[发明专利]具有垂直形成的热沉的层叠封装

说明书

技术领域

本发明涉及层叠封装，更具体涉及所有层叠半导体芯片均衡地向外部放热的层叠封装。

背景技术

响应于电子设备朝微型化和多功能化的进展，半导体封装技术持续发展。例如，微型化的增长已经加速了尺寸接近芯片的尺寸的芯片级封装的发展。此外，多功能的增长已经加速了将能够执行各种功能的若干芯片布置在一个封装内的层叠封装的发展。

半导体封装发展以适应于电子设备的增长的微型化和多功能，当半导体封装安装在所述设备上时，通常产生大量的热量，其必须快速释放到外部。如果在半导体芯片内产生的热量没有快速地被释放，则半导体芯片的工作速度减小。此外，由于所产生的热量引起的内部温度上升会导致对半导体芯片的严重损伤。因此，通常在半导体芯片或者半导体封装的上表面上形成热沉，以辅助所产生的热量的散逸。然而，在半导体封装的上表面上形成这种热沉增大了半导体封装的总厚度，由此降低了最后产品的价值。

此外，当热沉形成于层叠封装的上表面上时，只有最上面的半导体芯片内产生的热量才快速释放。热散逸效率从最上面半导体芯片到最下面半导体芯片逐渐减小；因此，在其余半导体芯片内产生的热量无法与在最上面半导体芯片内产生的热量一样被快速释放。由于几乎所有在最下面半导体芯片内产生的热量未被释放，最下面半导体芯片可能受损伤或者半导体封装的总体性能可能被降低。

发明内容

本发明的实施例涉及一种层叠封装，其中热沉的形成并不增大该层叠封装的总厚度，且其中各个层叠半导体芯片中产生的热量被均衡地释放。

在一个实施例中，层叠封装包括：基板，具有位于其上表面的连接焊垫和位于其下表面的球焊盘；至少两个半导体芯片，通过插入间隔物而层叠于该基板上，且在对应于该连接焊垫的位置定义有用于电连接的通孔；电连接构件，用于将该层叠半导体芯片和该基板相互电连接；一对热沉，形成为接触该层叠半导体芯片的侧表面并沿垂直于该基板的方向延伸；以及外部连接端子，附着到位于该基板的下表面上的该球焊盘。

该连接焊垫形成于该基板的上表面上，使得该连接焊垫邻接两个边缘。

该间隔物小于该半导体芯片。

该层叠封装还包括传热层，覆盖将与该热沉接触的半导体芯片的表面，以与热沉接触。该传热层沉积于各个半导体芯片的下表面上。

在各个半导体芯片的上表面上实施焊垫重布线，使得布线形成于通孔或者通孔周围的表面上。

该电连接构件包括铜引脚。铜引脚插入层叠半导体芯片的通孔内并连接到基板的连接焊垫，由此相互电连接层叠半导体芯片和基板。

各个热沉定义有位于与该层叠半导体芯片接触的其侧表面上的插入凹槽，该半导体芯片分别插入该插入凹槽内。此外，各个热沉形成为在与上述侧表面相对的表面上具有多个分支。

该外部连接端子包括焊球。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的层叠封装的剖面视图。

图2为根据本发明该实施例的层叠封装的扩展剖面视图。

图3为根据本发明另一实施例的层叠封装的剖面视图。

具体实施方式

在本发明中，热沉释放层叠在半导体封装内的半导体芯片中所产生的热量。热沉沿与基板垂直的方向延伸并接触层叠半导体芯片的侧表面。这种情况下，由于热沉沿与基板垂直的方向延伸，不会导致半导体封装的厚度增加。此外，由此热沉接触所有层叠的半导体芯片而不限于层叠在最上面的半导体芯片，因此相同数量的热量从各个半导体芯片释放。

因此，本发明的一个实施例提供了一种层叠封装，其具有优良的热散逸特性同时维持纤细的配置，因此增大了最后产品的价值。因此可以实现具有优异热性能的电子设备。

下面将参照附图描述本发明的各种实施例。

图1为根据本发明一个实施例的层叠封装的剖面视图，图2为根据本发明该实施例的层叠封装的扩展剖面视图。

参考图1和2，根据本发明一个实施例的层叠封装100包括基板110、位于基板110上的至少两个半导体芯片120、用于相互电连接层叠半导体芯片120和基板110的电连接构件160、安装成接触层叠半导体芯片120的两个侧表面的一对热沉170、以及附着到基板110的下表面的外部连接端子180。

基板110具有位于其上表面上的多个连接焊垫112和位于其下表面上的多个球焊盘114。基板110在此具有将连接焊垫112和球焊盘114相互连接的电路图案(未示出)。连接焊垫112邻近基板110的上表面上的两个边缘。