异质整合半导体封装结构制造技术

本发明专利技术提供一种异质整合半导体封装结构，包括散热组件、多个芯片、封装组件、多个连接件以及电路基板。散热组件具有连接面，且包括两相流散热元件以及内埋于连接面的第一重分布线路结构层。芯片配置于散热组件的连接面，且与第一重分布线路结构层电连接。封装组件包围芯片的周围，且包括配置于下表面的第二重分布线路结构层以及电连接第一重分布线路结构层与第二重分布线路结构层的多个导电通孔。连接件配置于封装组件上，且电连接第二重分布线路结构层。电路基板通过连接件与封装组件的第二重分布线路结构层电连接。本发明专利技术的异质整合半导体封装结构可利用高效均温热扩散机制，来提升外接散热模块的散热效能。升外接散热模块的散热效能。升外接散热模块的散热效能。

【技术实现步骤摘要】
异质整合半导体封装结构


[0001]本专利技术涉及一种封装结构，尤其涉及一种异质整合半导体封装结构。

技术介绍

[0002]随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)高算力时代的来临，高性能运算(High Performance Computing,HPC)异质整合封装模块均面临高发热密度(power density)，或者是，大面积但具有高功耗(power dissipation)的散热设计需求。目前的封装架构是芯片以主动面朝下的方式组装于重分布线路结构层上，封装胶体密封芯片并覆盖芯片的背面，且重分布线路结构层通过焊球与电路基板电连接。因此，在目前的封装架构下，内热阻颇高，且芯片主动面朝下的传热能力不足，明显抬升了芯片温度。此外，当外接散热模块时，外接散热模块与芯片的背面之间被封装胶体隔开，因而使得芯片所产生的热无法均匀的传递至外接散热模块，也局限了外接散热模块的散热能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术是针对一种异质整合半导体封装结构，其具有提升散热的效果。
[0004]根据本专利技术的实施例，异质整合半导体封装结构，其包括散热组件、多个芯片、封装组件、多个连接件以及电路基板。散热组件具有连接面，且包括两相流散热元件以及内埋于连接面的第一重分布线路结构层。芯片配置于散热组件的连接面，且与第一重分布线路结构层电连接。封装组件配置于散热组件的连接面，且包围芯片的周围。封装组件具有邻近连接面的上表面以及相对于上表面的下表面，且包括配置于下表面的第二重分布线路结构层以及电连接第一重分布线路结构层与第二重分布线路结构层的多个导电通孔。连接件配置于封装组件上，且电连接第二重分布线路结构层。电路基板通过连接件与封装组件的第二重分布线路结构层电连接。
[0005]基于上述，在本专利技术的异质整合半导体封装结构的设计中，芯片连接至具有两相流散热元件的散热组件上，因此可利用高效均温热扩散机制，来提升外接散热模块的散热效能。
附图说明
[0006]图1为本专利技术的一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0007]图2A至图2D为图1异质整合半导体封装结构的制作方法的局部步骤的剖面示意图；
[0008]图3为本专利技术的另一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0009]图4A至图4D为图3异质整合半导体封装结构的制作方法的局部步骤的剖面示意图；
[0010]图5为本专利技术的另一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0011]图6为本专利技术的另一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0012]图7A至图7B为图6异质整合半导体封装结构的制作方法的局部步骤的剖面示意图；
[0013]图8为本专利技术的另一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0014]图9A至图9B为图8异质整合半导体封装结构的制作方法的局部步骤的剖面示意图；
[0015]图10为本专利技术的另一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图；
[0016]图11为现有技术的异质整合半导体封装结构的剖面示意图。
[0017]附图标记说明
[0018]10、100a、100b、100c、100d、100e、100f:异质整合半导体封装结构；
[0019]20、120:芯片；
[0020]21、123:背面；
[0021]30:铜片；
[0022]40:封装体；
[0023]110:散热组件；
[0024]111:连接面；
[0025]112:两相流散热元件；
[0026]114:第一重分布线路结构层；
[0027]121:主动(有源)面；
[0028]125:焊球；
[0029]127:第一焊球；
[0030]129:第二焊球；
[0031]130a、130b:封装组件；
[0032]131:上表面；
[0033]132:导电通孔；
[0034]132a:一端；
[0035]133:下表面；
[0036]134:第二重分布线路结构层；
[0037]135:表面；
[0038]136a:封装件；
[0039]136b:盖体；
[0040]137:凹槽；
[0041]138:底面；
