[实用新型]一种刚柔结合板的三维封装散热结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子三维系统级封装技术领域，尤其是一种刚柔结合板的三维封装散热结构。

背景技术

图1是现有技术中通过弯曲柔性基板实现芯片三维堆叠结构的示意图。其中202为下层芯片；204为上层芯片；206为柔性基板；208为柔性基板内表面；212为下层芯片引脚；214为上层芯片引脚；216为填充胶；222为BGA球阵列；224为单个BGA球；226为柔性基板外表面；232为下层芯片正面；234为上层芯片背面；236为贴片胶；238为PCB板。

该三维堆叠结构首先进行平面安装，将两颗芯片202和204焊接在柔性基板206的两端，并于芯片与柔性基板之间填充底部填充胶216；然后在芯片202和204朝上部分涂上导热的贴片胶236；最后将柔性基板206弯曲，使两芯片202和204上下对齐堆叠，通过导热的贴片胶236固接，两芯片202和204的电互连通过柔性基板206上的电路实现。

该三维堆叠结构的缺点是上层芯片204在散热方面存在较大的问题，上层芯片204产生的大部分热量需依次经导热的贴片胶236、下层芯片202、底部填充胶216、柔性基板206、BGA球224以及PCB238散出，热量不容易散出，最终导致上层芯片204结温升高，影响寿命。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种刚柔结合板的三维封装散热结构，以更为有效的散出热量。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供了一种刚柔结合板的三维封装散热结构，该三维封装散热结构包括：

一个柔性基板100；

压合在柔性基板100上的一个底部基板102和两个刚性基板101，其中，两个刚性基板101对称分布在底部基板102的两侧，且两个刚性基板101中挖有空腔；

粘接固定在两个刚性基板101背面的两个铜基103；

焊接在底部基板102上的一个底部芯片201；

形成于底部芯片201与底部基板102之间的芯片下凸点301；

填充于底部芯片201与底部基板102之间芯片下凸点301周围的底部填充胶400；

分别焊到或粘到刚性基板101由于挖空腔而露出的两个铜基103上的两个顶部芯片203；

将两个顶部芯片203键合到刚性基板101上的键合引线302；

塑封材料600，灌入于由于弯曲柔性基板100使柔性基板100两侧的两个刚性基板101置于底部基板102上的底部芯片201上方而形成的空间；

形成于底部基板102背面的BGA球700；

通过BGA球700来固定底部基板102的PCB板1000；以及

通过导热膏800安装于顶部的两个铜基103之上的散热器900。

上述方案中，所述底部基板102采用刚性基板或柔性基板。

上述方案中，所述两个铜基103是使用导电银浆分别粘接固定在两个刚性基板101的背面，铜基103的长宽尺寸与刚性基板101的长宽尺寸相同，左右结构对称的分布在底部基板102背面的两侧。

上述方案中，所述底部芯片201为小功率芯片，其功率为20～500mW。

上述方案中，所述顶部芯片203为大功率芯片，其功率至少为1瓦。

上述方案中，所述塑封材料600用于保护键合引线302和支撑顶部刚性基板101。

上述方案中，所述BGA球700是通过在底部基板102背面的焊盘上刷焊锡膏，钢网植BGA球而形成。

上述方案中，该刚柔结合板的三维封装散热结构是左右对称结构。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的刚柔结合板的三维封装散热结构，通过使用刚性基板和柔性基板相结合，并在刚性基板上附加铜基结构，对大小功率芯片分别进行散热处理，增加了封装体的散热路径，能够更为有效的散出热量。

2、本实用新型提供的刚柔结合板的三维封装散热结构，通过在刚柔结合板上进行平面工艺安装芯片，再通过弯折柔性基板实现三维堆叠，成本低，工艺简单成熟。

3、本实用新型提供的刚柔结合板的三维封装散热结构，通过在上层芯片的刚性基板上，附加高热导率的铜基模块，增加了堆叠芯片的散热路径，使上层芯片的热量通过顶部铜基，迅速传导至封装体外部散出，有效散出热量。