一种用于POP封装的散热结构及其构造方法与流程

一种用于pop封装的散热结构及其构造方法
技术领域
1.本发明总的来说涉及半导体封装技术领域。具体而言，本发明涉及一种用于pop封装的散热结构及其构造方法。


背景技术：

2.对于半导体系统级(system in a package sip)封装来说，封装体叠层(package on package pop)封装工艺是很重要的一种。
3.在传统的pop封装结构中通常包括上层封装体和下层封装体，所述上层封装体和下层封装体中分别包括第一芯片和第二芯片，并且所述上层封装体和下层封装体通过铜核球实现支撑和互连。
4.然而传统的pop封装结构中，下层封装体中的第二芯片工作产生的热量只能通过下层基板和自然对流散出，但是下层基板的热导率较低，并且上层封装体会导致自然对流的效果也大打折扣，因此所述第二芯片的散热情况很不理想，很容易在工作时因为芯片温度超过允许温度而失效。另外，上层封装体中的第一芯片虽然可以通过外接的散热盖等散热装置进行散热，但随着所述第一芯片的规模和功率的不断增大，传统的散热装置在散热效果上也存在不足。


技术实现要素：

5.为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种用于pop封装的散热结构，包括：
6.第一基板和第二基板；
7.第一芯片，其布置于所述第一基板上；
8.第二芯片，其布置于所述第二基板上；以及
9.微流道，其与所述第一和第二芯片连接并且将所述第一和第二芯片工作生成的热量导出。
10.在本发明一个实施例中规定，所述用于pop封装的散热结构包括一个或者多个所述第一芯片和\或一个或者多个所述第二芯片。
11.在本发明一个实施例中规定，所述用于pop封装的散热结构包括微泵以及热交换器，所述微泵以及所述热交换器通过管道与所述微流道连接。
12.在本发明一个实施例中规定，所述第一基板包括：
13.腔室，其容纳所述微流道；
14.导热孔，其将所述第一芯片与所述微流道连接；以及
15.第一通孔，其用于通过所述管道。
16.在本发明一个实施例中规定，所述用于pop封装的散热结构包括导热胶，所述导热胶布置于所述微流道与所述第一基板和所述第二芯片的连接处。
17.在本发明一个实施例中规定，所述用于pop封装的散热结构包括散热盖，所述散热
并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
39.在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
40.在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
41.在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
42.在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
43.另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
44.下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。
45.图1示出了本发明一个实施例中用于pop封装的散热结构的示意图，其中以双层基板为例对所述散热结构作介绍，然而本领域技术人员应当理解，所述基板可以是两层或者更多层。如图1所示，该结构可以包括第一基板101、第二基板102、第一芯片103、第二芯片104、微流道105、微泵106以及热交换器107。
46.所述第一芯片103布置于所述第一基板101上，所述第二芯片102布置于所述第二基板102上，所述微流道105可以与所述第一芯片103和所述第二芯片104连接并且将所述第一芯片103和第二芯片104工作生成的热量导出。所述第一芯片103和\或所述第二芯片104可以是一个或者多个。所述微流道的材料可以是铜、铝或者其它高热导率的金属。
47.所述微泵106和所述热交换器107可以通过管道与所述微流道105连接。所述管道可以包括进液管108和出液管109。
48.进一步地，所述第一基板101可以包括腔室110、导热孔111以及第一通孔112。所述腔室110可以容纳所述微流道105，所述导热孔111可以将所述第一芯片103与所述微流道105连接，所述第一通孔112可以便于所述管道的通过。
49.在本发明的实施例中，可以通过将所述微流道105与所述第二芯片104的上表面相接触以便导出所述第二芯片104工作时生成的热量，同时所述第一芯片103工作时生成的热量也可以通过所述导热孔111导入所述微流道105中。所述第一通孔112可以将所述微流道105的出水口和入水口引到封装体外并且与所述微泵106和所述热交换器107连接。当系统工作时，所述微泵106可以使得所述微流道105中的液体不断流动循环以便将所述第一芯片103和所述第二芯片104工作生成的热量带到封装体外，并且通过所述热交换器107将热量带走。通过该技术方案可以很好地解决传统pop封装结构中下层封装体内大功率芯片的散热问题，并且在本发明实施例中所述微流道105可以同时连接所述第一芯片103和所述第二芯片104，能同时保证上层和下层封装体中大功率芯片的散热效率和散热均匀性。
50.另外针对所述第一芯片103的需要进一步的散热的场合，所述散热结构还可以包括散热盖113，所述散热盖113具有第二通孔，所述第二通孔用于所述管道的通过。其中所述第一芯片103的第一面可以通过所述导热孔111与所述微流道105连接，并且所述第一芯片103的第二面与所述散热盖113连接以便进一步地导出所述第一芯片103工作生成的热量。
51.所述散热结构可以包括导热胶114，其中所述导热胶114可以布置在所述微流道105与所述第一基板101和所述第二芯片102的连接处，并且所述导热胶114可以布置于所述第一芯片103与所述散热盖113的连接处。
52.所述散热结构可以包括阻容器件115、铜核球116、球栅阵列(bga)117以及印刷电路板118。所述阻容器件115可以布置于所述第一基板101和所述第二基板102上。所述铜核球116可以连接所述第一基板101与所述第二基板102。所述球栅阵列117可以将所述第二基板102与所述印刷电路板118连接，所述印刷电路板118上可以布置所述微泵106以及所述热交换器107。
53.图2示出了本发明一个实施例中一个构造所述散热结构的方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括下列步骤下：
54.步骤100：如图3所示，构造第一基板301和第二基板302。
55.在该步骤中可以在第一基板301上构造腔室302、导热孔303以及第一通孔304，并且在所述第一基板301上布置第一阻容器件305、第一芯片306以及散热盖307；以及可以在第二基板308上布置第二阻容器件309、第二芯片310以及铜核球311。
56.步骤200：如图4所示，在第二芯片402上布置微流道404。
57.在该步骤中可以通过导热胶401在所述第二基板402上的第二芯片403上布置微流道404。另外，也可以采用焊接的方式布置所述微流道404。
58.步骤300：如图5所示，在第二基板501上布置第一基板502。
59.在该步骤中可以通过导热胶使所述微流道与所述第一基板502接触，并且所述第一基板502的所述导热孔与所述微流道连接。
60.步骤400：如图6所示，进行下层封装体植球，也就是说在所述第二基板601下方布置球栅阵列602。
61.步骤500：如图7所示，在印刷电路板701上布置微泵702以及热交换器703。
62.步骤600：如8所示，将pop封装结构焊接在所述印刷电路板上，其中连接所述球栅阵列以及所述印刷电路板801.
63.步骤700：如图9所示，布置管道，其中包括布置进液管901和出液管902以便将所述微泵903和所述热交换器904与所述微流道连接。
64.尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。