散热封装系统及其制作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种散热封装系统及其制作方法，包括：芯片，其在朝向基板的面上具有第一连接件，其中第一连接件与芯片具有导热连接；基板，其在朝向芯片的面上具有第二连接件，其中第二连接件与基板具有导热连接；金属层，其布置在芯片与基板之间，并且其第一面与第一连接件热连接，其与第一面相对的第二面与第二连接件热连接。接件热连接。接件热连接。

【技术实现步骤摘要】
散热封装系统及其制作方法


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种散热封装系统及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着IC封装技术的飞速发展，封装尺寸越来越来小，集成度越来越高。基板作为芯片的载体，其散热效果已经成为决定产品稳定性和可靠性的重要因素。WB(wire bonding，打线)产品的散热方式主要包括如下两种：(1)芯片上侧的散热通过在芯片上侧贴装散热片来实现；(2)芯片下侧的散热通过打孔解决来实现，或者靠裸露芯片下侧的大块铜皮来解决。
[0003]但传统的打孔的散热方式散热性较差，无法满足WB(wire bonding，打线)芯片到基板的散热要求，而传统的裸露大块铜皮的散热方式，不但散热效果有限，且裸露的大块铜皮上金之后会造成铜皮与焊料之间结合性较差，甚至导致打线芯片下侧分层(铜皮和芯片剥落和/或铜皮和基板剥落)的缺陷，因此WB芯片的可靠性会受到影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种散热封装系统及其制作方法，以解决现有的打线芯片封装结构散热性差且可靠性差的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种散热封装系统，包括：
[0006]芯片，其在朝向基板的面上具有第一连接件，其中第一连接件与芯片具有导热连接；
[0007]基板，其在朝向芯片的面上具有第二连接件，其中第二连接件与基板具有导热连接；
[0008]金属层，其布置在芯片与基板之间，并且其第一面与第一连接件热连接，其与第一面相对的第二面与第二连接件热连接。
[0009]可选的，在所述的散热封装系统中，所述第一连接件和第二连接件包括以下结构的一种或几种：
[0010]阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱、不规则分布铜柱、盲孔、通孔和TVS孔；
[0011]其中所述阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱、不规则分布铜柱、盲孔、通孔和TVS孔被配置为通过自身或孔内的金属材料在芯片和基板之间导电和/或导热。
[0012]可选的，在所述的散热封装系统中，所述阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱和不规则分布铜柱还被配置为执行以下动作：
[0013]相互之间作为固定铜金属层的冗余，当其中一个与铜金属层脱落时，其他连接件作为冗余固定铜金属层；以及
[0014]第一连接件和第二连接件之间交错分布，以对铜金属层的第一面和第二面施加交错的压力，增加垂直于铜金属层的剪切力。
[0015]可选的，在所述的散热封装系统中，所述芯片的第二面和所述第一连接件之间具
有焊料或高导电胶，并通过焊接将两者连接；
[0016]所述铜金属层和所述第一连接件之间具有焊料或高导电胶，并通过焊接将两者连接；
[0017]第一连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增加芯片和基板之间的散热效果；
[0018]第一连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增强芯片和焊料或高导电胶之间的粘结可靠性；
[0019]阵列式分布铜柱结构的铜柱均匀布置；铜柱之间填充形式为真空填充或塑封料填充。
[0020]可选的，在所述的散热封装系统中，还包括：
[0021]第三连接件，被配置为布置在芯片的第一面，所述第三连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增加芯片到封装外部的散热效果；
[0022]封装层，被配置为覆盖基板的第一面，以容置整个芯片和第三连接件；
[0023]散热片，被配置为布置在封装层的第一面；
[0024]导电组件，其包括焊球、焊点、布线层，被配置为布置在封装层的第一面和/或基板的第二面。
[0025]本专利技术还提供一种散热封装系统的制作方法，包括：
[0026]制作基板，在基板的第一面上形成第二连接件；
[0027]将铜金属层覆盖在第二连接件上，且使得铜金属层与第二连接件连接；
[0028]在铜金属层上形成第一连接件，且使得铜金属层与第一连接件连接；
[0029]将芯片覆盖在第一连接件上，使得芯片的第二面朝向第一连接件，且使得芯片与第一连接件连接；
[0030]其中，所述第一连接件和所述第二连接件均能够向基板传导芯片产生的热量。
[0031]可选的，在所述的散热封装系统的制作方法中，在基板的第一面上形成第二连接件包括：
[0032]提供基板；
