材料為石蠟基相變材料。

優(yōu)選的，所述芯片之間的縫隙中填充有緩沖膠，所述基板上粘接有固定膠，所述固定膠一端粘接塑封體，所述固定膠另一端粘接芯片。

優(yōu)選的，所述塑封體的上表面開設(shè)有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)安裝有導(dǎo)熱板，所述導(dǎo)熱板將相變槽封閉，所述導(dǎo)熱板由導(dǎo)熱性好的金屬材料制成。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱板上安裝有支撐體，所述支撐體的一端粘接在導(dǎo)熱板上，所述導(dǎo)熱板的另一端接觸基板或芯片的上表面，所述支撐體由硅膠材料制成。

優(yōu)選的，所述支撐體呈扁平形，所述支撐體內(nèi)部開設(shè)有空腔。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱板為均熱板，所述導(dǎo)熱板由不銹鋼材料制成，所述導(dǎo)熱板的厚度為0.2mm。

優(yōu)選的，所述支撐體靠近導(dǎo)熱板處開設(shè)有缺口槽，所述支撐體的表面上均勻開設(shè)有導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽是角度為120°的箭頭。

優(yōu)選的，根據(jù)上述任一項(xiàng)所述的一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)采用上述的堆疊封裝結(jié)構(gòu)對(duì)芯片進(jìn)行封裝，所述半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)包括多枚芯片并進(jìn)行堆疊封裝。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.本發(fā)明所述一種半導(dǎo)體芯片系統(tǒng)及堆疊封裝結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置相變槽、導(dǎo)熱板，并在相變槽內(nèi)填充相變材料，能夠提高散熱時(shí)的有效接觸面積，并減小散熱時(shí)的熱阻，從而提高封裝后芯片的散熱效果。