[实用新型]高散热硅基封装基板及高散热封装结构

说明书

本实用新型提供一种高散热硅基封装基板，包括硅衬底，硅衬底纵向设置多个垂直通孔，垂直通孔贯穿硅衬底的上、下表面，垂直通孔内设置导电导热柱，导电导热柱两端裸露于硅衬底的上下表面，导电导热柱外侧壁设置电学隔离层，垂直通孔的直径范围为50～200μm。本实用新型提供的高散热硅基封装基板，具备散热模块集成度高，体积小巧，成本低，有利于封装结构的应用，此外，本实用新型还提供了基于其的封装结构。

技术领域

本实用新型属于封装技术领域，具体涉及一种高散热硅基封装基板及其制作方法及基于该高散热硅基封装基板的封装结构。

背景技术

随着集成电路芯片向高功耗、高频率的方向发展，对封装技术提出了更高的要求，不仅需要封装结构具有优异的电学性能，还需要封装结构具有良好的散热性能，以保证芯片长期稳定地工作。

对于集成电路芯片的封装，需要将集成电路芯片与封装基板进行连接，以实现芯片与外界的电学互连。传统的封装基板是采用PCB工艺制备，散热性能较差，且电学信号经过PCB板内部通孔而引起的损耗较大，难以满足未来集成电路芯片的应用需求。为了解决封装结构的散热问题，通常将芯片与热沉通过焊料键合连接，形成低热阻的散热通道。然而，基于金属基板的热沉尺寸较大，难以片上集成，且不易实现射频微弱信号的无损引出，与集成电路芯片的发展趋势相悖。另外，引入的焊料键合工艺一定程度上增加了封装制造成本。

传统的集成电路芯片是以PCB板材作为封装基板，在PCB板上布线并与芯片焊点相连，实现电学信号的引出。然而，PCB板材的导热系数只有0.2～0.8W/m·K，难以将集成电路芯片散发的热量导出，易引起可靠性问题。虽然，可以在封装结构中引入金属热沉而解决集成电路芯片的散热问题，如导热系数为387.6W/m·K的金属铜热沉，但是这种传统的散热结构不仅使得集成电路芯片的尺寸增大并难以进一步缩小，还增加了制造成本。

目前，硅圆片通常用于集成电路和半导体器件的基底，具有良好的散热性能。虽然以硅圆片为基底制作封装散热基板，有益于芯片的快速散热、小型化、集成化等，能够满足未来集成电路芯片的应用需求，但是亟需设计具有高散热、低损耗特性的高散热硅基封装基板及基于其的封装结构，以及开发高可靠、低成本的微纳制造工艺。

因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本申请设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术问题中的一个或者多个，本实用新型提供一种高散热硅基封装基板。

本实用新型提供一种高散热硅基封装基板，包括硅衬底，硅衬底纵向设置多个垂直通孔，垂直通孔贯穿硅衬底的上、下表面，垂直通孔内设置导电导热柱，导电导热柱两端裸露于硅衬底的上下表面，垂直通孔内侧壁设置电学隔离层，垂直通孔的直径范围为50～200μm。

本实用新型提供的高散热硅基封装基板，具备散热模块集成度高，体积小巧，成本低，有利于封装结构的应用，避免了传统PCB封装基板制作工艺中存在的缺点。

另一方面，本实用新型基于高散热硅基封装基板，提供了一种高散热封装结构，包括上述的高散热硅基封装基板、附着于高散热硅基封装基板的硅衬底上表面的芯片及位于外围的塑封体，芯片包括焊点，焊点与导电导热柱电连接。

在一些实施方式中，导电导热柱的数目为多个，其中部分数目的导电导热柱与芯片电连接。

在一些实施方式中，焊点位于芯片非接触于硅衬底的一面，封装结构包括电连接导电导热柱与焊点的金丝线。

再一方面，本实用新型提供了一种高散热硅基封装基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、刻蚀预设参数的SOI片的底层硅至绝缘层形成垂直通孔；