一種具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，本發(fā)明屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]消費(fèi)者期望蟲±產(chǎn)品在各方面都比較緊湊，這也是主要電子產(chǎn)品日益縮小的主要?jiǎng)恿?。所以，企業(yè)在不斷地縮小終端產(chǎn)品的總體尺寸，而這要利用較小的半導(dǎo)體封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，縮小封裝是半導(dǎo)體封裝行業(yè)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]PoP(Package on Package)是一種典型的三維封裝解決方案，可以同時(shí)集成邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片，已經(jīng)成為不斷追求更小更薄的手持設(shè)備市場(chǎng)上的重要組成部分。和芯片堆疊的封裝形式相比，PoP封裝的優(yōu)點(diǎn)在于裝配前各個(gè)器件可以單獨(dú)測(cè)試，保障了更高的良品率，總的堆疊裝配成本可降至最低。同時(shí)器件的組合選擇有更大的自由度，對(duì)于移動(dòng)電話，數(shù)碼像機(jī)等產(chǎn)品是優(yōu)選的裝配方案。
[0004]但是，PoP封裝通常采用兩層的封裝堆疊結(jié)構(gòu)，這種在垂直方向上的堆疊使得PoP封裝結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，上下兩層封裝體之間的空氣流動(dòng)性變差，PoP封裝散熱主要通過(guò)上層封裝體和底部基板做為主要途徑，造成PoP封裝的散熱性能變差。尤其是在移動(dòng)設(shè)備高頻化的今天，芯片功耗的不斷增大使得PoP的散熱問(wèn)題更為嚴(yán)重，很容易導(dǎo)致封裝內(nèi)芯片的溫度過(guò)高而超過(guò)熱學(xué)規(guī)范的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種熱阻減小、可以有效避免PoP封裝具備過(guò)熱問(wèn)題的具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)，包括下層封裝基板、第二錫球、第二芯片、第二灌封膠、第一導(dǎo)熱膠、第二導(dǎo)熱膠、上層封裝基板、第一芯片、第一錫球、第一灌封膠、塑封體與散熱片，所述散熱片具有一體式散熱片底座，在散熱片底座的下表面中部位置設(shè)有凹陷；在下層封裝基板的下表面焊接有第二錫球，在下層封裝基板的中部上方位置設(shè)有上層封裝基板，在上層封裝基板的下表面焊接有第一錫球，第一錫球與下層封裝基板的上表面接觸，在第一錫球外側(cè)位置的下層封裝基板的上表面通過(guò)第二灌封膠倒裝有第二芯片，在上層封裝基板的上表面設(shè)有塑封體，在對(duì)應(yīng)塑封體內(nèi)部位置的上層封裝基板的上表面通過(guò)第一灌封膠倒裝有第一芯片，在對(duì)應(yīng)所述凹陷外側(cè)位置的散熱片底座的下表面通過(guò)第二導(dǎo)熱膠與第二芯片的上表面相連，所述凹陷底面與第一芯片的上表面通過(guò)第一導(dǎo)熱膠相連。
[0008]所述下層封裝基板的材料為陶瓷、印刷線路板或金屬。
[0009]所述第二灌封膠的材料為有機(jī)樹(shù)脂。
[0010]所述第一導(dǎo)熱膠的材料為有機(jī)導(dǎo)熱樹(shù)脂，且第一導(dǎo)熱膠的厚度為20~60 μπι。
[0011]所述第二導(dǎo)熱膠的材料為有機(jī)導(dǎo)熱樹(shù)脂，且第二導(dǎo)熱膠的厚度為20~60 μπι。
[0012]所述上層封裝基板的材料為陶瓷、印刷線路板或金屬。
[0013]所述第一灌封膠的材料為有機(jī)樹(shù)脂。
[0014]所述塑封體的材料為有機(jī)材料。
[0015]一種具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)的制作方法包括以下步驟:
a、選擇上層封裝基板，在上層封裝基板的上表面倒裝第一芯片；
b、對(duì)第一芯片進(jìn)行底填膠水灌封，底填膠水灌封時(shí)溫度控制在65~75°C，底填膠水灌封結(jié)束形成第一灌封膠；
