三维堆叠封装散热模块制造技术

一种三维堆叠封装散热模块，由安装在一装有一晶片的第一ＩＣ封装上方的一第一散热片与安装在该第一ＩＣ封装下方的复数个第二散热片所组成，所述复数个第二散热片之间各安装有一装有一晶片的ＩＣ封装，其特征在于：所述第一散热片位于最上层并与所述复数个第二散热片以垂直堆叠方式加以堆叠为一三维封装散热结构，所述三维封装散热结构最底层的所述第二散热片并粘着于一印刷电路板上。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三维堆叠封装散热模块，特别是涉及一种用于集成电路封装散热的装置。IC封装元件的散热途径有二，其一是向上方直接传到空气中，其二则为向下方透过封装材料传到印刷电路板(以下简称PCB)上。因此，除了设计增加水平方向热扩散能力，使热能均匀分布外，更应设计增加垂直方向的传热能力，使热更容易传到PCB上以增加散热效率。为了减少空间及增加电性效能，三维堆叠的封装技术成为重要的发展方向。三维封装堆叠时，由于散热面积有限，而发热量成倍增加，发热密度即大幅增加，因此，散热问题更为严重。又因为组装密度高，使得散热装置的设计及安装受到限制，因此，设计上如何加强散热及兼顾三维堆叠时组装的方便性，成为三维封装散热的重要课题。公知的散热方式可参考美国专利案号5,796,170号专利，其为一种用于面阵列锡球(Ball Grid Array，以下简称BGA)的散热装置，结构是晶穴朝下(cavity down)方式将散热片粘于晶片后方，再将封装倒装，使散热片向上，并在封装下方植球，此种装置可将热从晶片上方扩散。另一种散热方式可参考美国专利案号5,909,056号专利，其为一种用于覆晶(Flip Chip)的散热片，是将散热片安装于覆晶上方，将热由上方扩散，并可通过侧面连接于基板的部分，将热传到基板上。此外，可参考美国专利案号4,953,060号专利，其为一种三维堆叠封装的装置，利用周围的针脚作封装上下的连接，针脚在封装部分做成上方凹孔及下方突起的形状以方便连接，针的周围是金属材料，以方便垂直方向的散热。另一种三维堆叠封装的散热装置，请参考美国专利案号US5,910,682号专利，其在封装前后方有散热片用于散热，且可利用散热片侧面将热垂直传到PCB板上。本技术的另一个目的在于提供一种三维堆叠封装散热模块，可将IC所产生的热以垂直方向传递到下方的PCB上。本技术的再一个目的在于提供一种三维堆叠封装散热模块，可随着三维堆叠封装做堆叠设计，并加强三维封装的散热能力。本技术的另一个目的在于提供一种三维堆叠封装散热模块，通过散热片的侧面支撑来增加焊接锡球的可靠度。本技术的又一个目的在于提供一种三维堆叠封装散热模块，可做三维堆叠模块化的散热设计。本技术所述的上述目的是这样实现的一种三维堆叠封装散热模块，由安装在一装有一晶片的第一IC封装上方的一第一散热片与安装在该第一IC封装下方的复数个第二散热片所组成，所述复数个第二散热片之间各安装有一装有一晶片的IC封装，其特征在于所述第一散热片位于最上层并与所述复数个第二散热片以垂直堆叠方式加以堆叠为一三维封装散热结构，所述三维封装散热结构最底层的所述第二散热片并粘着于一印刷电路板上。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述的第一散热片，其下层为两侧具突出长条的一前后开口的凹槽结构，所述凹槽结构的内层表面与所述晶片的上层表面用导热胶相粘结。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第二散热片的上层是与所述第一散热片相对应的一前后开口的容纳所述第一IC封装的第二凹槽结构，所述第二凹槽结构的凹槽内面与所述第一IC封装的下层表面用所述导热胶相粘结，该第二凹槽结构两侧的突出长条具有一外侧缺口与所述第一散热片的所述凹槽结构外侧的突出长条密合并用所述导热胶相粘结，所述第二散热片的下层是一前后开口的第三凹槽结构，其两侧的突出长条是与所述第二散热片上层的所述第二凹槽结构两侧的外侧缺口密合，该第三凹槽结构下层的外侧突出长条的下层表面用所述导热胶与一导热层相粘结。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一散热片下层为四周具有突出长条的一凹槽结构，所述凹槽结构的内层表面是与该晶片的上层表面用所述导热胶相粘结。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第二散热片的上层是与所述第一散热片相对应的容纳所述第一IC封装的一第二凹槽结构，所述第二凹槽结构的凹槽内面与该晶片的下层表面用所述导热胶相粘结，所述第二凹槽结构四周的突出长条具有一外侧缺口与所述第一散热片的所述凹槽结构四周的突出长条密合并用导热胶相粘结，所述第二散热片的下层为一第三凹槽结构，其四周的突出长条与所述第二散热片上层的所述第二凹槽结构四周突出长条的外侧缺口密合，所述第三凹槽结构下层四周突出长条的下层表面用所述导热胶与一导热层相粘结。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述导热层为所述印刷电路板的铜箔层。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述导热层为所述三维堆叠封装散热模块的另一所述第二散热片，并且，所述第三凹槽结构的内层表面与第二IC封装的上层表面用所述导热胶相粘结。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述IC封装是一面阵列锡球封装。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述IC封装是一导线架型封装。