一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，所述封装结构包括焊盘朝下的第一芯片(3)，所述第一芯片(3)外围包封有第一塑封料(4)，所述第一塑封料(4)中设置有第一铜柱(7)和第二铜柱(8)，所述第一芯片(3)下表面和第一塑封料(4)下表面设置有第一绿油涂层(9)，所述第一绿油涂层(9)表面设置有背面金属线路(10)。本发明专利技术芯片封装结构中加入了散热功能极好的石墨烯层，使得芯片工作过程中能及时将热量散出，可以有效的降低芯片的热点值，从而让芯片更稳定的工作。

A packaging structure with graphene layer and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法
本专利技术涉及一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，属于半导体封装

技术介绍
随着集成电路的高速发展，芯片的集成度越来越高，但芯片的体积越来越小，同时芯片的功率却越来越大，需要从芯片中散出的热量也越来越大。所以如果不能进行有效的散热设计和热管理，就有可能导致芯片或系统由于高温不能正常工作。电子产品发热问题是电子产品设计的重大问题，所以芯片封装的散热尤为重要。采用传统的散热手段，芯片运行时所产生的热并无法有效地逸散至外界而不断地累积，使得芯片可能会因为过热而导致效能衰减或使用寿命缩短，甚至是损毁，进而影响芯片封装结构的可靠度。因此，如何提升芯片封装结构的散热效率，已成目前亟待解决的课题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，芯片封装结构中加入了散热功能极好的石墨烯层，使得芯片工作过程中能及时将热量散出，特别是部分芯片热量过高的区域，可以有效的降低芯片的热点值，从而让芯片更稳定的工作。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种带石墨烯层散热的封装结构，它包括焊盘朝下的第一芯片，所述第一芯片外围包封有第一塑封料，所述第一芯片上表面和第一塑封料上表面全部覆盖第一石墨烯层，所述第一塑封料中设置有第一铜柱和第二铜柱，所述第一石墨烯层在第二铜柱位置设置有开口，所述第一铜柱与第一石墨烯层相连接，所述第一芯片下表面和第一塑封料下表面设置有第一绿油涂层，所述第一芯片焊盘区域、第二铜柱底部以及第一绿油涂层部分下表面设置有背面金属线路，所述背面金属线路下表面包覆有第二绿油涂层，所述第一石墨烯层上设置有焊盘朝上的第二芯片，所述第二芯片外围包封有第二塑封料，在所述第二芯片上表面焊盘位置的第二塑封料区域设置有第三铜柱，所述第二芯片外围第一石墨烯层上方的第二塑封料区域设置有第四铜柱，所述开口上方的第二塑封料区域设置有第五铜柱，所述第二塑封料部分上表面、第三铜柱、第四铜柱、第五铜柱顶部设置有正面金属线路，所述正面金属线路外包覆有正面绿油涂层，所述正面绿油涂层上表面设置有散热片，所述第一石墨烯层通过第四铜柱、部分正面金属线路与散热片相连接，所述散热片表面和第二塑封料外侧面均设置有第二石墨烯层，所述第一石墨烯层延伸至第二塑封料外侧面与第二石墨烯层相连接；所述正面金属线路包括第一正面线路与第二正面线路，所述第一正面线路与第二正面线路之间不连接，所述第一石墨烯层通过第四铜柱、第一正面线路与散热片相连接，所述第三铜柱通过第二正面线路与第五铜柱电性连接；所述第二正面线路和背面金属线路通过第二铜柱、第五铜柱相连接；所述第一铜柱底部设置背面金属线路；所述第二绿油涂层在第一铜柱底部和背面金属线路区域设置有开孔，开孔内设置有金属保护层。