一种热电散热的高密度扇出封装结构的制作方法

文档序号:37699089发布日期:2024-04-23 11:17阅读:76来源:国知局

本技术涉及芯片封装,特别涉及一种热电散热的高密度扇出封装结构。


背景技术:

1、在人工智能和5g技术飞速发展的趋势下,芯片功耗和功耗密度不断上升,散热已经愈发成为遏制芯片发展的重要因素。较高的热流密度会导致芯片温度提升,如果热量无法及时导出,极有可能造成芯片内部重要部件损毁。按照“10℃法则”,即在70~80℃水平上,单个电子元件每升高10℃,失效概率提升200%,可靠性下降50%。

2、目前常用的芯片散热方式有3种:结构优化、导热硅脂、金属盖。通过添加导热硅脂或者裸芯设计的方式可以显著增加散热,但是这两种方式可靠性较差;而硅基微流道散热方案尽管散热功耗可以达到200w/cm2,但是成本和加工难度限制了其实际使用。

3、热电转换技术作为一种新型清洁的温度控制方式,能够实现热能与电能的直接转换,具有无传动部件、无损耗、可靠性高等优异特点,适用于芯片封装领域精确控温,吸引了众多研究者的关注。

4、为了维持芯片在一定温度范围内安全正常的运行,亟需开发出一种高效、稳定的散热技术。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种热电散热的高密度扇出封装结构,以解决背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种热电散热的高密度扇出封装结构,包括若干个芯片、热电微粒;

3、所述热电微粒上焊接有金属片,所述若干个芯片、所述热电微粒以及所述金属片被树脂料塑封成一个塑封体;

4、所述塑封体的一面设有钝化层和布线层,所述布线层与所述热电微粒和所述若干个芯片相连;

5、所述布线层上设有植球。

6、在一种实施方式中,所述钝化层的厚度为3~12μm,所述布线层的厚度为2~10μm,所述布线层的层数为3~8层。

7、在一种实施方式中,所述热电微粒包括p型热电微粒bisb和n型热电微粒sete,或者所述热电微粒包括p型热电微粒bisbte和n型热电微粒bisete。

8、在一种实施方式中,所述热电微粒的厚度为50~1000μm,尺寸根据温控需求选择。

9、在一种实施方式中,所述金属片的材质为cu、al,厚度为50~200μm。

10、在一种实施方式中,所述树脂料的厚度高于所述若干个芯片和所述热电微粒;所述树脂料完全包覆所述若干个芯片和所述热电微粒。

11、在一种实施方式中,所述植球的球径为60~1000μm。

12、本实用新型提供的一种热电散热的高密度扇出封装结构,针对目前芯片封装散热解决方案的迫切需求,结合热电器件制冷能力,实现封装体内部强制散热,并且通过晶圆级封装工艺实现高密度布线和批量制备。

13、与现有技术相比,本实用新型的降温效率高,通过热电制冷技术实现高功率芯片处的快速降温;封装方案成本较低;由于使用先布线后倒装芯片的方法以及玻璃晶圆较高的刚性,可以显著改善布线过程中的翘曲问题,实现高密度、高层数布线,满足当前飞速增长的i/o端引出需求。与此同时,由于热电微粒与芯片同属半导体材料,具有较为接近的热膨胀系数,相较于金属罩不易产生可靠性问题。



技术特征:

1.一种热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,包括若干个芯片(105)、热电微粒(106);

2.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述钝化层(103)的厚度为3~12μm,所述布线层(104)的厚度为2~10μm,所述布线层(104)的层数为3~8层。

3.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述热电微粒(106)包括p型热电微粒bisb和n型热电微粒sete,或者所述热电微粒(106)包括p型热电微粒bisbte和n型热电微粒bisete。

4.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述热电微粒(106)的厚度为50~1000μm,尺寸根据温控需求选择。

5.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述金属片(107)的材质为cu、al,厚度为50~200μm。

6.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述树脂料(108)的厚度高于所述若干个芯片(105)和所述热电微粒(106);所述树脂料(108)完全包覆所述若干个芯片(105)和所述热电微粒(106)。

7.如权利要求1所述的热电散热的高密度扇出封装结构,其特征在于,所述植球(109)的球径为60~1000μm。


技术总结
本技术公开一种热电散热的高密度扇出封装结构,属于芯片封装领域,包括若干个芯片、热电微粒;所述热电微粒上焊接有金属片,所述若干个芯片、所述热电微粒以及所述金属片被树脂料塑封成一个塑封体;所述塑封体的一面设有钝化层和布线层,所述布线层与所述热电微粒和所述若干个芯片相连;所述布线层上设有植球。本技术结合热电器件制冷能力,实现封装体内部强制散热,并且通过晶圆级封装工艺实现高密度布线和批量制备。

技术研发人员:张政楷,戴飞虎,王成迁
受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第五十八研究所
技术研发日:20230919
技术公布日:2024/4/22
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