用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，屬于微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率芯片，尤其熱流密度達到350W/cm2以上的芯片，以及hotspot (熱點)達到10KW/cm2以上的芯片，對于 eWLB (embedded wafer level ball grid array，埋入晶圓級球柵陣列)封裝，如果不采用有效的散熱措施，芯片產(chǎn)生的熱量很難從封裝內(nèi)傳導(dǎo)出去。
[0003]目前，針對大功率芯片eWLB封裝的散熱，通常將大功率芯片裸露在封裝外表面，這種封裝的缺點是芯片得不到有效保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，為eWLB封裝提供一種新的散熱結(jié)構(gòu)。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)包括:內(nèi)部熱沉(heat slug)通過高導(dǎo)熱的熱界面材料貼裝在大功率芯片的上表面，所述內(nèi)部熱沉上表面有很多盲孔，大功率芯片和內(nèi)部熱沉通過塑封膠封裝，內(nèi)部熱沉的上表面裸露在封裝外表面。
[0006]所述內(nèi)部熱沉厚度優(yōu)選為100~300um，通常采用銅材質(zhì)。
[0007]所述內(nèi)部熱沉形狀可以為圓柱體，圓柱體的底面通過高導(dǎo)熱的熱界面材料貼裝在大功率芯片的上表面，內(nèi)部熱沉的底面位于大功率芯片上表面范圍內(nèi)或超出大功率芯片上表面范圍。根據(jù)芯片功耗及芯片發(fā)熱區(qū)域，內(nèi)部熱沉的直徑可大于或等于大功率芯片的長和寬。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:針對大功率芯片eWLB封裝，本發(fā)明將帶很多盲孔的內(nèi)部熱沉通過高導(dǎo)熱的熱界面材料表貼裝在大功率芯片上表面，內(nèi)部熱沉上表面裸露在封裝體外表面。本發(fā)明也適用多芯片eWLB封裝的散熱，在每個大功率芯片上表面分別通過高導(dǎo)熱的熱界面材料貼裝帶很多盲孔的內(nèi)部熱沉。這種散熱結(jié)構(gòu)有利于提高大功率芯片的散熱能力以及消除可能出現(xiàn)的hotspot。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種用于eWLB封裝的散熱結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為隱藏塑封膠的eWLB封裝散熱結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0011]圖3為一種用于多芯片eWLB封裝的散熱結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖4為在晶圓娃載板層壓一層臨時鍵合膠。
[0013]圖5為將大功率芯片粘在晶圓硅載板上。
[0014]圖6為將帶很多盲孔的內(nèi)部熱沉通過高導(dǎo)熱的熱界面材料粘到大功率芯片上。
[0015]圖7為將大功率芯片和內(nèi)部熱沉通過塑封膠塑封起來。
[0016]圖8為將硅載板和臨時鍵合膠從系統(tǒng)中分離出來。
[0017]圖9為制作鈍化層和重新布線層。
[0018]圖10為植BGA球。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]本發(fā)明公開了一種用于eWLB封裝的散熱結(jié)構(gòu)100，將一個或若干個帶很多盲孔102的內(nèi)部熱沉101通過高導(dǎo)熱的熱界面材料103貼在大功率芯片104上表面上。圖1和圖2是單芯片的eWLB散熱結(jié)構(gòu)，圖3是多芯片的eWLB散熱結(jié)構(gòu)。內(nèi)部熱沉101上表面有很多盲孔102，大功率芯片104和內(nèi)部熱沉101通過塑封膠105塑裝，內(nèi)部熱沉101的上表面裸露在封裝外表面。
[0021]本發(fā)明也適用于多芯片eWLB封裝的散熱，如圖3所示，在每個大功率芯片104的上表面分別通過高導(dǎo)熱的熱界面材料103貼裝帶很多盲孔102的內(nèi)部熱沉101。
[0022]如圖1所示的eWLB封裝，其工藝流程如下:
步驟I，在晶圓硅載板001上層壓一層臨時鍵合膠002，如圖4所示；
步驟2，將大功率芯片104的背面粘在硅載板001上，大功率芯片104的背面有焊盤109，如圖5所示；
步驟3，將帶很多盲孔102的內(nèi)部熱沉101通過高導(dǎo)熱的熱界面材料103粘在大功率芯片104上表面上，如圖6所示；