[0042]140:连接件；
[0043]150:电路基板；
[0044]160:热传导块；
[0045]170、175:导热元件；
[0046]180:导热组件；
[0047]A:空气间隙；
[0048]S1、S2、S3:间距。
具体实施方式
[0049]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0050]图1是依照本专利技术的一实施例的一种异质整合半导体封装结构的剖面示意图。图2A至图2D绘示为图1异质整合半导体封装结构的制作方法的局部步骤的剖面示意图。
[0051]本专利技术异质整合半导体封装结构的专利技术精神也适用于一般半导体封装结构设计。请先参考图1，在本实施例中，异质整合半导体封装结构100a包括散热组件110、多个芯片120、封装组件130a、多个连接件140以及电路基板150。散热组件110具有连接面111，且包括两相流散热元件112以及内埋于连接面111的第一重分布线路结构层114。芯片120配置于散热组件110的连接面111，且与第一重分布线路结构层114电连接。封装组件130a配置于散热组件110的连接面111，且包围芯片120的周围。封装组件130a具有邻近连接面111的上表面131以及相对于上表面131的下表面133，且包括配置于下表面133的第二重分布线路结构层134以及电连接第一重分布线路结构层114与第二重分布线路结构层134的多个导电通孔132。连接件140配置于封装组件130a上，且电连接第二重分布线路结构层134。电路基板150通过连接件140与封装组件130a的第二重分布线路结构层134电连接。
[0052]详细来说，本实施例的散热组件110的两相流散热元件112例如是均温板(Vapor Chamber,VC)、脉冲式热管(Pulsating Heat Pipe,PHP)、回路式热管(Loop Heat Pipe,LHP)或主动式两相流微流道元件。芯片120连接至具有两相流散热元件112的散热组件110上，因此可利用高效均温热扩散机制，来提升外接散热模块的散热效能。再者，本实施例的每一芯片120具有彼此相对的主动面121以及背面123，其中芯片120是以主动面121朝向散热组件110的连接面111。每一芯片120的背面123与第二重分布线路结构层134之间具有间距S1。如图1所示，本实施例的异质整合半导体封装结构100a还包括多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质整合半导体封装结构，其特征在于，包括：散热组件，具有连接面，且包括两相流散热元件以及内埋于所述连接面的第一重分布线路结构层；多个芯片，配置于所述散热组件的所述连接面，且与所述第一重分布线路结构层电连接；封装组件，配置于所述散热组件的所述连接面，且包围所述多个芯片的周围，所述封装组件具有邻近所述连接面的上表面以及相对于所述上表面的下表面，且包括配置于所述下表面的第二重分布线路结构层以及电连接所述第一重分布线路结构层与所述第二重分布线路结构层的多个导电通孔；多个连接件，配置于所述封装组件上，且电连接所述第二重分布线路结构层；以及电路基板，通过所述多个连接件与所述封装组件的所述第二重分布线路结构层电连接。2.根据权利要求1所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，所述多个芯片中的每一个具有彼此相对的主动面以及背面，且所述主动面朝向所述散热组件的所述连接面。3.根据权利要求2所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，所述多个芯片中的每一个的所述背面与所述第二重分布线路结构层之间具有间距。4.根据权利要求1所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，还包括：多个焊球，配置于所述多个芯片与所述第一重分布线路结构层之间，其中所述多个芯片通过所述多个焊球与所述第一重分布线路结构层电连接。5.根据权利要求4所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，所述封装组件还包括封装件，包覆所述多个芯片的周围以及所述多个导电通孔的周围，且连接所述第一重分布线路结构层与所述第二重分布线路结构层，并填充于所述多个焊球以及所述多个芯片之间。6.根据权利要求5所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，所述封装件的材质为高分子材料。7.根据权利要求5所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，还包括：多个热传导块，配置于所述散热组件的所述连接面，且环绕所述多个芯片的周围与所述多个焊球的周围，并连接至所述第一重分布线路结构层；以及导热元件，接触所述多个热传导块以及所述多个芯片，其中所述多个芯片与所述多个热传导块位于所述导热元件与所述散热组件之间，而所述封装件还包覆所述多个热传导块的周围以及所述导热元件的周围。8.根据权利要求7所述的异质整合半导体封装结构，其特征在于，所述导热元件与所述第二重分...

【专利技术属性】
技术研发人员：简恒杰，杨书荣，林育民，王志耀，赵玉麟，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：