[发明专利]封装结构、其制备方法及电子器件

说明书

本发明提供了一种封装结构、其制备方法及电子器件，该封装结构包括至少一个球栅阵列组件，所述球栅阵列组件处具有石墨烯导热层，所述球栅阵列组件中的焊球嵌于所述石墨烯导热层中。基于本发明的技术方案，由多层二维石墨烯薄膜堆叠而成的石墨烯导热层，不仅可以有效提高封装结构的散热效率，而且其多层堆叠结构可以在高机械应力的界面起到缓冲作用，能够避免界面处应力过大导致封装结构的组件产生翘曲和破裂。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别地涉及一种封装结构、其制备方法及电子器件。

背景技术

电子封装体一般由具有不同的热膨胀系数的各种导电和绝缘材料组成。在典型的陶瓷球栅阵列封装体中，硅芯片通过嵌入在环氧树脂底部填充中的焊点安装在多层陶瓷基板模块上，模块整体再通过锡球互连到PCB上，形成最后的二级封装。

当芯片通电时，封装体就会产生温度变化，具有不同热膨胀系数的材料已不同的速率变形，这种不均匀的热膨胀系数的分布会在封装的组件中产生热致机械应力。而当封装体组件开始冷却时，PCB会比多层陶瓷基板模块收缩大。这种不均匀的收缩，会导致全部组件的整体弯曲以及焊球的顶部和底部之间的相对水平位移。当封装体被冷却到室温，界面上焊点的自由收缩会受到相邻的、具有较低的热膨胀系数的材料的制约。

发明内容

为解决现有技术存在的陶瓷球栅阵列结构散热效率低以及受热膨胀不均匀而产生应力导致封装结构被破坏的问题，本申请提出了一种封装结构、其制备方法及电子器件。

第一方面，本发明提出了一种封装结构，包括至少一个球栅阵列组件，所述球栅阵列组件处具有石墨烯导热层，所述球栅阵列组件中的焊球嵌于所述石墨烯导热层中。

在一个实施方式中，所述石墨烯导热层由多层二维石墨烯薄膜堆叠而成。

在一个实施方式中，所述球栅阵列组件的所述石墨烯导热层中具有容纳所述焊球的嵌孔。

在一个实施方式中，通过所述球栅阵列组件相互连接的功能组件，其表面与所述球栅阵列组件对应的所述石墨烯导热层的表面接触。通过本实施方式，这样能够最大程度上实现热量的迅速传递；同时，也使相应的石墨烯导热层起到对对应的功能组件的支撑、固定作用。

在一个实施方式中，所述封装结构中的芯片的上表面还设置有所述石墨烯导热层。

在一个实施方式中，每个所述球栅阵列组件中嵌于所述石墨烯导热层中的所述焊球对应的分布面积不小于预设值。通过本实施方式，保证焊球具有足够的总的连接面积，满足相应功能部件的稳定的电气连接的需要。

第二方面，本发明提出了一种封装结构的制备方法，其包括：

在印刷电路板上形成具有焊球嵌入的第一石墨烯导热层；

将双面覆铜陶瓷基板安装在所述第一石墨烯导热层上并使其通过所述焊球连接所述印刷电路板；

在所述双面覆铜陶瓷基板上形成具有焊球嵌入的第二石墨烯导热层；

将芯片安装在第二石墨烯导热层并使其通过所述焊球连接所述双面覆铜陶瓷基板；

在所述芯片上表面形成第三石墨烯导热层。

在一个实施方式中，依次生长多层二维石墨烯薄膜以形成所述石墨烯导热层。

在一个实施方式中，生长每层所述二维石墨烯薄膜时，按预设布局在其上形成供所述焊球嵌入的嵌孔。

第三方面，本发明提出了一种电子器件，其包括上述的封装结构。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提供的一种封装结构、其制备方法及电子器件，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：