一种用于PoP封装的散热结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于PoP封装的散热结构，包括：上层封装体，包括上层封装基板和贴在或焊在上层封装体的上层封装基板中多个thermal via上的多个上层封装导热芯片或器件；下层封装体，包括下层封装基板和贴在或焊在下层封装基板表面的多个下层封装导热芯片或器件；BGA支撑球，形成在上层封装体与下层封装体之间，实现上下两层封装体的电互联；BGA球，形成于下层封装体的下层封装基板的背面，以支撑上下两层封装体；散热罩，覆盖于上层封装体之上，以实现上层封装体的上层封装导热芯片或器件散热及屏蔽；以及热界面材料，形成于上层封装体的上层封装导热芯片或器件与散热罩之间，以减小上层封装体与散热罩之间的接触热阻。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于PoP封装的散热结构，包括：上层封装体，包括上层封装基板和贴在或焊在上层封装体的上层封装基板中多个thermal?via上的多个上层封装导热芯片或器件；下层封装体，包括下层封装基板和贴在或焊在下层封装基板表面的多个下层封装导热芯片或器件；BGA支撑球，形成在上层封装体与下层封装体之间，实现上下两层封装体的电互联；BGA球，形成于下层封装体的下层封装基板的背面，以支撑上下两层封装体；散热罩，覆盖于上层封装体之上，以实现上层封装体的上层封装导热芯片或器件散热及屏蔽；以及热界面材料，形成于上层封装体的上层封装导热芯片或器件与散热罩之间，以减小上层封装体与散热罩之间的接触热阻。【专利说明】—种用于PoP封装的散热结构
本技术涉及内存和处理器集成以及射频(Radio Frequency, RF)收发组件集成的叠层封装(Pacakge on Package, PoP)
,尤其是一种用于PoP封装的散热结构。
技术介绍
图1是现有技术中PoP封装结构的示意图，其中10为上层封装结构；11为球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)焊球；20为下层封装结构；21为导电柱；22为模塑封材料；23为PCB基板；30为连接层；连接层30由焊料层31、金属层32和粘结层33组成。该PoP封装结构由上层封装结构10和下层封装结构20通过BGA焊球11和连接层30互连形成的。BGA焊球11起到电气互连的作用，下层封装结构20的模塑封材料22内有与BGA焊球11电气连接的导电柱21。连接层30的作用是避免应力集中到焊球与下层封装结构的接合部位的边角部分，将应力分散到中央部位，从而防止焊球的翘曲。然而，上层封装的散热是一个瓶颈，上层封装芯片产生的大部分热量经上层封装体，BGA支撑球，下层封装体，再传导至基板，最后散出外界环境，热量不容易散出，影响封装体结温升高，限制堆叠芯片功率和堆叠数量。一般堆叠的封装体数量不超过两个。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本技术的主要目的在于提高一种用于PoP封装的散热结构，以解决上层封装体的散热问题。( 二 )技术方案为达到上述目的，本技术提供了一种用于PoP封装的散热结构，包括:上层封装体，包括上层封装基板100和贴在或焊在上层封装体的上层封装基板100中多个导热孔(thermal via) 101上的多个上层封装导热芯片或器件201 ;下层封装体，包括下层封装基板300和贴在或焊在下层封装基板300表面的多个下层封装导热芯片或器件202 ；BGA支撑球400，形成在上层封装体与下层封装体之间，实现上下两层封装体的电互联，并支撑上层封装体；BGA球500，形成于下层封装体的下层封装基板300的背面，以支撑上下两层封装体；散热罩700，覆盖于上层封装体之上，以实现上层封装体的上层封装导热芯片或器件201散热及屏蔽；以及热界面材料600，形成于上层封装体的上层封装导热芯片或器件201与散热罩700之间，以减小上层封装体与散热罩之间的接触热阻。上述方案中，所述上层封装基板100包括:多层大面积铜箔102 ;多层介质层103，形成于多层大面积铜箔102之间；多个导热孔101，分布在多个上层封装导热芯片或器件201的下表面，贯穿多层大面积铜箔102和多层介质层103，且在导热孔101中填充满铜；以及多个半过孔104，分布在上层封装基板表面周边部分，贯穿多层大面积铜箔102和多层介质层103，且在半过孔104中填充满铜。上述方案中，所述大面积铜箔102采用厚铜，厚度范围为12?36 μ m，且大面积铜箔102与半过孔104互联，半过孔104中填充满铜，半过孔104与散热罩700连接。