封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种封装结构及其制造方法，所述封装结构包括：基板；芯片，以倒装芯片方式安装在基板上；以及侧散热件，包括导热材料并且设置在芯片的侧面上。侧散热件电连接到芯片的电路层。的电路层。的电路层。

【技术实现步骤摘要】
封装结构及其制造方法


[0001]总体来说，本专利技术属于半导体封装领域；具体来说，本专利技术涉及一种侧面散热增强封装结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]芯片功耗产生的热量会使芯片升温从而影响芯片性能乃至对芯片造成不可逆的损坏。对功耗的研究始终贯穿芯片生产的各环节，芯片的能耗比也随着设计的完善和制程的进步而一直在改善。然而，对芯片性能的需求仍在不断提高，因此能耗比的改善并不能解决芯片功耗引起的散热问题。散热问题在高端芯片(例如CPU、GPU等)中表现得更为明显。随着制造工艺的发展，晶体管越来越多，芯片功耗随之也越来越高。
[0003]半导体封装不仅可以对芯片进行物理保护，而且可以帮助芯片散热。图1示出了根据现有技术的封装结构9。如图1所示，封装结构9包括基板910以及顺序地设置在基板910上的芯片920、导热层930和散热盖940。封装结构9还包括底填料950。芯片920通过焊球925以倒装芯片方式连接到基板910。导热层930与芯片920的上表面直接接触。散热盖940包括盖部941和壁部942。盖部941的中心部分与导热层930的上表面直接接触。壁部942从盖部941的外围部分向下延伸并通过粘合剂945粘合到基板910。底填料950设置在芯片920与基板910之间。封装结构9通过设置在基板910下面的焊球915向外连接。
[0004]功耗集中在芯片的电路层(或功能区)。就图1而言，功耗集中在芯片920的下部，故而芯片920的下部为发热源。封装结构9帮助发热源在垂直向上的方向上进行散热。在该散热过程中，热量从芯片920的下部依次经过芯片920的上部(硅)、导热层930和散热盖940最终进入外部环境(空气)。
[0005]然而，硅的导热系数非常低，仅为0.21W/m
·
K。而硅作为芯片的基体材料难以被替代，从而极大限制了散热效率。当然，在形成芯片之后可以对芯片进行减薄，从而减小硅基体的厚度并提高散热效率。然而，功耗大的芯片通常也会具有大的芯片尺寸。芯片减薄后重量会变轻，导致芯片的翘曲问题更严重，甚至会导致虚焊问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了侧面散热增强封装结构及其制造方法。
[0007]示例实施例提供了一种封装结构，所述封装结构可以包括：基板；芯片，可以以倒装芯片方式安装在基板上；以及侧散热件，可以包括导热材料并且设置在芯片的侧面上，其中，侧散热件可以电连接到芯片的电路层。
[0008]根据示例实施例，所述封装结构还可以包括：侧导热层，侧导热层可以包括热界面材料并且设置在芯片的侧面与侧散热件之间，侧导热层可以直接接触芯片和/或侧散热件。侧导热层的上表面、芯片的上表面和侧散热件的上表面可以基本上对齐。
[0009]根据示例实施例，所述封装结构还可以包括：上导热层，可以设置在芯片的上表面上且与芯片的上表面直接接触；散热盖，可以设置在上导热层的上表面上且与上导热层的
上表面直接接触。上导热层可以包括热界面材料。散热盖可以包括导热材料。上导热层和/或散热盖可以具有基本上平板形状。
[0010]根据示例实施例，散热盖可以包括盖部和壁部，盖部可以具有基本上平板形状，盖部的中心部分可以与上导热层的上表面直接接触，壁部可以从盖部的外围部分向下延伸。
[0011]根据示例实施例，所述封装结构还可以包括：多个连接件，可以设置在芯片与基板之间，以将芯片的电路层与基板电连接；以及连接部，可以设置在芯片的面对基板的下表面上，以连接多个连接件中的至少一个与侧散热件。
[0012]根据示例实施例，每个连接件可以包括从芯片朝向基板依次设置的凸块下金属、凸块以及焊球。侧散热件可以包括与凸块相同的材料。连接部可以包括与凸块下金属相同的材料并且与凸块下金属在同一层。
[0013]根据示例实施例，侧散热件可以连接第一信号。第一信号可以是芯片信号或虚设信号。
[0014]根据示例实施例，第一信号可以是芯片信号中的电流最大的芯片信号、电流前三大的芯片信号中的至少一个、电流前五大的芯片信号中的至少一个或电流前十大的芯片信号中的至少一个。
