[发明专利]一种倒装芯片封装结构及封装方法

说明书

本发明属于芯片封装领域，公开了一种倒装芯片封装结构及封装方法，倒装芯片封装结构包括第一基板、第二基板、第一芯片、第二芯片、散热片、多个金属柱和封装体；第二基板设置于第一基板的上方，第二基板为陶瓷基板；第一芯片倒装于第一基板且与第一基板电连接；第二芯片倒装于第二基板且与第二基板电连接；散热片盖设在第二芯片上，散热片的两端分别与第二基板连接，第二芯片与散热片的一侧抵接，第一芯片与散热片的另一侧抵接；金属柱的一端与第一基板电连接，另一端与第二基板电连接；封装体包封第一基板、第二基板、第一芯片、第二芯片、散热片和金属柱。本发明通过设置陶瓷基板、散热片并采用堆叠的方式，不仅可提高散热性能，而且集成度高。

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，尤指一种倒装芯片封装结构及封装方法。

背景技术

芯片封装是指将集成电路裸片装配为芯片最终产品的过程，简单来说，就是将半导体厂生产出来的集成电路裸片放在一块起到承载作用的基板上，并将管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。它起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，并通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。

从结构方面，封装经历了最早期的晶体管TO（如TO89、TO92）封装，发展到了双列直插封装，以后逐渐派生出SOP（小外形封装）、BGA(栅阵列封装)、CSP(芯片规模封装)等。

请参阅图1，图1为现有技术中一种倒装芯片BGA塑料封装结构，在该结构中集成电路裸片1通过凸点3（Bump）与基板5中的线路进行连接，再通过球6（Ball）将需要与外部电路互联的信号引出，最后通过塑料2将集成电路裸片1、凸点3以及基板5包裹起来，形成最终的封装。倒装芯片BGA塑料封装结构一个明显的缺点是散热能力差，集成电路裸片和基板被塑料包裹，塑料的导热系数较低，芯片在工作时产生的热量很难通过包裹的塑料扩散到封装外，导致芯片温度过高，甚至超过芯片工作允许的最大节点温度，从而降低芯片的使用寿命。

请参阅图2，图2为现有技术中一种带散热金属盖的倒装芯片BGA封装结构，集成电路裸片1通过凸点3（Bump）与基板5中的线路进行连接，并通过球6（Ball）将需要与外部电路互联的信号引出，金属散热盖7通过焊接材料8直接与集成电路裸片1的上表面接触，相比典型倒装芯片BGA塑料封装，芯片工作时产生的热量可以很快地通过金属散热盖7导出，因此，该封装结构的散热能力较好，但是其缺点是减小了裸片和封装的占比，降低了封装的集成度，因为金属散热盖的四周需要折弯后焊接在基板或框架的表面从而减小了散热盖和基板形成的腔体的尺寸，降低封装集成度。

发明内容

本发明的目的是提供一种倒装芯片封装结构及封装方法，不仅散热性能好，而且集成度高。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，提供一种倒装芯片封装结构，包括：

第一基板；

第二基板，设置于所述第一基板的上方，所述第二基板为陶瓷基板；

至少一个第一芯片，倒装于所述第一基板朝向所述第二基板的一侧且与所述第一基板电连接；

至少一个第二芯片，倒装于所述第二基板朝向所述第一基板的一侧且与所述第二基板电连接；

散热片，盖设在所述第二芯片上，所述散热片的两端分别与所述第二基板连接，且所述第二芯片与所述散热片靠近所述第二基板的一侧抵接，所述第一芯片与所述散热片靠近所述第一基板的一侧抵接；

多个金属柱，分别间隔设置于所述第一基板与所述第二基板之间，所述金属柱的一端与所述第一基板电连接，另一端与所述第二基板电连接；

封装体，包封所述第一基板、所述第二基板、所述第一芯片、所述第二芯片、所述散热片和所述金属柱。

在一些实施方式中，所述金属柱的一端与所述第二基板焊接互连的焊料温度高于所述金属柱的另一端与所述第一基板焊接互连的焊料温度；或；