散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、散熱型封裝基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、散熱型封裝基板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信、汽車電子和其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，微電子封裝技術(shù)向著多功能、小型化、便攜式、高速度、低功耗和高可靠性的方向發(fā)展。其中，系統(tǒng)級(jí)封裝(System In a Package，簡(jiǎn)稱SIP)是一種新型的封裝技術(shù)，能夠有效減小封裝面積。
[0003]現(xiàn)有的多功能SIP封裝芯片是在封裝基板的表面貼合將一個(gè)或多個(gè)裸芯片，隨著芯片的高度集成，功率越來(lái)越大，芯片散熱成在封裝過(guò)程中成為一個(gè)必須考慮的問(wèn)題，芯片本身產(chǎn)生的熱量，除了少部分通過(guò)底部載板及焊點(diǎn)向外散熱，其主要熱量是通過(guò)芯片表面散熱的，因此，現(xiàn)有芯片封裝設(shè)計(jì)一般是在芯片上加散熱蓋，將散熱蓋通過(guò)導(dǎo)熱材料粘貼在芯片和載板上，形成密封封裝結(jié)構(gòu)，然而芯片會(huì)產(chǎn)生高熱，且密封封裝結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)性能通常不佳，因此，導(dǎo)致芯片周圍的溫度過(guò)高而影響芯片的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、散熱型封裝基板，通過(guò)在基板上形成腔體，腔體內(nèi)填充相變材料，利用相變材料在相變過(guò)程能夠吸收大量熱量的原理，能夠?qū)⑿酒臒崃垦杆俎D(zhuǎn)移到玻璃基板的散熱端，提高芯片的工作效率。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]基板，所述基板具有上表面，其中，所述基板具有凹槽，所述凹槽從所述基板的上表面向下延伸，所述凹槽具有凹槽下表面和凹槽側(cè)表面；
[0007]至少一通孔，貫穿所述凹槽的下表面和所述基板的下表面，其中，所述基板的下表面為相對(duì)于所述基板的上表面的一面；
[0008]金屬層，設(shè)置于所述至少一通孔中；
[0009]金屬背板，設(shè)置于所述基板的上表面且位于所述凹槽上方，所述金屬背板和所述凹槽形成一腔體，所述腔體內(nèi)填充有相變材料；
[0010]至少一芯片，鍵合于所述基板的下表面且位于所述至少一通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
[0011]進(jìn)一步地，所述金屬背板包括:
[0012]開口，設(shè)置于所述金屬背板上，所述開口貫穿所述金屬背板；
[0013]壓片，設(shè)置于所述金屬背板相對(duì)于所述凹槽的內(nèi)表面，且位于所述開口對(duì)應(yīng)的區(qū)域，其中，所述壓片的一端與所述金屬背板密封，所述壓片的另一端和所述金屬背板之間設(shè)置有聚合物軟墊。
[0014]進(jìn)一步地，所述金屬層還設(shè)置于所述凹槽的下表面和所述凹槽的側(cè)表面和所述基板的上表面。
[0015]進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)還包括:
[0016]熱沉，設(shè)置于所述金屬背板上。
[0017]進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)還包括:
[0018]焊接引線，用于將所述至少一芯片與所述基板的下表面且位于所述至少一通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域鍵合。
[0019]進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)還包括:
[0020]第一焊球，所述第一焊球用于將所述至少一芯片與所述基板的下表面且位于所述至少一通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域鍵合。
[0021]進(jìn)一步地，所述至少一芯片為倒裝芯片。
[0022]進(jìn)一步地，所述基板為玻璃基板。
[0023]進(jìn)一步地，所述相變材料為兩相液體或兩相材料。
[0024]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種散熱型封裝基板，所述封裝基板包括散熱型封裝結(jié)構(gòu)、第二焊球和封裝基板，所述散熱型封裝結(jié)構(gòu)為第一方面所述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝基板通過(guò)所述第二焊球鍵合于所述散熱型封裝結(jié)構(gòu)中至少一所述芯片下方。
[0025]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0026]對(duì)基板的上表面進(jìn)行刻蝕形成凹槽，所述凹槽具有凹槽下表面和凹槽側(cè)表面；
[0027]對(duì)所述凹槽的下表面進(jìn)行成孔，形成貫穿所述凹槽的下表面和所述基板的下表面的至少一個(gè)通孔，其中，所述基板的下表面為相對(duì)于所述基板的上表面的一面；
[0028]在所述至少一通孔中形成金屬層；
[0029]在所述基板的上表面且在所述凹槽上方形成金屬背板，所述金屬背板和所述凹槽形成一腔體，所述腔體內(nèi)填充有相變材料；
