基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于柔性基板的三維封裝技術(shù)處于起步階段，主要是利用了基板的易彎折性，采用將表面貼裝有芯片的基板兩端向上彎折，形成不同的疊層結(jié)構(gòu)，如兩層、三層或多層結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)只是實(shí)現(xiàn)了多芯片的三維封裝，并沒有考慮到這種封裝體的散熱性能。
[0003]目前針對三維封裝的散熱主要是采用剛?cè)峤Y(jié)合板加散熱器的方式進(jìn)行，芯片在堆疊之后，芯片周圍被基板包裹，導(dǎo)致熱量難以散出，特別是對于封裝體內(nèi)部最上層的芯片，熱量更是難以散出。
[0004]封裝體內(nèi)部的底層芯片，其產(chǎn)生的熱量可以通過底部填充膠和倒置芯片上的微凸點(diǎn)，穿過柔性基板，流經(jīng)BGA球，經(jīng)PCB散出。對于次底層芯片，其熱量則要流經(jīng)貼片膠、底層芯片，并沿底層芯片的傳熱路徑進(jìn)行散出，其散出效果要差于底層芯片的散熱效果。而對于此底層芯片以上的堆疊芯片，其熱量難以散出，主要是因?yàn)檫@些芯片上下均受到一層甚至多層彎折基板以及貼片膠，甚至底部填充膠的裹覆，而這些材料的導(dǎo)熱系數(shù)均不高，從而大大影響了相應(yīng)芯片的散熱效果，最終導(dǎo)致芯片的結(jié)溫升高，影響了器件的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)及其制備方法，以提高封裝體內(nèi)部芯片的散熱效率，增加器件的使用壽命。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)，該三維封裝散熱結(jié)構(gòu)具有一石墨烯散熱片，該石墨烯散熱片直接接觸于封裝體內(nèi)各芯片的表面，從而在封裝體內(nèi)增加了一條直接通向外部的散熱通道。
[0009]上述方案中，所述石墨烯散熱片是在基于柔性基板的三維封裝過程中埋入封裝體內(nèi)的。
[0010]上述方案中，所述石墨稀散熱片包括金屬載體及形成于金屬載體之上的石墨稀薄膜。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種制備所述的基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的方法，包括:
[0012]步驟1:將待封裝的第一芯片Ul、第二芯片U2及第三芯片U3通過微凸點(diǎn)或鍵合金線方式表貼在柔性基板上；
[0013]步驟2:在待封裝芯片中最底層的第三芯片U3上方滴涂導(dǎo)熱膠；
[0014]步驟3:利用真空吸盤拿持石墨烯散熱片，將石墨烯散熱片一端壓合在第三芯片U3上滴涂的導(dǎo)熱膠之上；
[0015]步驟4:在石墨烯散熱片已貼裝位置之上滴涂貼片膠；
[0016]步驟5:對柔性基板一端進(jìn)行彎折，使第一芯片Ul表面通過貼片膠結(jié)合于石墨烯散熱片之上，實(shí)現(xiàn)第一芯片Ul的堆疊；
[0017]步驟6:在堆疊后的第一芯片Ul所貼裝的基板正上方外表面滴涂導(dǎo)熱膠；
[0018]步驟7:然后利用機(jī)械手將石墨烯散熱片彎折，彎折半徑Rl根據(jù)第一芯片Ul和柔性基板的尚度而定；
[0019]步驟8:沿彎折半徑Rl將石墨烯散熱片通過導(dǎo)熱膠結(jié)合于柔性基板上；
[0020]步驟9:對已裝配的石墨烯散熱片之上滴涂貼片膠；
[0021]步驟10:對柔性基板另一端進(jìn)行彎折，使第二芯片U2表面通過貼片膠結(jié)合于石墨烯散熱片之上，實(shí)現(xiàn)第二芯片U2的堆疊；
[0022]步驟11:在堆疊后的第二芯片U2所貼裝的基板正上方外表面滴涂導(dǎo)熱膠；
[0023]步驟12:對石墨烯散熱片未貼裝的部分進(jìn)行彎折，彎折半徑R2根據(jù)第二芯片U2和柔性基板的尚度而定；
[0024]步驟13:沿彎折半徑R2將石墨烯散熱片的剩余部分貼裝在柔性基板上，且露出石墨烯散熱片具有金屬載體的一面，以利于散熱器的裝配；