一种带石墨烯层散热的封装结构的制造方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、准备一带有一层胶层的载板；步骤二、将第一芯片焊盘朝下贴装到载板上；步骤三、对载板的上表面进行包封，将第一芯片用第一塑封料保护起来；步骤四、去除载板步骤五、在第一芯片的下表面形成第一绿油涂层，第一芯片的焊盘区域开孔；步骤六、在第一塑封料的部分位置开孔；步骤七、在开孔位置通过金属填充形成铜柱，然后在第一芯片的焊盘区域、部分铜柱底部以及第一绿油涂层部分表面电镀形成背面金属线路；步骤八、在背面金属线路表面涂覆第二绿油涂层，并开孔以暴露部分背面金属线路和部分铜柱；步骤九、对第一塑封料的上表面进行减薄直至露出第一芯片的上表面；步骤十、在第一芯片的上表面和第一塑封料的表面覆盖两层或两层以上第一石墨烯层，第一石墨烯层连接部分铜柱顶部，在另外部分铜柱的位置设置有开口；步骤十一、将第二芯片焊盘朝上贴装到第一石墨烯层的上方；步骤十二、在第一塑封料上方进行包封，将第一石墨烯层和第二芯片用第二塑封料保护起来；步骤十三、对第二塑封料的上表面通过研磨或者化学蚀刻的方式进行减薄；步骤十四、在第二塑封料的部分位置进行打孔；步骤十五、在打孔位置通过金属填充形成金属铜柱，并在金属铜柱顶部和第二塑封料的部分表面形成正面金属线路；步骤十六、在正面金属线路上方涂覆正面绿油涂层，并开孔以暴露部分正面金属线路；步骤十七、在暴露的部分正面金属线路和正面绿油涂层上方制备金属形成散热片；步骤十八、在散热片表面以及背面金属线路暴露的表面进行表面处理，形成金属保护层，然后切割成单颗产品。步骤十九、在单颗产品的散热片表面和第二塑封料外侧面覆盖两层或两层以上第二石墨烯层，第二石墨烯层与延伸至第二塑封料外侧面的第一石墨烯层相连接。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，芯片封装结构中加入了散热功能极好的石墨烯层，使得芯片工作过程中能及时将热量散出，特别是部分芯片热量过高的区域，可以有效的降低芯片的热点值，从而让芯片更稳定的工作，提高芯片的封装良率和可靠性。附图说明图1～图19为本专利技术一种带石墨烯层散热的封装结构制造方法的各工序流程示意图。其中：第一开孔5第二开孔6第一铜柱7第二铜柱8第一绿油涂层9背面金属线路10第二绿油涂层11第一石墨烯层12开口13第二芯片14第二塑封料15第三开孔16第四开孔17第五开孔18第三铜柱19第四铜柱20第五铜柱21正面金属线路22第一正面线路221第二正面线路222正面绿油涂层23第七开孔24散热片25第八开孔26第二石墨烯层27金属保护层28。金属保护层28具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图19所示，本实施例中的一种带石墨烯层散热的封装结构，它包括焊盘朝下的第一芯片3，所述第一芯片3外围包封有第一塑封料4，所述第一芯片3上表面和第一塑封料4上表面全部覆盖第一石墨烯层12，所述第一塑封料4中设置有第一铜柱7和第二铜柱8，所述第一石墨烯层12在第二铜柱8位置设置有开口13，所述第一铜柱7与第一石墨烯层12相连接，所述第一芯片3下表面和第一塑封料4下表面设置有第一绿油涂层9，所述第一芯片3焊盘区域、第二铜柱8底部以及第一绿油涂层9部分下表面设置有背面金属线路10，所述背面金属线路10下表面包覆有第二绿油涂层11，所述第一石墨烯层12上设置有焊盘朝上的第二芯片14，所述第二芯片14外围包封有第二塑封料15，在所述第二芯片14上表面焊盘位置的第二塑封料15区域设置有第三铜柱19，所述第二芯片14外围第一石墨烯层12上方的第二塑封料14区域设置有第四铜柱20，所述开口13上方的第二塑封料14区域设置有第五铜柱21，所述第二塑封料15部分上表面、第三铜柱19、第四铜柱20、第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带石墨烯层散热的封装结构，其特征在于：它包括焊盘朝下的第一芯片(3)，所述第一芯片(3)外围包封有第一塑封料(4)，所述第一芯片(3)上表面和第一塑封料(4)上表面全部覆盖第一石墨烯层(12)，所述第一塑封料(4)中设置有第一铜柱(7)和第二铜柱(8)，所述第一石墨烯层(12)在第二铜柱(8)位置设置有开口(13