[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，所述封装结构焊盘朝下的第一芯片(3)，所述第一芯片(3)外围包封有第一塑封料(4)，所述第一塑封料4内部设置有复数个第一铜柱(7)和第二铜柱(8)，所述第一芯片(3)和第一塑封料(4)背面设置有背面第一绿油涂层(9)，所述第一绿油涂层(9)表面设置有背面线路(10)。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，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，它包括焊盘朝下的第一芯片，所述第一塑封料内部设置有复数个第一铜柱和第二铜柱，，所述第一芯片和第一塑封料背面设置有背面第一绿油涂层，所述第一绿油涂层表面设置有背面线路，所述背面线路外围包覆有第二绿油涂层，所述第一芯片正面和第一塑封料正面设置有第一石墨烯层，所述第一铜柱与第一石墨烯层相连接，所述第一石墨烯层上设置有焊盘朝上的第二芯片，所述第二芯片除焊盘区域的表面和侧面均设置有钝化层，所述钝化层表面设置有第二石墨烯层，所述第二石墨烯层向外延伸至第二芯片外围区域，所述第二芯片、钝化层、第二石墨烯层外围以及第一塑封料上表面包封有第二塑封料，所述第二塑封料内部第二芯片焊盘所在位置设置第三铜柱，所述第二塑封料内部第二石墨烯层所在位置设置复数个第四铜柱和第五铜柱，所述第二塑封料内部第二石墨烯层外围区域设置复数个第六铜柱，，所述第二塑封料内部铜柱顶部和第二塑封料部分正面设置有正面线路，所述正面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，所述第二石墨烯层通过正面线路、第四铜柱和第五铜柱与散热片相连接，所述第二绿油涂层在背面线路区域设置有第八开孔，所述第二绿油涂层在第一铜柱所在位置设有散热孔。

优选的，所述正面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，所述第二石墨烯层通过第一正面线路与散热片相连接。

优选的，所述第二石墨烯层向外延伸部分与第一石墨烯层相连接。

优选的，所述第二铜柱底部与第一芯片焊盘之间通过背面线路电性连接。

优选的，所述第三铜柱和第六铜柱顶部之间通过第二正面线路电性连接。

优选的，所述第二正面线路和背面线路通过第二铜柱、第六铜柱进行电性连接。

优选的，所述第一石墨烯层和第二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连接。

优选的，所述散热片、背面线路、第一铜柱外露的表面设置有金属保护层。

优选的，所述第四铜柱设置于第二芯片上方，所述第五铜柱设置于第二芯片外围。

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：