具有垂直形成的热沉的层叠封装制造技术

一种层叠封装，包括：基板，具有位于其上表面的连接焊垫和位于其下表面的球焊盘；至少两个半导体芯片，通过插入间隔物而层叠于所述基板上，且在对应于所述连接焊垫的位置定义有用于电连接的通孔；电连接构件，用于将所述层叠半导体芯片和所述基板相互电连接；一对热沉，形成为接触所述层叠半导体芯片的侧表面并沿垂直于所述基板的方向延伸；以及外部连接端子，附着到位于所述基板的下表面上的所述球焊盘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及层叠封装，更具体涉及所有层叠半导体芯片均衡地向外部放 热的层叠封装。
技术介绍
响应于电子设备朝微型化和多功能化的进展，半导体封装技术持续发 展。例如，微型化的增长已经加速了尺寸接近芯片的尺寸的芯片级封装的发 展。此外，多功能的增长已经加速了将能够执行各种功能的若干芯片布置在 一个封装内的层叠封装的发展。半导体封装发展以适应于电子设备的增长的微型化和多功能，当半导体封装安装在所述设备上时，通常产生大量的热量，其必须快速释放到外部。 如果在半导体芯片内产生的热量没有快速地被释放，则半导体芯片的工作速 度减小。此外，由于所产生的热量引起的内部温度上升会导致对半导体芯片以辅助所产生的热量的散逸。然而，在半导体封装的上表面上形成这种热沉 增大了半导体封装的总厚度，由此降低了最后产品的价值。此外，当热沉形成于层叠封装的上表面上时，只有最上面的半导体芯片 内产生的热量才快速释放。热散逸效率从最上面半导体芯片到最下面半导体芯片逐渐减小；因此，在其余半导体芯片内产生的热量无法与在最上面半导 体芯片内产生的热量一样被快速释放。由于几乎所有在最下面半导体芯片内 产生的热量未被释放，最下面半导体芯片可能受损伤或者半导体封装的总体 性能可能被降低。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种层叠封装，其中热沉的形成并不增大该层叠封 装的总厚度，且其中各个层叠半导体芯片中产生的热量^^皮均衡地释放。在一个实施例中，层叠封装包括基板，具有位于其上表面的连接焊垫和位于其下表面的球焊盘；至少两个半导体芯片，通过插入间隔物而层叠于 该基板上，且在对应于该连接焊垫的位置定义有用于电连接的通孔；电连接构件，用于将该层叠半导体芯片和该基板相互电连接； 一对热沉，形成为接 触该层叠半导体芯片的侧表面并沿垂直于该基板的方向延伸；以及外部连接 端子，附着到位于该基板的下表面上的该球焊盘。该连接焊垫形成于该基板的上表面上，使得该连接焊垫邻接两个边缘。该间隔物小于该半导体芯片。该层叠封装还包括传热层，覆盖将与该热沉接触的半导体芯片的表面， 以与热沉接触。该传热层沉积于各个半导体芯片的下表面上。在各个半导体芯片的上表面上实施焊垫重布线，使得布线形成于通孔或者通孔周围的表面上。该电连接构件包括铜引脚。铜引脚插入层叠半导体芯片的通孔内并连接 到基板的连接焊垫，由此相互电连接层叠半导体芯片和基板。各个热沉定义有位于与该层叠半导体芯片接触的其侧表面上的插入凹 槽，该半导体芯片分别插入该插入凹槽内。此外，各个热沉形成为在与上述 侧表面相对的表面上具有多个分支。该外部连接端子包括焊球。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的层叠封装的剖面视图。 图2为根据本专利技术该实施例的层叠封装的扩展剖面视图。 图3为根据本专利技术另一实施例的层叠封装的剖面视图。具体实施例方式在本专利技术中，热沉释放层叠在半导体封装内的半导体芯片中所产生的热 量。热沉沿与基板垂直的方向延伸并接触层叠半导体芯片的侧表面。这种情 况下，由于热沉沿与基板垂直的方向延伸，不会导致半导体封装的厚度增加。 此外，由此热沉接触所有层叠的半导体芯片而不限于层叠在最上面的半导体 芯片，因此相同数量的热量从各个半导体芯片释放。因此，本专利技术的一个实施例提供了一种层叠封装，其具有优良的热散逸 特性同时维持纤细的配置，因此增大了最后产品的价值。因此可以实现具有优异热性能的电子设备。下面将参照附图描述本专利技术的各种实施例。图1为根据本专利技术一个实施例的层叠封装的剖面视图，图2为根据本发 明该实施例的层叠封装的扩展剖面视图。参考图1和2,根据本专利技术一个实施例的层叠封装100包括基板110、 位于基板10上的至少两个半导体芯片120、用于相互电连接层叠半导体芯 片120和基板110的电连接构件160、安装成接触层叠半导体芯片120的两 个侧表面的一对热沉170、以及附着到基板110的下表面的外部连接端子 180。基板IIO具有位于其上表面上的多个连接焊塾112和位于其下表面上的 多个球焊盘114。基板110在此具有将连接焊垫112和球焊盘114相互连接 的电路图案(未示出)。