)，所述第一铜柱(7)与第一石墨烯层(12)相连接，所述第一芯片(3)下表面和第一塑封料(4)下表面设置有第一绿油涂层(9)，所述第一芯片(3)焊盘区域、第二铜柱(8)底部以及第一绿油涂层(9)部分下表面设置有背面金属线路(10)，所述背面金属线路(10)下表面包覆有第二绿油涂层(11)，所述第一石墨烯层(12)上设置有焊盘朝上的第二芯片(14)，所述第二芯片(14)外围包封有第二塑封料(15)，在所述第二芯片(14)上表面焊盘位置的第二塑封料(15)区域设置有第三铜柱(19)，所述第二芯片(14)外围第一石墨烯层(12)上方的第二塑封料(14)区域设置有第四铜柱(20)，所述开口(13)上方的第二塑封料(14)区域设置有第五铜柱(21)，所述第二塑封料(15)部分上表面、第三铜柱(19)、第四铜柱(20)、第五铜柱(21)顶部设置有正面金属线路(22)，所述正面金属线路(22)外包覆有正面绿油涂层(23)，所述正面绿油涂层(23)上表面设置有散热片(25)，所述第一石墨烯层(12)通过第四铜柱(20)、部分正面金属线路(22)与散热片(25)相连接，所述散热片(25)表面和第二塑封料(15)外侧面均设置有第二石墨烯层(27)，所述第一石墨烯层(12)延伸至第二塑封料(15)外侧面与第二石墨烯层(27)相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带石墨烯层散热的封装结构，其特征在于：它包括焊盘朝下的第一芯片(3)，所述第一芯片(3)外围包封有第一塑封料(4)，所述第一芯片(3)上表面和第一塑封料(4)上表面全部覆盖第一石墨烯层(12)，所述第一塑封料(4)中设置有第一铜柱(7)和第二铜柱(8)，所述第一石墨烯层(12)在第二铜柱(8)位置设置有开口(13)，所述第一铜柱(7)与第一石墨烯层(12)相连接，所述第一芯片(3)下表面和第一塑封料(4)下表面设置有第一绿油涂层(9)，所述第一芯片(3)焊盘区域、第二铜柱(8)底部以及第一绿油涂层(9)部分下表面设置有背面金属线路(10)，所述背面金属线路(10)下表面包覆有第二绿油涂层(11)，所述第一石墨烯层(12)上设置有焊盘朝上的第二芯片(14)，所述第二芯片(14)外围包封有第二塑封料(15)，在所述第二芯片(14)上表面焊盘位置的第二塑封料(15)区域设置有第三铜柱(19)，所述第二芯片(14)外围第一石墨烯层(12)上方的第二塑封料(14)区域设置有第四铜柱(20)，所述开口(13)上方的第二塑封料(14)区域设置有第五铜柱(21)，所述第二塑封料(15)部分上表面、第三铜柱(19)、第四铜柱(20)、第五铜柱(21)顶部设置有正面金属线路(22)，所述正面金属线路(22)外包覆有正面绿油涂层(23)，所述正面绿油涂层(23)上表面设置有散热片(25)，所述第一石墨烯层(12)通过第四铜柱(20)、部分正面金属线路(22)与散热片(25)相连接，所述散热片(25)表面和第二塑封料(15)外侧面均设置有第二石墨烯层(27)，所述第一石墨烯层(12)延伸至第二塑封料(15)外侧面与第二石墨烯层(27)相连接。


2.根据权利要求1所述的一种带石墨烯层散热的封装结构，其特征在于：所述正面金属线路(22)包括第一正面线路(221)与第二正面线路(222)，所述第一正面线路(221)与第二正面线路(222)之间不连接，所述第一石墨烯层(12)通过第四铜柱(20)、第一正面线路(221)与散热片(25)相连接，所述第三铜柱(19)通过第二正面线路(222)与第五铜柱(21)电性连接。


3.根据权利要求2所述的一种带石墨烯层散热的封装结构，其特征在于：所述第二正面线路(222)和背面金属线路(10)通过第二铜柱(8)、第五铜柱(21)相连接。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江华，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32