一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，包括依次层叠的第一石墨烯涂层、塑封胶层、芯片和基板，所述芯片与所述基板之间通过键合线电连接。塑封胶层与基板结合将芯片和键合线进行包覆，实现芯片固定、密封和保护。第一石墨烯涂层与塑封胶层贴合，芯片的热量穿过塑封胶层后经由第一石墨烯涂层向外界直接散热，减少传递介质，提高散热效率。第一石墨烯涂层中的石墨烯具有优良的导热性，导热系数远超过铜、铝、铁等金属导体，其理论导热率高达5300W/m·K。塑封胶层还起到绝缘作用，避免第一石墨烯涂层影响芯片工作。

【技术实现步骤摘要】
一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体封装
，尤其是指一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构及其制备方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，芯片的封装形式一直在朝着厚度更薄，体积更小，集成度更高和容量更大的方向发展。尤其对于超薄高集成多芯片的封装，因为内部结构复杂，要求运算速度快等特点，产品在使用过程中会产生较多的热量，而自身没有较好的散热装置以便热量及时散发出去，引起发热、传输速率降低和数据损坏等问题，给用户带来较差的使用体验，因此，芯片封装的散热问题成为阻碍目前先进封装技术发展的重要原因。虽然散热技术一直在优化当中，比如现有技术常常通过外加散热装置帮助芯片散热，但散热效果相对较弱，而且需要额外增加贴散热器的制程，无形中增加了芯片的封装成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：设计一种封装简单、低成本的封装方法，封装完成后封装结构能够快速散热，延长被封装的芯片的使用寿命，提升被封装的芯片的使用性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，包括依次层叠的第一石墨烯涂层、塑封胶层、芯片和基板，所述芯片与所述基板之间通过键合线电连接。进一步地，还包括第二石墨烯涂层，所述第二石墨烯涂层位于所述塑封胶层的边沿处。进一步地，所述第一石墨烯涂层的边沿与所述第二石墨烯涂层的边沿连接；所述塑封胶层的边沿与所述基板的边沿密封连接。进一步地，所述第二石墨烯涂层的远离第一石墨烯涂层的边沿到基板的距离为H，所述塑封胶层的厚度为A，其中，0.01mm≤H<A。进一步地，还包括DAF膜，所述DAF膜位于所述基板与所述芯片之间；所述基板为BT树脂基板，所述BT树脂基板的含有金属的侧面远离所述芯片；所述塑封胶层由环氧树脂材料制成。一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的制备方法，包括以下步骤：S1：将芯片固定在基板的一侧面上。S2：通过键合工艺，形成用于连接芯片与基板的键合线。S3：在芯片的远离基板的侧面上进行塑封，固化成型后形成塑封胶层。S4：在塑封胶层上涂布/印刷/喷涂/浸涂石墨烯油墨，固化成型后形成石墨烯散热涂层即得到带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构。进一步地，在所述步骤S1中，固定在基板上的芯片至少有一排，每排至少有两个芯片；所述芯片由至少一个芯片单元构成；当芯片单元大于等于2个时，芯片单元以二维平铺或三维堆叠的结构布局；在所述步骤S4中，形成石墨烯散热涂层后，沿着相邻两芯片之间的中心连线的中垂线切割即得到带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构。进一步地，在执行所述步骤S4前，还沿着所述中垂线的位置在所述塑封胶层上开设凹槽。进一步地，在所述步骤S1中，使用DAF膜将芯片贴在基板上，然后在145-155℃条件下烘烤50-70min进行固化。进一步地，在所述步骤S3中，固化成型条件为：在170-180℃条件下固化90-110s。本专利技术的有益效果在于：塑封胶层与基板结合将芯片和键合线进行包覆，实现芯片固定、密封和保护。第一石墨烯涂层与塑封胶层贴合，芯片的热量穿过塑封胶层后经由第一石墨烯涂层向外界直接散热，减少传递介质，提高散热效率。第一石墨烯涂层中的石墨烯具有优良的导热性，导热系数远超过铜、铝、铁等金属导体，其理论导热率高达5300W/m·K。塑封胶层还起到绝缘作用，避免第一石墨烯涂层影响芯片工作。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体结构图1为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的结构示意图；图2为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的完成步骤S1时的状态示意图；图3为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的完成步骤S2时的状态示意图；图4为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的完成步骤S3时的状态示意图；图5为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的完成步骤S3后、执行步骤S4前时的开凹槽状态示意图；图6为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的完成步骤S4中的形成石墨烯散热涂层时的状态示意图；图7为本专利技术的一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的执行步骤S4中切割操作时的状态示意图；其中，1：基板，2：DAF膜，3：芯片，4：键合线，5：塑封胶层，6：石墨烯散热涂层，7：切割刀片。