[0033]通过激光打孔工艺在基板上形成盲孔、通孔或TVS孔，将盲孔、通孔或TVS孔用铜填满，或通过机械打孔工艺在基板上形成盲孔、通孔或TVS孔，在孔壁上形成厚度为10um的铜壁，然后将孔用树脂或油墨填满；
[0034]使得铜金属层与第二连接件连接包括：
[0035]在盲孔、通孔或TVS孔的顶端涂敷焊料或高导电胶；
[0036]将铜金属层放置在基板上，并与盲孔、通孔或TVS孔顶端的焊料或高导电胶焊接或粘贴连接。
[0037]可选的，在所述的散热封装系统的制作方法中，在铜金属层上形成第一连接件，且使得铜金属层与第一连接件连接包括：
[0038]在铜金属层上涂敷油墨；
[0039]在铜金属层上确定芯片放置区域；
[0040]在芯片放置区域中形成阵列式油墨开口，在阵列式油墨开口处去除油墨以将开口下侧的铜金属层露出；
[0041]在阵列式油墨开口上涂敷高导电胶，在高导电胶上粘贴铜柱，或在阵列式油墨开
口上涂敷焊料，在焊料上焊接铜柱。
[0042]可选的，在所述的散热封装系统的制作方法中，还包括：
[0043]在铜柱上贴装芯片，铜柱之间进行预填充工艺，以对铜柱之间空隙进行填充，或通过后续的塑封工艺进行填充，或保持真空；
[0044]进行打线工艺，将芯片第一面的电性引至基板、铜金属层、第二连接件中的一个或多个；
[0045]根据实际需要选用金线、银线或者铜线作为打线工艺的键合线。
[0046]可选的，在所述的散热封装系统的制作方法中，还包括：
[0047]进行塑封形成封装层，所述封装层包围芯片、键合线和第一连接件，并覆盖铜金属层；
[0048]在封装层的第一面上形成散热连接槽，散热连接槽连通至芯片的第一面，在散热连接槽内填充散热金属，以形成第三连接件；
[0049]在封装层的第一面电镀一定的铜厚作为散热片；
[0050]在封装层的第一面和/或基板的第二面进行植球、布置焊点和进行布线作为导电组件。
[0051]本专利技术的专利技术人经研究发现，常规的散热方案主要是直接通过贴装散热盖等形式提高芯片和封装外部的散热能力，例如，WB芯片和基板之间的散热主要是通过在芯片下侧裸露的金面上直接涂导电胶，此类形式散热方案散热效果有限，且容易产生金面和焊料分层等问题；再例如，WB芯片与基板之间的散热方式主要是在芯片下侧裸露大块铜皮，裸露的大块铜皮上金之后可能会造成与焊料的结合不好，导致芯片下侧分层，且分层后两者接触面积大大降低，影响了散热效果。
[0052]基于以上洞察，本专利技术提供了一种散热封装系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散热封装系统，其特征在于，包括：芯片，其在朝向基板的面上具有第一连接件，其中第一连接件与芯片具有导热连接；基板，其在朝向芯片的面上具有第二连接件，其中第二连接件与基板具有导热连接；金属层，其布置在芯片与基板之间，并且其第一面与第一连接件热连接，其与第一面相对的第二面与第二连接件热连接。2.如权利要求1所述的散热封装系统，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件包括以下结构的一种或几种：阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱、不规则分布铜柱、盲孔、通孔和TVS孔；其中所述阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱、不规则分布铜柱、盲孔、通孔和TVS孔被配置为通过自身或孔内的金属材料在芯片和基板之间导电和/或导热。3.如权利要求2所述的散热封装系统，其特征在于，所述阵列pad、不规则分布pad、阵列铜柱和不规则分布铜柱还被配置为执行以下动作：相互之间作为固定铜金属层的冗余，当其中一个与铜金属层脱落时，其他连接件作为冗余固定铜金属层；以及第一连接件和第二连接件之间交错分布，以对铜金属层的第一面和第二面施加交错的压力，增加垂直于铜金属层的剪切力。4.如权利要求1所述的散热封装系统，其特征在于，所述芯片的第二面和所述第一连接件之间具有焊料或高导电胶，并通过焊接将两者连接；所述铜金属层和所述第一连接件之间具有焊料或高导电胶，并通过焊接将两者连接；第一连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增加芯片和基板之间的散热效果；第一连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增强芯片和焊料或高导电胶之间的粘结可靠性；阵列式分布铜柱结构的铜柱均匀布置；铜柱之间填充形式为真空填充或塑封料填充。5.如权利要求1所述的散热封装系统，其特征在于，还包括：第三连接件，被配置为布置在芯片的第一面，所述第三连接件采用阵列式分布铜柱结构，以增加芯片到封装外部的散热效果；封装层，被配置为覆盖基板的第一面，以容置整个芯片和第三连接件；散热片，被配置为布置在封装层的第一面；导电组件，其包括焊球、焊点、布线层，被配置为布置在封装层的第一面和/或基板的第二面。6.一种散热封装系统的制作方法，其特征在于，包括：制作基板，在基板的第一面上形成第二连接件；...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷开婷，项昌华，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：