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述IC封装是一晶片尺度封装型式封装。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述IC封装中的晶片是直接粘着于散热片上。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一散热片的上方装设有一散热鳍片结构。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一散热片的上方装设有一热渊或者一致冷器。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一散热片与所述第二散热片是用金属材料制成。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一散热片与所述第二散热片是用高热导性复合材料制成。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中所述第一、第二散热片与所述IC封装之间、所述第一散热片与所述第二散热片之间以及所述第二散热片与所述印刷电路板之间用焊锡粘着。本技术所述的三维堆叠封装散热模块，其中将所述第二散热片下层的外侧突出部粘着于位于其下方的所述IC封装或所述印刷电路板，用以撑起所述IC封装的结构及增加所述三维堆叠封装散热模块的结构附着力，以增加焊接锡球的可靠度。由此可见，根据本技术所述的技术，本技术提供一种三维堆叠封装散热模块，利用二片结构上密合的第一散热片与一片第二散热片，两者中间则夹有所要散热的IC封装；第一散热片为散热的最上层，第二散热片则为散热的下层，并可将热传导至所连接的PCB上；由于每片第二散热片的结构上均可相互堆叠，因此，可以一片第一散热片与数片第二散热片加以结合堆叠为三维封装散热结构，可堆叠出多层的IC封装。本技术所述的散热片技术，第一散热片在结构上可以是前后开口的凹槽结构，第二散热片的上层则为与第一散热片配对为前后开口的第二凹槽结构，其外侧并有缺口与第一散热片扣合，第二散热片的下层则为与第一散热片下层相同的凹槽结构，可与另一片第二散热片扣合；或者，第一散热片在结构上可以是一种凹槽结构，第二散热片的上层则与第一散热片配对的凹槽结构，其外侧并有缺口与第一散热片扣合，同样地，每片第二散热片都可相互扣合；不论是何种第一散热片与第二散热片的结构，本技术均可提供不同封装技术的散热构造，如BGA、导线架型式与晶片尺寸封装。为了让本技术更清楚明了，现结合附图详细说明本技术的具体实施例。图6B是图6A中的本技术所述三维堆叠封装散热模块的底视图；以及图6C是本技术所述三维堆叠封装散热模块的第五具体实施例的三维堆叠剖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维堆叠封装散热模块，由安装在一装有一晶片的第一IC封装上方的一第一散热片与安装在该第一IC封装下方的复数个第二散热片所组成，所述复数个第二散热片之间各安装有一装有一晶片的IC封装，其特征在于所述第一散热片位于最上层并与所述复数个第二散热片以垂直堆叠方式加以堆叠为一三维封装散热结构，所述三维封装散热结构最底层的所述第二散热片并粘着于一印刷电路板上。2.如权利要求1所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述的第一散热片，其下层为两侧具突出长条的一前后开口的凹槽结构，所述凹槽结构的内层表面与所述晶片的上层表面用导热胶相粘结。3.如权利要求1或2所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述第二散热片的上层是与所述第一散热片相对应的一前后开口的容纳所述第一IC封装的第二凹槽结构，所述第二凹槽结构的凹槽内面与所述第一IC封装的下层表面用所述导热胶相粘结，该第二凹槽结构两侧的突出长条具有一外侧缺口与所述第一散热片的所述凹槽结构外侧的突出长条密合并用所述导热胶相粘结，所述第二散热片的下层是一前后开口的第三凹槽结构，其两侧的突出长条是与所述第二散热片上层的所述第二凹槽结构两侧的外侧缺口密合，该第三凹槽结构下层的外侧突出长条的下层表面用所述导热胶与一导热层相粘结。4.如权利要求3所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述导热层为所述印刷电路板的铜箔层。5.如权利要求3所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述导热层为所述三维堆叠封装散热模块的另一所述第二散热片，并且，所述第三凹槽结构的内层表面与第二IC封装的上层表面用导热胶相粘结。6.如权利要求1所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述第一散热片下层为四周具有突出长条的一凹槽结构，所述凹槽结构的内层表面是与该晶片的上层表面用所述导热胶相粘结。7.如权利要求1或6所述的三维堆叠封装散热模块，其特征在于所述第二散热片的上层是与所述第一散热片相对应的容纳所述第一IC封装的一第二凹槽结构，所述第二凹槽结构的凹槽内面与该晶片的下层表面用所述导热胶相粘结，所述第二凹槽结构四周的突出长条具有一外侧缺口与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘君恺，姜信腾，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：