[0025]步驟14:對封裝體內(nèi)部封閉區(qū)域空閑區(qū)注入灌封膠。
[0026](三)有益效果
[0027]本發(fā)明提出了一種適用于柔性基板三維疊層結(jié)構(gòu)的散熱方法，是在基于柔性基板的三維封裝過程中，在封裝體內(nèi)埋入超薄且柔韌性較好的石墨烯散熱片，從而在封裝體內(nèi)增加了一條直接通向外部的散熱通道，利用石墨烯面內(nèi)超高導(dǎo)熱性能，使熱量能迅速沿著石墨烯散熱片進(jìn)行面?zhèn)鬟f，進(jìn)而使封裝體內(nèi)部芯片產(chǎn)生的熱量能夠迅速傳遞出去，提高了封裝體內(nèi)部芯片的散熱效率，大大優(yōu)化了散熱效果，增加了器件的使用壽命。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明提供的基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖2至圖5是依照本發(fā)明實(shí)施例的制備基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的示意圖，該三維封裝散熱結(jié)構(gòu)具有一石墨烯散熱片，該石墨烯散熱片直接接觸于封裝體內(nèi)各芯片U1、U2和U3的表面，從而在封裝體內(nèi)增加了一條直接通向外部的散熱通道，利用石墨烯面內(nèi)超高導(dǎo)熱性能，使熱量能迅速沿著石墨烯散熱片進(jìn)行面?zhèn)鬟f，進(jìn)而使封裝體內(nèi)部芯片產(chǎn)生的熱量能夠迅速傳遞出去，提高了封裝體內(nèi)部芯片的散熱效率，大大優(yōu)化了散熱效果，增加了器件的使用壽命。
[0032]其中，石墨烯散熱片是在基于柔性基板的三維封裝過程中埋入封裝體內(nèi)的。石墨烯散熱片包括金屬載體及形成于金屬載體之上的石墨烯薄膜，金屬載體一般選用為銅箔或鋁箔，為了實(shí)現(xiàn)石墨烯散熱片可彎折性，金屬載體的厚度介于O至20 μπι之間；石墨烯薄膜通過化學(xué)氣相沉積法形成于金屬載體之上，石墨烯薄膜為單個(gè)原子厚的石墨烯薄膜。
[0033]石墨烯散熱片與芯片及柔性基板之間采用導(dǎo)熱膠進(jìn)行連接。石墨烯散熱片的貼裝采用真空吸盤進(jìn)行對準(zhǔn)、放置，并施加一定的壓力使界面接觸良好。石墨烯散熱片的彎折利用機(jī)械手完成。石墨烯散熱片的長寬尺寸依據(jù)封裝芯片尺寸和數(shù)量而定。石墨烯散熱片經(jīng)過多次彎折后貼裝在最上方基板外表面，且露出石墨烯散熱片具有金屬載體的一面，以在金屬載體表面裝配散熱器，散熱器可以采用鋁散熱器、銅散熱器或石墨烯散熱器。另外，該三維封裝散熱結(jié)構(gòu)還通過外加扇葉，提高空氣的流動速度。
[0034]基于圖1所示的基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的示意圖，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備基于柔性基板的三維封裝散熱結(jié)構(gòu)的工藝流程圖，如圖2至圖5所示，該包括以下步驟:
[0035]步驟1:將待封裝的第一芯片Ul、第二芯片U2及第三芯片U3通過微凸點(diǎn)或鍵合金線方式表貼在柔性基板上，如圖2所示；
[0036]步驟2:在待封裝芯片中最底層的第三芯片U3上方滴涂導(dǎo)熱膠；
[0037]步驟3:利用真空吸盤拿持石墨烯散熱片，將石墨烯散熱片一端壓合在第三芯片U3上滴涂的導(dǎo)熱膠之上；為了使石墨烯散熱片金屬載體外置，有利于散熱器的裝配，如果待封裝芯片為奇數(shù)個(gè)，則將石墨烯散熱片具有石墨烯的一面與最底層芯片U3上滴涂的導(dǎo)熱膠結(jié)合；如果待封裝芯片為偶數(shù)個(gè)，則將石墨烯散熱片具有金屬載體的一面與最底層芯片U3上滴涂的導(dǎo)熱膠結(jié)合；在本實(shí)施例中，待封裝芯片為3個(gè)，則將石墨烯散熱片具有石墨烯的一面與最底層芯片U3上滴涂的導(dǎo)熱膠結(jié)合。
[0038]步驟4:在石墨烯散熱片已