C、在對(duì)應(yīng)第一芯片位置的上層封裝基板的上表面進(jìn)行塑封成型，塑封成型時(shí)溫度控制在170~180°C，塑封成型結(jié)束形成塑封體，塑封體將第一芯片封裝，由塑封體完成對(duì)第一芯片的保護(hù)；
d、在上層封裝基板的下表面焊接第一錫球，得到上層封裝體；
e、選擇下層封裝基板，在下層封裝基板的上表面中部外側(cè)位置倒裝第二芯片；
f、對(duì)第二芯片進(jìn)行底填膠水灌封，底填膠水灌封時(shí)溫度控制在65~75°C，底填膠水灌封結(jié)束形成第二灌封膠，得到下層封裝體；
g、將下層封裝體設(shè)置在上層封裝體的下方，下層封裝體與上層封裝體通過(guò)第一錫球?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)，形成堆疊封裝體；
h、在堆疊封裝體中的下層封裝基板的下表面焊接第二錫球，為堆疊封裝體與外界電路板的連接做好準(zhǔn)備；
1、將具有凹陷結(jié)構(gòu)散熱片底座的散熱片倒扣在堆疊封裝體上面，通過(guò)第二導(dǎo)熱膠實(shí)現(xiàn)凹陷外側(cè)位置的散熱片底座的下表面與第二芯片上表面的固定，通過(guò)第二導(dǎo)熱膠實(shí)現(xiàn)凹陷底面與第一芯片上表面的固定。
[0016]本發(fā)明通過(guò)對(duì)散熱片進(jìn)行凹陷處理，使得散熱片可以直接貼裝在下層封裝體的第二芯片上方，下層封裝體的主要散熱途徑不再通過(guò)上封裝體，而通過(guò)散熱片結(jié)構(gòu)，熱阻明顯減小，可以有效地避免PoP封裝具備過(guò)熱的問(wèn)題。
[0017]本發(fā)明的制作方法具有步驟簡(jiǎn)單、便于操作等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明中具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中上層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是倒裝有第一芯片的上層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是對(duì)第一芯片進(jìn)行底填膠水灌封后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是對(duì)上層封裝基板的上表面進(jìn)行塑封成型后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是焊接第一錫球后的上層封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7是本發(fā)明中下層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖8是倒裝第二芯片后的下層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖9是對(duì)第二芯片進(jìn)行底填膠水灌封后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖10是下層封裝體與上層封裝體實(shí)現(xiàn)互聯(lián)后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖11是堆疊封裝體焊接第二錫球后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖12是安裝了散熱片的堆疊封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]該具有凹陷型散熱片底座的封裝體堆疊散熱結(jié)構(gòu)，包括下層封裝基板1、第二錫球
2、第二芯片3、第二灌封膠4、第一導(dǎo)熱膠5、第二導(dǎo)熱膠6、上層封裝基板7、第一芯片8、第一錫球9、第一灌封膠10、塑封體11與散熱片12，所述散熱片12具有一體式散熱片底座，在散熱片底座的下表面中部位置設(shè)有凹陷；在下層封裝基板I的下表面焊接有第二錫球2，在下層封裝基板I的中部上方位置設(shè)有上層封裝基板7，在上層封裝基板7的下表面焊接有第一錫球9，第一錫球9與下層封裝基板I的上表面接觸，在第一錫球9外側(cè)位置的下層封裝基板I的上表面通過(guò)第二灌封膠4倒裝有第二芯片3，在上層封裝基板7的上表面設(shè)有塑封體11，在對(duì)應(yīng)塑封體11內(nèi)部位置的上層封裝基板7的上表面通過(guò)第一灌封膠10倒裝有第一芯片8，在對(duì)應(yīng)所述凹陷外側(cè)位置