【技术实现步骤摘要】
本技术涉及封装结构,特别是一种将半导体芯片垂直散热的封装结构。
技术介绍
1、近年来,随着半导体行业制程工艺的迅速发展,在集成电路上单位面积内可容纳的晶体管数量在迅速增加,晶体管分布密集程度的增长,对后段的封装也提出了更高的要求--封装的尺寸减小,质量减轻,单位面积内更多的i/o数量,高集成化等。
2、封装行业作为裸晶与电路应用之间一个承上启下的环节,如何让芯片的功能在电路应用中得以充分发挥,为后端电路应用提供可靠的保证,是芯片封装中需要持续提升的一个课题。因此,封装与芯片互连的可靠性,封装产品的热管理,修正芯片生产中不可消除的制造公差,是让后摩尔时代技术发展得以延续的关键。
3、晶体管作为集成电路的最小单位,由于单位面积内晶体管数量的增加,工作中的热量也会随之增加,在整个集成芯片上产生的热量聚集就越专利技术显。将芯片结温控制在一定的范围内,将工作中产生的热量及时传导出来,对于芯片是否能最大限度地发挥其功能和芯片的使用寿命有着重要意义。
4、现有半导体芯片有两种常规封装方式:
5、1、如图1所示的正面封装,将芯片1底部用粘接料粘接固定在引线框2上,引线框2通常采用导电导热良好的导体;芯片1焊盘3朝上,用键合金丝4(或铝丝)连接芯片1上的焊盘3和引线框2相应的脚位;由于芯片1在工作时p-n结会产生大量的热量,而键合金丝4(或铝丝)的作用主要是导电,它传导的热量却微乎其微。芯片1与引线框2之间通过粘接胶6粘接,粘接胶通常是采用环氧树脂一类的材质,其导热性能也极差,不能及时将热量传;由于
6、2、如图2-3所示的倒装封装,将芯片1倒扣,芯片1焊盘3与引线框2上表面相应的凸点(导体)对准,两者之间用高导电粘接胶6固定实现导通;布线层7与凸点,绝缘层过孔8的孔壁及绝缘层下方的布线层7连接,以此实现芯片1焊盘3与引线框2的焊盘3连接导通与外部进行电路的互联;布线层7与外部相连的应用电路之间,有绝缘防焊层;此为散热较差的绝缘材质;此结构虽然电路导通路径短,芯片1产生的热量虽能直接传导到布线层7,但由于布线层7很薄,线宽也有一定的限制,所以热容积有限,从芯片1传导进入布线层7的热量使布线层7的温度也迅速升高,而绝缘防焊层也阻碍布线层7的热量与外界进行热交换,存在着散热瓶颈,仍然没有将热量及时导出的路径,因此焊盘3所连接的晶体管的周围仍然会存在热量的聚集,p-n结的温度也不能及时散出。
7、综上,如何提高半导体芯片的散热效率成为了本领域研究人员急需解决的问题。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题是:如何提高半导体芯片的散热效率;
2、为解决上述技术问题,本技术采取的技术方案为:
3、本技术是一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,包括:引线框,引线框材质一般采用具有绝缘和有一定散热特性的氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷,针对小功率器件,引线框可采用环氧树脂板一类的绝缘材质,引线框上开设有孔体;散热柱,其设置在所述孔体内;芯片,其焊盘与对应所述散热柱顶部连接;布线层,其设置在所述引线框底部,所述散热柱底部与所述布线层连接;外封胶,所述芯片外设置有所述外封胶。
4、如何将焊盘与散热柱顶部连接,本技术采用所述焊盘与所述散热柱顶部之间通过高导粘接层粘接。
5、为了说明散热柱的具体结构,本技术采用所述散热柱为竖直柱状结构,其顶部端面连接有所述焊盘,所述散热柱采用的材质为银或铜镀银。
6、进一步,引线框材质采用氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷或环氧树脂及同类绝缘材质。
7、本技术的有益效果:本技术是一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,当芯片工作时,p-n结产生的热量通过芯片焊盘,经高导粘接胶,传导到散热柱上,采用散热柱的方式能够迅速将热量传导出来,减少p-n结的热聚集,提高了散热效率。
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1.一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述焊盘与所述散热柱顶部之间通过高导粘接层粘接。
3.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述散热柱为竖直柱状结构,其顶部端面连接有所述焊盘。
4.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述散热柱采用的材质为银或铜镀银。
5.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述引线框材质采用氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷或环氧树脂板。
【技术特征摘要】
1.一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述焊盘与所述散热柱顶部之间通过高导粘接层粘接。
3.根据权利要求1所述的一种将半导体芯片垂直散热的封装结构,其特征在于,所述散热柱为竖直柱...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩益峰,王桀睿,马宇宸,杨海春,
申请(专利权)人:昆山芯信安电子科技有限公司,
类型:新型
国别省市:
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