连接焊垫112邻近基板110的上表面上的两个边缘。至少两个，例如图l和2所示三个半导体芯片120层叠在基板IIO的上 表面上，间隔物130夹置于两个紧邻的半导体芯片120之间。层叠半导体芯 片120定义有用于电连接的通孔150,通孔150邻接半导体芯片120的两个 边缘并对应于基板110的连接焊垫112。这里，在根据本专利技术一个实施例的 层叠半导体芯片120中，在半导体芯片120的上表面上实施重布线，使得布 线(未示出)形成于通孔150或者通孔150周围的表面上。间隔物130的尺寸小于半导体芯片120的尺寸。优选地，各个间隔物130 尺寸为使得间隔物130可以置于两个相对面向的通孔150之间。传热层140 沉积在与形成有接合焊垫(未示出)的上表面相对的各个层叠半导体芯片120 的下表面上，从而保护半导体芯片120并将半导体芯片120工作所必然产生 的热量快速地传递到热沉170。通过沉积特征为具有优良热导率的聚合物树 脂至预定厚度，由此形成传热层140。电连接构件160包括铜引脚。电连接构件160分别插入层叠半导体芯片 120的通孔150内并连接到基板110的连接焊垫112。据此，电连接构件160 电连接到层叠半导体芯片120以及基板110的连接焊垫112，由此相互电连 接层叠半导体芯片120和基板110。热沉170安装在层叠半导体芯片120的两侧上，使得热沉170接触层叠 半导体芯片120的两个侧表面并沿与基板IIO垂直的方向延伸。此时，各个 热沉170具有位于与层叠半导体芯片接触的表面上的多个插入凹槽172。包 表面分别插入该插入凹槽172内。 此外，各个热沉170具有位于与层叠半导体芯片120相对的表面上的多个分 支，用于改善热沉170的热散逸能力。插入凹槽172具有特定深度，使得热 沉170可以最大程度接近电连接构件160而不与其接触，但与包括传热层140 的层叠半导体芯片120的侧表面接触。因此，当包括传热层140的层叠半导 体芯片120插入热沉170的插入凹槽172时，热沉170与包括传热层140的 层叠半导体芯片120接触。由于热沉170与所有半导体芯片120接触，在半 导体芯片120内产生的热量可以被均衡地释放。外部连接端子180作为用于外部电路的安装区域，且优选地包括焊球。 外部连接端子180分别附着到位于基板110下表面上的球焊盘114。在如上所述根据本专利技术一个实施例的层叠封装中，热沉沿与基板垂直的 方向延伸同时接触层叠半导体芯片的侧表面。因此，热沉的安装不会导致层 叠封装的总厚度增大。具体而言，热沉安置成与层叠半导体芯片接触，这可 以实现所产生的热量通过热沉均衡地释放。因此，本专利技术维持薄配置的层叠封装并改善了层叠封装的热性能，由此 实现了具有优异热性能的紧凑的多功能电子设备。图3为根据本专利技术另一实施例的层叠封装的剖面视图。参考图3,根据 本专利技术该实施例的层叠封装300包括基板310、层叠在基板310上的至少两 个层叠封装单元300a、安装成接触层叠封装单元300a的两个侧表面的一对 热沉370、以及附着到基板310下表面的外部连接端子38本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠封装，包括：基板，具有位于其上表面上的连接焊垫和位于其下表面上的球焊盘；至少两个半导体芯片，通过插入间隔物而层叠于所述基板上，且在对应于所述连接焊垫的位置定义有用于电连接的通孔；电连接构件，用于将所述层叠半导 体芯片和所述基板相互电连接；一对热沉，形成为接触所述层叠半导体芯片的侧表面并沿垂直于所述基板的方向延伸；以及外部连接端子，附着到位于所述基板的下表面上的所述球焊盘。

【技术特征摘要】
KR 2006-6-29 59815/06;KR 2006-12-21 132019/061.一种层叠封装，包括基板，具有位于其上表面上的连接焊垫和位于其下表面上的球焊盘；至少两个半导体芯片，通过插入间隔物而层叠于所述基板上，且在对应于所述连接焊垫的位置定义有用于电连接的通孔；电连接构件，用于将所述层叠半导体芯片和所述基板相互电连接；一对热沉，形成为接触所述层叠半导体芯片的侧表面并沿垂直于所述基板的方向延伸；以及外部连接端子，附着到位于所述基板的下表面上的所述球焊盘。2. 根据权利要求1的层叠封装，其中所述连接焊垫邻近所述基板的上 表面的两个边缘。3. 根据权利要求1的层叠封装，其中所述间隔物小于所述半导体芯片。4. 根据权利要求1的层叠封装，还包括传热层，覆盖将与所述热沉接触的所述半导体芯片的表面。5. 根据权利要求4的层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荷娜，梁胜宅，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]