[发明专利]一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法

说明书

本发明涉及一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，所述封装结构包括芯片(3)，所述芯片(3)除焊盘区域以外的上表面和侧面均设置有钝化层(4)，所述钝化层(4)表面设置有石墨烯层(5)，所述石墨烯层(5)沿着芯片下表面向外延伸至芯片(3)外围区域，所述芯片(3)焊盘位置设置第一铜柱(11),所述芯片(3)上表面的石墨烯层(5)上设置若干个第二铜柱(12),所述石墨烯层(5)延伸区域设置若干个第三铜柱(13),所述石墨烯层(5)外围区域设置多干个第四铜柱(14),所述铜柱之间填充塑封料(6)。本发明芯片封装结构中加入了散热功能极好的石墨烯层，使得芯片工作过程中能及时将热量散出，特别是部分芯片热量过高的区域，可以有效的降低芯片的热点值，从而让芯片更稳定的工作。

技术领域

本发明涉及一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着集成电路的高速发展，芯片的集成度越来越高，但芯片的体积越来越小，同时芯片的功率却越来越大，需要从芯片中散出的热量也越来越大。所以如果不能进行有效的散热设计和热管理，就有可能导致芯片或系统由于高温不能正常工作。电子产品发热问题是电子产品设计的重大问题，所以芯片封装的散热尤为重要。

采用传统的散热手段，芯片运行时所产生的热并无法有效地逸散至外界而不断地累积，使得芯片可能会因为过热而导致效能衰减或使用寿命缩短，甚至是损毁，进而影响芯片封装结构的可靠度。因此，如何提升芯片封装结构的散热效率，已成目前亟待解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种带石墨烯层散热的封装结构及其制造方法，芯片封装结构中加入了散热功能极好的石墨烯层，使得芯片工作过程中能及时将热量散出，特别是部分芯片热量过高的区域，可以有效的降低芯片的热点值，从而让芯片更稳定的工作。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种带石墨烯层散热的封装结构，它包括芯片，所述芯片除焊盘区域以外的上表面和侧面均设置有钝化层，所述钝化层表面设置有石墨烯层，所述石墨烯层沿着芯片下表面向外延伸至芯片外围区域，所述芯片焊盘位置设置有第一铜柱,所述芯片上表面的石墨烯层上设置若干个第二通柱,所述石墨烯层延伸区域设置若干个第三铜柱,所述石墨烯层外围区域设置多干个第四铜柱,所述铜柱周围填充塑封料，所述塑封料正面和背面分别设置有正面金属线路和背面金属线路，所述正面金属线路外包覆有正面绿油涂层，所述正面绿油涂层表面设置有散热片，所述石墨烯层通过部分正面金属线路、第二铜柱和第三铜柱与散热片相连接，所述背面金属线路外包覆有背面绿油涂层，所述背面绿油涂层在背面金属线路部分区域开设有第六开孔。

所述正面金属线路包括第一正面线路与第二正面线路，所述第一正面线路与第二正面线路之间不连接，所述第一正面线路实现第一铜柱和第四铜柱之间的电性连接，所述第一正面线路与部分背面金属线路通过第四铜柱电性连接，所述第二正面线路设置在第二铜柱、第三铜柱上方并与散热片连接。

优选的，所述石墨烯层下表面部分区域设置背面金属线路，石墨烯层下表面的背面金属线路不与第四铜柱连接。

优选的，所述石墨烯层至少有两层，相邻两层石墨烯层的开口区和边界呈圆弧形石墨烯连接。

一种带石墨烯层散热的封装结构的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、取一载板；

步骤二、将芯片下表面贴装到载板上；

步骤三、在芯片上表面和侧面覆盖一层钝化层，露出芯片表面的焊盘；

步骤四、在钝化层表面覆盖至少两层石墨烯层，石墨烯层延伸至芯片周围载板上表面的部分位置；

步骤五、对载板的上表面进行包封，将石墨烯层和芯片用塑封料保护起来；

步骤六、将包封后的塑封料的上表面进行减薄；

步骤七、去除载板；