[0015]根据示例实施例，所述封装结构还可以包括：填充件，可以包括底填料、非导电胶和/或非导电膜，并且可以填充芯片与基板之间的空间。
[0016]示例实施例提供了一种封装结构的制造方法，可以包括以下步骤：在芯片的侧面上形成包括导热材料的侧散热件；将芯片以倒装芯片方式安装在基板上，其中，侧散热件电连接到芯片的电路层。
[0017]根据本专利技术的包括侧散热件的封装结构可以改善散热效果。另外，根据本专利技术的包括侧散热件的封装结构可以增加芯片的强度和重量，从而控制或避免翘曲，降低回流过程中虚焊的风险。另外，根据本专利技术的包括侧散热件的封装结构可以实现电磁屏蔽。
附图说明
[0018]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的目的和特点将会变得更加清楚。
[0019]图1示出了根据现有技术的封装结构。
[0020]图2是示出根据本专利技术的实施例的封装结构的剖视图。
[0021]图3至图12是示出根据本专利技术的实施例的制造封装结构的方法的剖视图。
[0022]图13至图16分别是示出根据本专利技术的实施例的封装结构的剖视图。
具体实施方式
[0023]在下文中，将参照附图更充分地描述本专利技术。本领域技术人员将理解的是，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改实施例。将省略无关的部分，以清楚地描述本专利技术。
[0024]图2是示出根据本专利技术的实施例的封装结构1的剖视图。
[0025]封装结构1可以包括基板110以及以倒装芯片方式设置在基板110上的芯片120。基板110可以包括陶瓷、玻璃、塑料和/或其它基板材料。例如，基板110可以包括双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂。芯片120的向外电连接一侧为正面。在图2中，芯片120的正面对应于芯片120
的下表面。芯片120的电路层可以设置在芯片120的正面附近，即，芯片120的电路层可以设置在芯片120的下部。芯片焊盘121可以设置在芯片120的下表面处。芯片120(或芯片焊盘121)可以通过连接件电连接到设置在基板110的上表面处和/或基板110内的连接焊盘(未示出)、布线(未示出)、通路(未示出)和/或电路(未示出)等并且/或者可以通过设置在基板110下面的焊球115向外电连接。
[0026]连接件可以包括沿着向下方向依次设置的凸块下金属(UBM)122、凸块123以及焊球124。UBM 122可以增强连接。UBM 122可以包括金属的单层结构或多层结构。例如，UBM 122可以包括钛/铜的双层结构。凸块123可以作为连接件的主体。凸块123可以包括金属或合金。例如，凸块123可以包括诸如铜的金属。焊球124可以包括常见焊料。例如，焊球124可以包括金、银、铜、锡等和/或其合金。在实施例中，连接件可以采用可控塌陷芯片连接(Controlled Collapse Chip Con本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装结构，所述封装结构包括：基板；芯片，以倒装芯片方式安装在基板上；以及侧散热件，包括导热材料并且设置在芯片的侧面上，其中，侧散热件电连接到芯片的电路层。2.根据权利要求1所述的封装结构，所述封装结构还包括：侧导热层，侧导热层包括热界面材料并且设置在芯片的侧面与侧散热件之间，侧导热层直接接触芯片和/或侧散热件，其中，侧导热层的上表面、芯片的上表面和侧散热件的上表面基本上对齐。3.根据权利要求1或2所述的封装结构，所述封装结构还包括：上导热层，设置在芯片的上表面上且与芯片的上表面直接接触；以及散热盖，设置在上导热层的上表面上且与上导热层的上表面直接接触，其中，上导热层包括热界面材料，其中，散热盖包括导热材料，其中，上导热层和/或散热盖具有基本上平板形状。4.根据权利要求3所述的封装结构，其中：散热盖包括盖部和壁部，盖部具有基本上平板形状，盖部的中心部分与上导热层的上表面直接接触，壁部从盖部的外围部分向下延伸。5.根据权利要求1所述的封装结构，所述封装结构还包括：多个连接件，设置在芯片与基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴龙浩，黎英，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：