一种改善散热的芯片封装结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115966564A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202210744159.9H01L25/07(2006.01)(22)申请日2022.06.28H01L21/60(2006.01)H01L23/488(2006.01)(71)申请人长电集成电路（绍兴）有限公司地址312000浙江省绍兴市临江路500号(72)发明人李宗怿梁新夫郭良奎丁晓春倪洽凯吴红儒(74)专利代理机构重庆中之信知识产权代理事务所(普通合伙)50213专利代理师梁欣(51)Int.Cl.H01L25/18(2023.01)H01L21/56(2006.01)H01L23/31(2006.01)H01L23/367(2006.01)H01L23/48(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种改善散热的芯片封装结构及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改善散热的芯片封装结构，包括依次连接的导热板、TIM胶、芯片包封层、重布线层以及外联接件，所述芯片包封层中设有工作芯片，所述工作芯片的无源面与所述TIM胶接触；所述TIM胶中设有多个传热柱，所述传热柱上下两端分别与所述芯片包封层和所述导热板连接；所述多个传热柱中至少有一部分设置在所述工作芯片的无源面上并与其形成硅基合金连接；所述传热柱与所述导热板形成金属合金或硅‑金属的共晶结构。本发明还公开了一种改善散热的芯片封装结构制备方法。本发明在工作芯片的无源面通过TIM胶包封的传热柱实现与导热板之间的胶粘连接和金属共价键连接，可显著提高工作芯片的散热效果。CN115966564ACN115966564A权利要求书1/1页1.一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于，包括依次连接的导热板、TIM胶、芯片包封层、重布线层以及外联接件，所述芯片包封层中设有工作芯片，所述工作芯片的无源面与所述TIM胶接触；所述TIM胶中设有多个传热柱，所述传热柱上下两端分别与所述芯片包封层和所述导热板连接；所述多个传热柱中至少有一部分设置在所述工作芯片的无源面上并与其形成硅基合金连接；所述传热柱与所述导热板形成金属合金或硅‑金属的共晶结构。2.根据权利要求1所述的一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于：所述多个传热柱呈阵列式分布。3.根据权利要求1所述的一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于：所述芯片包封层中还包括设置在所述工作芯片周围的伪芯粒，所述伪芯粒与所述重布线层连接。4.根据权利要求3所述的一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于：所述伪芯粒通过导电互联部件或胶膜与所述重布线层连接。5.根据权利要求4所述的一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于：所述胶膜采用DAF膜或NCF膜。6.根据权利要求1所述的一种改善散热的芯片封装结构，其特征在于：所述导热板上还具有散热翅片结构。7.一种改善散热的芯片封装结构制备方法，其特征在于，包括如下步骤：准备具有临时键合膜的载板，在其上制备重布线层；将工作芯片电联接到所述重布线层，并对所述工作芯片进行包封形成芯片包封层；在所述芯片包封层上制作第一金属柱阵列；准备导热板，并在其上制备第二金属柱阵列；键合所述第一金属柱阵列和所述第二金属柱阵列，形成多个传热柱；在传热柱处填充TIM胶，以包覆所述传热柱；去除所述临时键合膜及所述载板，制备外联接件。8.根据权利要求7所述的一种改善散热的芯片封装结构制备方法，其特征在于，所述在所述芯片包封层上制作第一金属柱阵列，包括：在所述芯片包封层上制备具有第一开口阵列的第一牺牲介电层；在所述第一牺牲介电层上沉积金属晶核层；在所述金属晶核层上制备具有第二开口阵列的第二牺牲介电层；电镀与金属晶核层相对应的金属材料，并依次去除第二牺牲介电层、非开口区对应的金属晶核层及第一牺牲介电层，得到具有第三开口阵列的第一金属柱阵列。9.根据权利要求7所述的一种改善散热的芯片封装结构制备方法，其特征在于：所述芯片包封层中还包括设置在所述工作芯片周围的伪芯粒，所述伪芯粒与所述重布线层连接。10.根据权利要求1所述的一种改善散热的芯片封装结构，或权利要求7所述的一种改善散热的芯片封装结构制备方法，其特征在于：所述TIM胶中分散有金刚石颗粒、石墨烯、碳纳米管中的任意一种或多种。2CN115966564A说明书1/5页一种改善散热的芯片封装结构及其制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及一种改善散热的芯片封装结构及其制备方法。背景技术[0002]随着芯片内置电路集成度的不断增大，芯片单位体积内的工作电流密度和工作电压密度均有所增大，并且，单位体积空间内的金属走线长度也不断增大，导致芯片工作时产生的热量也急剧上升。在芯片的封装成品中，芯片的顶面和底面是表面积最大、热量密度