具体实施方式本专利技术最关键的构思在于：使用高导热性能的材料制成膜层并贴合在已被封装的芯片表面，达到快速散热的目的。为了进一步论述本专利技术构思的可行性，根据本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果的具体实施方式并配合附图详予说明。实施例1请参阅图1、图6以及图7，一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，包括依次层叠的第一石墨烯涂层、塑封胶层5、芯片3和基板1，所述芯片3与所述基板1之间通过键合线4电连接，实现信号传递。塑封胶层5与基板1结合将芯片3和键合线4进行包覆，实现芯片3固定、密封和保护。第一石墨烯涂层与塑封胶层5贴合，芯片3的热量穿过塑封胶层5后经由第一石墨烯涂层向外界直接散热，减少传递介质，提高散热效率。此结构中，以第一石墨烯涂层作为石墨烯散热涂层6。第一石墨烯涂层中的石墨烯具有优良的导热性，导热系数远超过铜、铝、铁等金属导体，其理论导热率高达5300W/m·K，仅次于热管，但石墨烯没有像热管那样的工质、吸液芯等，因此可以根据需要制成各种形状。石墨烯高导热的本质原因是在石墨烯分子中，碳原子构成六角形蜂窝状结构，且都是单键，这样每个碳原子都有一个自由电子，自由电子的运动实现了高效能的传热。塑封胶层5还起到绝缘作用，避免第一石墨烯涂层影响芯片工作。实施例2在上述结构的基础上，带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构还包括第二石墨烯涂层，所述第二石墨烯涂层位于所述塑封胶层5的边沿处。所述第一石墨烯涂层的边沿与所述第二石墨烯涂层的边沿连接。此结构中，第一石墨烯涂层与第二石墨烯涂层均采用统一材料制成，二者结合形成剖面如图1所示的形状呈倒U型的石墨烯散热涂层6。所述塑封胶层5的边沿与所述基板1的边沿密封连接。在不影响芯片3工作的前提下，将石墨烯散热涂层6延伸至塑封胶层5的边沿，增大散热面积。所述第二石墨烯涂层的远离第一石墨烯涂层的边沿到基板1的距离为H，所述塑封胶层5的厚度为A，其中，0.01mm≤H<A。即增大散热面积的同时，避免石墨烯散热涂层6与基板1粘连，避免干扰芯片工作。实施例3在上述结构的基础上，带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构还包括DAF膜2，所述DAF膜2位于所述基板1与所述芯片3之间；所述基板1为BT树脂基板，所述BT树脂基板的含有金属的侧面远离所述芯片3；所述塑封胶层5由环氧树脂材料制成。BT树脂基板具有良好的机械性能、电学性能以及热学性能，用来承载芯片3和其它阻容元件，并通过内部线路实现其电气内外互连。BT树脂基板与芯片3有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，包括依次层叠的第一石墨烯涂层、塑封胶层、芯片和基板，所述芯片与所述基板之间通过键合线电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，包括依次层叠的第一石墨烯涂层、塑封胶层、芯片和基板，所述芯片与所述基板之间通过键合线电连接。


2.如权利要求1所述的带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，还包括第二石墨烯涂层，所述第二石墨烯涂层位于所述塑封胶层的边沿处。


3.如权利要求2所述的带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，所述第一石墨烯涂层的边沿与所述第二石墨烯涂层的边沿连接；所述塑封胶层的边沿与所述基板的边沿密封连接。


4.如权利要求3所述的带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，所述第二石墨烯涂层的远离第一石墨烯涂层的边沿到基板的距离为H，所述塑封胶层的厚度为A，其中，0.01mm≤H<A。


5.如权利要求1至4任一所述的带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构，其特征在于，还包括DAF膜，所述DAF膜位于所述基板与所述芯片之间；所述基板为BT树脂基板，所述BT树脂基板的含有金属的侧面远离所述芯片；所述塑封胶层由环氧树脂材料制成。


6.一种带有石墨烯散热涂层的芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将芯片固定在基板的一侧面上；
S2：通过键合工艺，形成用于连接芯片与基板的键合线；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康乐，林建涛，刘浩，
申请(专利权)人：东莞记忆存储科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44