[发明专利]一种半导体芯片系统及堆叠封装结构

说明书

本发明属于芯片封装技术领域，具体的说是一种半导体芯片系统及堆叠封装结构，包括基板，所述基板的下表面上设置有焊球，所述基板的上表面上安装有芯片，所述芯片的底部设置有焊点，所述芯片的底部填充有保护胶，所述基板的上表面上设置有塑封体，所述塑封体将芯片包围在其内部，所述塑封体上开设有相变槽，所述芯片位于相变槽内，所述相变槽内填充有相变吸热材料；所述相变材料为石蜡基相变材料；本发明结构简单，通过减小散热时的热阻，提高散热时的效接触面积，提高封装后芯片的散热效果，保证封装后芯片的正常使用。

技术领域

本发明属于芯片封装技术领域，具体的说是一种半导体芯片系统及堆叠封装结构。

背景技术

由于消费者青睐于厚度更薄且产品性能与内存越高的电子产品，使得电子产品微型化设计越来越普遍，为满足用户的需求，半导体封装结构常采用多个芯片叠装技术(Stack-Die)或者芯片混合叠装技术(hybrid stack-die)，将两个或者多个芯片叠装在单一封装结构中，得到半导体芯片系统，通过该半导体芯片系统，实现产品封装体积更小、产品性能更高的目的。

与此同时，随着半导体芯片的封装结构朝着小尺寸、高脚数和高热效方向发展，芯片自身的功耗越来越高，在半导体芯片提升性能的同时会产生更高的热量，产生的热量若不及时传导、散发，会使封装结构变形或将芯片烧坏。

目前的单芯片和多芯片堆叠封装中，通常使用添加顶部金属散热盖、热沉或者散热器等方式增强芯片散热能力。但是，散热盖、散热器与封装中的芯片之间仍旧存在导热系数相对较低的塑封体，同时，由于中间间隔的接触面相对较多，在接触面处产生的热阻也相对较大，影响到封装后芯片的散热效果，同时，封装后的芯片散热时与散热盖、散热器接触的有效接触面积也不大，影响散热效率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，通过减小散热时的热阻，提高散热时的效接触面积，提高封装后芯片的散热效果，保证封装后芯片的正常使用，本发明提出一种半导体芯片系统及堆叠封装结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种半导体芯片堆叠封装结构，包括基板，所述基板的下表面上设置有焊球，所述基板的上表面上安装有芯片，所述芯片的底部设置有焊点，所述芯片的底部填充有保护胶，所述基板的上表面上设置有塑封体，所述塑封体将芯片包围在其内部，所述塑封体上开设有相变槽，所述芯片位于相变槽内，所述相变槽内填充有相变吸热材料；所述相变材料为石蜡基相变材料。

优选的，所述芯片之间的缝隙中填充有缓冲胶，所述基板上粘接有固定胶，所述固定胶一端粘接塑封体，所述固定胶另一端粘接芯片。

优选的，所述塑封体的上表面开设有安装槽，所述安装槽内安装有导热板，所述导热板将相变槽封闭，所述导热板由导热性好的金属材料制成。

优选的，所述导热板上安装有支撑体，所述支撑体的一端粘接在导热板上，所述导热板的另一端接触基板或芯片的上表面，所述支撑体由硅胶材料制成。

优选的，所述支撑体呈扁平形，所述支撑体内部开设有空腔。

优选的，所述导热板为均热板，所述导热板由不锈钢材料制成，所述导热板的厚度为0.2mm。

优选的，所述支撑体靠近导热板处开设有缺口槽，所述支撑体的表面上均匀开设有导流槽，所述导流槽是角度为120°的箭头。

优选的，根据上述任一项所述的一种半导体芯片系统采用上述的堆叠封装结构对芯片进行封装，所述半导体芯片系统包括多枚芯片并进行堆叠封装。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述一种半导体芯片系统及堆叠封装结构，通过设置相变槽、导热板，并在相变槽内填充相变材料，能够提高散热时的有效接触面积，并减小散热时的热阻，从而提高封装后芯片的散热效果。