[0030]將至少一個(gè)芯片與所述基板的下表面且位于所述至少一通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域鍵合。[0031 ] 進(jìn)一步地，所述方法還包括:
[0032]在所述凹槽的下表面、所述凹槽的側(cè)表面和所述基板的上表面形成金屬層。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法、散熱型封裝基板，在基板的上表面具有向下延伸的凹槽，在凹槽的下表面具有貫穿所述凹槽的下表面和所述基板下表面的至少一個(gè)通孔，在所述至少一個(gè)通孔中設(shè)置有金屬層，在所述基板的上表面且位于所述凹槽的上方具有金屬背板，所述金屬背板所述所述凹槽形成腔體，所述腔體內(nèi)設(shè)置有相變材料，在基板的下表面且所述至少一通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域鍵合有至少一芯片，其中，相變材料氣化的過(guò)程中會(huì)吸收大量的熱量，氣體揮發(fā)到冷卻端，從而變成液體流回發(fā)熱端，使整個(gè)腔體形成氣液循環(huán)密封系統(tǒng)，能夠?qū)⑿酒臒崃垦杆俎D(zhuǎn)移到玻璃基板的散熱端，有效減少玻璃基板的熱阻。
【附圖說(shuō)明】
[0034]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0035]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)中金屬背板的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖3a為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中相變材料充入腔體時(shí)的示意圖；
[0038]圖3b為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中相變材料充入腔體后的示意圖；
[0039]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的采用導(dǎo)熱材料時(shí)的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖
[0040]圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的采用引線鍵合時(shí)的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖6a_圖6c是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝基板的結(jié)構(gòu)圖；
[0042]圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖；
[0043]圖8a_圖Sg是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖中的附圖標(biāo)記所分別指代的技術(shù)特征為:
[0045]11、基板；a、通孔；12、金屬層；13、金屬背板；131、壓片；132、聚合物軟墊；b、開口 ；14、相變材料；15、芯片；16、封裝基板；17、第一焊球；18、熱沉；19、第二焊球；21、布線層；22、導(dǎo)熱材料；A1、上表面；A2、下表面。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)，圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的散熱型封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述散熱型封裝結(jié)構(gòu)包括:基板11、至少一通孔a、金屬層12、金屬背板13、至少一芯片15。
[0048]其中，所述基板11優(yōu)選為玻璃基板11，所述玻璃基板11相對(duì)于傳統(tǒng)的有機(jī)基板11，例如:硅基板，玻璃基板11具有較好的高頻性能，透光性好，并且損耗角很低，且在玻璃基板11上形成凹槽的工藝技術(shù)比較成熟，因此，本發(fā)明提出在玻璃基板11上形成腔體，在腔體內(nèi)填充相變材料14將芯片15產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)出去。
[0049]如圖1所不，基板11具有上表面Al和與上表面Al相對(duì)的基板11的下表面A2，基板11上具有凹槽，凹槽從基板11的上表面Al向下延伸，凹槽具有凹槽下表面和凹槽側(cè)表面，凹槽的下表面具有基板11的下表面A2之間的距離可以為45 μπι，優(yōu)選的，可以采用濕法刻蝕或者干法刻蝕在所述基板11的形成凹槽。
[0050]至少一通孔a貫穿凹槽的下表面和基板11的下表面A2，用于將芯片15產(chǎn)生的熱量通過(guò)至少一通孔a傳遞到凹槽中，優(yōu)選的，可以采用干法刻蝕的方法形成貫穿凹槽的下表面和基板11下表面的至少一個(gè)通孔a。
[0051]金屬層12設(shè)置于至少一通孔a中，位于至少一通孔中的金屬層12 —方面能夠加快芯片產(chǎn)生的熱量傳遞到凹槽中的速度，另一方面，還能夠阻止凹槽中的相變材料流出凹槽。優(yōu)選的，所述金屬層12的材料為銅，更優(yōu)選的，所述金屬層12設(shè)置于所述至少一通孔a中和所述凹槽的下表面和所述凹槽的側(cè)表面和所述基板11的上表面，位于基板11上表面的金屬層12能夠?qū)⒔饘俦嘲?3更好的