[发明专利]一种具有高效散热结构的封装基板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种具有高效散热结构的封装基板，包括封装层和嵌入在封装层中的器件和金属通孔柱，所述器件设置在相邻的金属通孔柱之间，所述器件具有被其高度分隔开的端子面和背面，其中在所述器件的端子面和背面上设置有散热层和重新布线层。还公开了一种具有高效散热结构的封装基板的制造方法。

技术领域

本发明涉及半导体封装结构，具体涉及具有散热结构的封装基板及其制造方法。

背景技术

在电子行业，CPU、GPU及电源管理等高运算量、高产热、高功率的器件/芯片必须采用芯片双面散热的方式才能满足稳定的功能和温度。

在现有的封装结构中，双面散热的方式通常是在芯片正面通过与端子连接的锡球将热从封装基板导热通道导出，而芯片背面则是通过热接触层导热到金属盖将热导出。然而，此种方式存在许多技术问题。首先，热接触层材料通常是金属硅胶等，其导热系数通常为0.8W/(m.K)～2W/(m.K)，导热效果远不如与金属层直接接触好，例如铜的导热系数为400w/m.k，二者的导热效果相差200倍以上。其次，热接触层需要采用专用设备，精准控制贴装头的升温降温速度和温度，否则会导致热接触层贴附不良和漏贴异常，同时对加工的无尘等级要求极高；再次，热接触层只能够加工特定尺寸的产品，否则需要重新开模具，提高成本。金属盖子为了加工的可行性，都是采用固定的尺寸，而且厚重，与个性化和轻、薄、小的市场趋势不符；金属盖子采用连接层与基板或PCB相连，气密性、连接强度要求使得加工的成本极高。

发明内容

本发明的实施方案涉及提供一种具有高效散热结构的封装基板的解决方案。

在第一方面中，本发明提供一种具有高效散热结构的封装基板的制造方法，包括如下步骤：

(a)准备临时承载体；

(b)在所述临时承载体的表面设置粘合层；

(c)在所述粘合层上施加金属层；

(d)在所述金属层的表面施加光阻层并图案化；

(e)在所述光阻层的图案中填充金属形成通孔柱；

(f)移除所述光阻层和金属层；

(g)在暴露出的粘合层上贴附器件；

(h)用封装材料包封所述器件和通孔柱；

(i)减薄所述封装材料以露出所述通孔柱的端部；

(j)移除所述器件上表面上的封装材料；

(k)移除所述临时承载体和粘合层；和

(l)在所得结构的上下表面上形成重新布线层。

在一些实施方案中，所述粘合层优选包括双面胶带，其中所述双面胶带两面可具有不同的粘性。步骤(b)包括将双面胶带的粘性较大的一面贴合在所述临时承载体的表面上。步骤(c)包括将所述双面胶带的粘性较小的一面上施加金属层。

在一些实施方案中，步骤(c)中金属层选自钛、镍、钒、铜、铝、钨、铬、银和金中的至少一种。

在一些实施方案中，步骤(e)包括在光阻层图案中电镀填充铜形成铜通孔柱。

在一些实施方案中，在步骤(f)中，移除所述金属层后暴露出的粘合层仍具有粘性。

在一些实施方案中，步骤(g)包括将器件设置在相邻通孔柱之间的空腔内并粘贴在暴露出的粘合层上。

在一些实施方案中，步骤(h)中的封装材料选自环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚酰亚胺树脂中的至少其一。

在一些实施方案中，步骤(i)包括通过磨板或等离子蚀刻的方式减薄所述封装材料以暴露出所述通孔柱的端部。