步驟4，大功率芯片104和內(nèi)部熱沉101通過塑封膠105封裝，內(nèi)部熱沉101的上表面裸露在封裝外表面，如圖7所示；
步驟5，將硅載板001和臨時鍵合膠002從系統(tǒng)中分離出來，如圖8，硅載板001可以重新利用；
步驟6，將系統(tǒng)倒過來，如圖9所示，在大功率芯片104背面和塑封膠105表面制作第一鈍化層106、第二鈍化層107以及重新布線層108，第一鈍化層106和第二鈍化層107材料可選BCB (苯并環(huán)丁稀)、PI (Polyimide，聚酰亞胺)，重新布線層108材料可選銅；
步驟7，如圖10所示，在重新布線層108表面植BGA (Ball Grid Array,球柵陣列)球
110 ；
步驟8，切單后就成圖1所示的結(jié)構(gòu)。
[0023]根據(jù)不同的芯片厚度、功耗，采用不同厚度的內(nèi)部熱沉101。內(nèi)部熱沉101通常采用銅材質(zhì)；厚度很薄，大約為100~300um ;形狀為圓柱體，如圖1和圖2所示，其底面的直徑小于大功率芯片104的長和寬。然而，根據(jù)芯片功耗及芯片發(fā)熱區(qū)域，內(nèi)部熱沉的直徑可大于或等于大功率芯片104的長和寬。
[0024]內(nèi)部熱沉101的上表面裸露在封裝外表面，這樣不會使整個封裝體100很厚。這種散熱結(jié)構(gòu)不僅可以有效保護芯片，還可以提高eWLB封裝的散熱能力以及消除可能出現(xiàn)的hotspot，能使整個封裝體芯片的溫度分布都比較均勾。
【主權(quán)項】
1.用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，包括:內(nèi)部熱沉(101)通過高導(dǎo)熱的熱界面材料(103)貼裝在大功率芯片(104)的上表面，所述內(nèi)部熱沉(101)上表面有很多盲孔(102)，大功率芯片(104)和內(nèi)部熱沉(101)通過塑封膠(105)塑封，內(nèi)部熱沉(101)的上表面裸露在封裝外表面。2.如權(quán)利要求1所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，所述內(nèi)部熱沉(101)厚度為100~300um。3.如權(quán)利要求1所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，所述內(nèi)部熱沉(101)形狀為圓柱體，圓柱體的底面通過高導(dǎo)熱的熱界面材料(103)貼裝在大功率芯片(104)上表面。4.如權(quán)利要求1所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，所述內(nèi)部熱沉(101)采用銅材質(zhì)。5.如權(quán)利要求1，3所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，所述內(nèi)部熱沉(101)的底面位于大功率芯片(104)上表面范圍內(nèi)或超出大功率芯片(104)上表面范圍。6.如權(quán)利要求1所述的用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其特征是，對于多芯片的埋入晶圓級球柵陣列封裝，若干個帶很多盲孔(102)的內(nèi)部熱沉(101)通過高導(dǎo)熱的熱界面材料(103)貼裝在若干個大功率芯片(104)上表面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于埋入晶圓級球柵陣列封裝的散熱結(jié)構(gòu)，其包括：內(nèi)部熱沉通過高導(dǎo)熱的熱界面材料貼裝在大功率芯片上表面，所述內(nèi)部熱沉上表面有很多盲孔，大功率芯片和內(nèi)部熱沉通過塑封膠塑封，內(nèi)部熱沉的上表面裸露在封裝外表面。所述內(nèi)部熱沉厚度為100~300um，通常采用銅材質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點是：針對大功率芯片埋入晶圓級球柵陣列封裝，本技術(shù)的優(yōu)勢是將帶很多盲孔的內(nèi)部熱沉通過高導(dǎo)熱的熱界面材料粘在大功率芯片的上表面上，帶有很多盲孔的內(nèi)部熱沉上表面裸露在外表面。這種散熱結(jié)構(gòu)有利于提高大功率芯片的散熱能力以及消除可能出現(xiàn)的熱點。
【IPC分類】H01L23/367, H01L23/373
【公開號】CN104916602
【申請?zhí)枴緾N201510193675
【發(fā)明人】侯峰澤, 林挺宇
【申請人】華進半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月22日