上述方案中，所述散热罩700作为屏蔽罩，采用轻薄的材料，例如铝，锌铝合金等。上述方案中，所述上层封装导热芯片或器件201产生的一部分热量经导热孔101传导至任一层大面积铜箔102上，然后被传导至填充满铜的半过孔104，最后经散热罩700散出去；一部分热量经高热导率的热界面材料600传导到散热罩700上，再传导到外部环境中；还有一部分热量依次经上层封装体、BGA支撑球400、下层封装体以及传导至下层封装体下的PCB板，最后散出至外界环境。上述方案中，所述下层封装导热芯片或器件202产生的热量依次经下层封装体、BGA球以及下层封装体下的PCB板传导到外部环境中。(三)有益效果本技术提供的用于PoP封装的散热结构，上层封装体采用导热孔+大面积铜箔+半过孔+高导热率热界面材料的散热结构，上层封装导热芯片或器件201产生的一部分热量经导热孔101传导至任一层大面积铜箔102上，然后被传导至填充满铜的半过孔104，最后经散热罩700散出去；一部分热量经高热导率的热界面材料600传导到散热罩700上，再传导到外部环境中；还有一部分热量依次经上层封装体、BGA支撑球400、下层封装体以及传导至下层封装体下的PCB板，最后散出至外界环境，有效地解决了上层封装体的散热问题。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术中PoP封装结构的示意图；图2是依照本技术实施例的用于PoP封装的散热结构的示意图；图3至图9为依照本技术实施例的制作用于PoP封装的散热结构的工艺流程图；其中:图3是依照本技术实施例的含有大面积铜箔、导热孔和半过孔的上层封装基板的结构示意图；图4是依照本技术实施例的含有大面积铜箔、导热孔和半过孔的上层封装基板的俯视图；图5是依照本技术实施例的在上层封装基板贴片后形成上层封装体的结构示意图；图6是依照本技术实施例的在下层封装基板贴片后形成下层封装体的结构示意图；图7是依照本技术实施例的在上层封装基板背面植BGA球后的结构示意图；图8是依照本技术实施例的上层封装体与下层封装体实现互联后的结构示意图；图9是依照本技术实施例的在下层封装体基板背面植BGA球后的结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。如图2所示，图2是依照本技术实施例的用于PoP封装的散热结构的示意图，该用于PoP封装的散热结构，包括:上层封装体，包括上层封装基板100和贴在或焊在上层封装体的上层封装基板100中多个导热孔101上的多个上层封装导热芯片或器件201 ；下层封装体，包括下层封装基板300和贴在或焊在下层封装基板300表面的多个下层封装导热芯片或器件202 ；BGA支撑球400，形成在上层封装体与下层封装体之间，实现上下两层封装体的电互联，并支撑上层封装体；BGA球500，形成于下层封装体的下层封装基板300的背面，以支撑上下两层封装体；散热罩700，覆盖于上层封装体之上，以实现上层封装体的上层封装导热芯片或器件201散热及屏蔽；以及热界面材料600，形成于上层封装体的上层封装导热芯片或器件201与散热罩700之间，以减小上层封装体与散热罩之间的接触热阻。其中，上层封装基板100包括:多层大面积铜箔102 ;多层介质层103，形成于多层大面积铜箔102之间；多个导热孔101，分布在多个上层封装导热芯片或器件201的下表面，贯穿多层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于PoP封装的散热结构，其特征在于，包括： 上层封装体，包括上层封装基板(100)和贴在或焊在上层封装体的上层封装基板(100)中多个导热孔(101)上的多个上层封装导热芯片或器件(201)； 下层封装体，包括下层封装基板(300)和贴在或焊在下层封装基板(300)表面的多个下层封装导热芯片或器件(202)； BGA支撑球(400)，形成在上层封装体与下层封装体之间，实现上下两层封装体的电互联，并支撑上层封装体； BGA球(500)，形成于下层封装体的下层封装基板(300)的背面，以支撑上下两层封装体； 散热罩(700)，覆盖于上层封装体之上，以实现上层封装体的上层封装导热芯片或器件(201)散热及屏蔽；以及 热界面材料(600)，形成于上层封装体的上层封装导热芯片或器件(201)与散热罩(700)之间，以减小上层封装体与散热罩之间的接触热阻。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰泽，谢慧琴，张迪，刘丰满，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11