【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及先进封装，特别涉及一种高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构。
技术介绍
1、封装器件的主要热源为芯片工作时本身的热耗，随着裸芯片功能复杂度的提高，性能指标的提升，布线密度的增加，单个裸芯片的功耗越来越大。由于单个芯片的热耗高，布局紧凑，热流密度大幅增加，导致温升加大，降低了整个封装器件的性能和可靠性，因此散热问题尤为重要。
2、大功耗sip器件在小型化、大功率的发展趋势下，器件的可靠性和稳定性面临严重的挑战。随着器件的功率密度增加，sip器件内部的热积累效应迅速增加，导致其各项性能指标严重恶化，器件功率优势不能得到发挥。因此，散热问题成为制约大功耗sip器件进一步发展和广泛应用。
3、系统组件散热条件受限，系统设计时无法为大功耗sip器件提供更为有效的风冷、液冷等强制散热措施，仅能依靠自然对流、辐射散热等措施进行散热，因此封装级降低器件热阻已成为产品重要性能指标。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，包括：塑封料、上层阻容器件、小功耗芯片、第一电路基板、下层阻容器件、第一锡柱、大功耗芯片、散热块、第二电路基板、第二锡柱；
3、小功耗芯片、上层阻容器件安装于第一电路基板的正面，下层阻容器件安装于第二电路基板的正面，散热块与第二电路基板互连；大功率芯片安装于散热块的上表面；p>
4、第一电路基板、第二电路基板通过第一锡柱互连；
5、第二锡柱焊接于第二电路基板的背面；
6、器件整体在第二电路基板上表面采用塑封料进行塑封，器件通过第二锡柱与外部进行信号传输与控制。
7、在一种实施方式中，所述上层阻容器件通过第一焊料焊接至第一电路基板，所述小功耗芯片通过高散热的第一导电胶粘接到第一电路基板的表面；所述下层阻容器件通过第一焊料焊接至第二电路基板，所述第一锡柱通过第一焊料互连第一电路基板与第二电路基板。
8、在一种实施方式中，所述散热块由金刚石铜与无氧铜通过第二焊料一体化焊接成型，并且所述金刚石铜与所述无氧铜的表面均镀金处理。
9、在一种实施方式中，所述大功耗芯片通过超高散热纳米银为材料的第二导电胶粘接至散热块的金刚石铜上，所述散热块通过第一焊料焊接至第二电路基板的相应位置。
10、在一种实施方式中，所述第一导电胶采用高散热导电胶，所述第二导电胶采用超高散纳米银材料导电胶。
11、在一种实施方式中，所述第一电路基板的芯片装片区、第二电路基板与第一电路基板的锡柱互连处设计实心填铜孔。
12、在一种实施方式中，所述第二电路基板表面的散热块均匀分布；所述第一电路基板表层的芯片均匀分布。
13、在一种实施方式中，所述第一锡柱和所述第二锡柱均采用高铅锡柱，所述第二锡柱与所述第一锡柱相比，高度与直径的尺寸更大。
14、在一种实施方式中，所述第一电路基板和所述第二电路基板均采用加厚铜层设计。
15、本专利技术提供的一种高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，具有以下有益效果：
16、(1)为了防止封装器件自身重量较大，器件焊接时互连焊料形变较大，导致器件可靠性降低问题，器件选用成熟植柱工艺；在一定程度上通过力学仿真合理增加锡柱高度及直径尺寸，可增加sip微系统产品的可靠性；电路基板采用加厚铜层与局部设计散热实心过孔，降低了产品内部热阻；
17、(2)芯片通过高散热导电胶粘片的方式装联，该技术运用成熟，降低芯片传导路径上的热阻，且为基板堆叠、阻容器件焊接等留出焊接温度梯度；
18、(3)散热块采用金刚石铜与无氧铜一体化焊接成型，金刚石铜与无氧铜导热率较高；金刚石铜与芯片热膨胀系数匹配，防止芯片出现开裂问题；无氧铜与基板热膨胀系数较为匹配，防止焊接后无氧铜与第二电路基板整体出现曲翘甚至开裂问题；
19、(4)将功率芯片及功率电阻等均匀放置，防止热源过于集中导致局部温度过高；可根据实际设计需求调整垂直堆叠层数来满足小型化、高集成度需求，采用整体塑封的方式进行封装，工艺成熟，成本低，生产周期短。
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1.一种高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，包括：塑封料、上层阻容器件、小功耗芯片、第一电路基板、下层阻容器件、第一锡柱、大功耗芯片、散热块、第二电路基板、第二锡柱；
2.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述上层阻容器件通过第一焊料焊接至第一电路基板，所述小功耗芯片通过高散热的第一导电胶粘接到第一电路基板的表面；所述下层阻容器件通过第一焊料焊接至第二电路基板，所述第一锡柱通过第一焊料互连第一电路基板与第二电路基板。
3.如权利要求2所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述散热块由金刚石铜与无氧铜通过第二焊料一体化焊接成型，并且所述金刚石铜与所述无氧铜的表面均镀金处理。
4.如权利要求3所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述大功耗芯片通过超高散热纳米银为材料的第二导电胶粘接至散热块的金刚石铜上，所述散热块通过第一焊料焊接至第二电路基板的相应位置。
5.如权利要求4所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述第一导电胶采用高散热导电胶，所述
6.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述第一电路基板的芯片装片区、第二电路基板与第一电路基板的锡柱互连处设计实心填铜孔。
7.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述第二电路基板表面的散热块均匀分布；所述第一电路基板表层的芯片均匀分布。
8.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述第一锡柱和所述第二锡柱均采用高铅锡柱，所述第二锡柱与所述第一锡柱相比，高度与直径的尺寸更大。
9.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠SIP封装结构，其特征在于，所述第一电路基板和所述第二电路基板均采用加厚铜层设计。
...【技术特征摘要】
1.一种高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，其特征在于，包括：塑封料、上层阻容器件、小功耗芯片、第一电路基板、下层阻容器件、第一锡柱、大功耗芯片、散热块、第二电路基板、第二锡柱；
2.如权利要求1所述的高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，其特征在于，所述上层阻容器件通过第一焊料焊接至第一电路基板，所述小功耗芯片通过高散热的第一导电胶粘接到第一电路基板的表面；所述下层阻容器件通过第一焊料焊接至第二电路基板，所述第一锡柱通过第一焊料互连第一电路基板与第二电路基板。
3.如权利要求2所述的高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，其特征在于，所述散热块由金刚石铜与无氧铜通过第二焊料一体化焊接成型，并且所述金刚石铜与所述无氧铜的表面均镀金处理。
4.如权利要求3所述的高散热高可靠垂直堆叠sip封装结构，其特征在于，所述大功耗芯片通过超高散热纳米银为材料的第二导电胶粘接至散热块的金刚石铜上，所述散热块通过第...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞民良，蔡洪渊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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