[發明專利]一種芯片散熱封裝結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202310012352.8
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116013885A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張鵬;樊嘉祺;孫鵬;耿菲
• 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
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/367;H01L21/50
• 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

本發明涉及一種芯片散熱封裝結構，包括：微流道蓋板，其布置在芯片的上方，且被配置為為芯片散熱，并保護芯片；下微流道板，其與微流道蓋板連接，且被配置為對芯片進行多面散熱；芯片，其布置在所述下微流道板中；基板結構，其與所述下微流道板連接。該芯片散熱封裝結構中，在芯片的六面均設置有微流道，能夠對芯片進行六面散熱，能夠對熱流密度較高的芯片進行全面散熱。

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種芯片散熱封裝結構及其形成方法。

背景技術

隨著芯片尺寸的不斷減小，芯片集成度的不斷提高，功能越來越強大，封裝密度也越來越高。這使得單位體積芯片的功耗急劇增大，芯片的溫度急劇升高，導致芯片的可靠性降低，影響芯片的正常工作。研究發現，有源器件的溫度每升高10℃，系統可靠性將降低一半。同時超過55％的電子設備的失效是由于溫度過高造成的。由此可見，芯片的散熱已經成為電子設備正常運行的關鍵要素，而微流道散熱是非常有效的解決方案。目前常見的微流道組裝方案有三種，一種是微流道冷板通過熱界面貼在封裝蓋的背面，該方案優點是容易實現，缺點是尺寸過大、熱阻較大；第二種是直接在熱源芯片背面制作微流道，熱阻最小，但制作難度大；第三種是封裝蓋內集成微流道冷板，該方案實現簡單，熱阻較小。此外，現有的散熱方案大多是單面或雙面散熱，缺少對芯片的六面散熱，對高性能芯片的散熱能力不足。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題中的至少一部分問題，本發明提供了一種芯片散熱封裝結構及其形成方法，該芯片散熱封裝結構中，在芯片的六面均設置有微流道，能夠對芯片進行六面散熱，并且在利用金屬導熱棒直接接觸芯片發熱面，將熱量更直接、快速的向外傳遞，能夠對熱流密度較高的芯片進行全面散熱。

在本發明的第一方面，本發明提供一種芯片散熱封裝結構，包括：

微流道蓋板，其布置在芯片的上方，且被配置為為芯片散熱，并保護芯片；

下微流道板，其與微流道蓋板連接，且被配置為對芯片進行多面散熱；

芯片，其布置在所述下微流道板中；

基板結構，其與所述下微流道板連接。

進一步地，微流道蓋板包括：

第一晶圓，其具有第一微流道槽；

第二晶圓，其具有第二微流道槽，其中第二晶圓與第一晶圓鍵合，第一微流道槽和第二微流道槽組合構成第一微流道結構；

第一進液口，其貫穿第二晶圓，并與第一微流道結構連通；

第一出液口，其貫穿第二晶圓，并與第一微流道結構連通；

第一通孔，其貫穿第一晶圓與第二晶圓。

進一步地，下微流道板包括：

第三晶圓；

凹槽，其位于第三晶圓的正面；

第三微流道槽，其位于第三晶圓的背面；

導電硅通孔，其貫穿第三晶圓；

第三通孔，其位于凹槽的下方，并與凹槽連通；

第二進液口，其貫穿第三晶圓，并與第一進液口連通；

第二出液口，其貫穿第三晶圓，并與第一出液口連通。

進一步地，基板結構包括：基板；

總進液口，其位于基板的背面；

多個進液支路，其位于基板的正面，并與總進液口連通；

總出液口，其位于基板的背面；

多個出液支路，其位于基板的正面，并與總出液口連通；