[实用新型]一种具有石墨烯层的芯片封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有石墨烯层的芯片封装结构，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着集成电路特别是超大规模集成电路的迅速发展，电子元器件的体积越来越小，与此同时，芯片的功率却越来越大，从而导致封装体内的热流密度（即单位面积的截面内单位时间通过的热量）日益提高。随着热流密度的不断提高，如果不能进行有效的热设计与热管理就很容易导致芯片或系统由于温度过高而不能正常使用。经统计，在引起电子产品发生故障的主要原因中，由于发热问题而导致其发生的概率占到55%。发热问题已被确认为电子设备结构设计所面临的三大问题之一。与此同时，芯片本体的散热显得尤为重要。由于芯片在朝着体积越来越小、功能越来越多的方向发展，芯片内部的线路也变得越来越复杂。当芯片某部分区域内的线路过密时，该部分产生的热量就越多，从而在芯片表面形成温度高的热点，如果不能把热点的热量及时有效的散开就会导致芯片表面的热点温度过高，从而影响芯片的正常使用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有石墨烯层、降低芯片热点值、提升芯片稳定性的芯片封装结构。

本实用新型是这样实现的：

一种具有石墨烯层的芯片封装结构，包括芯片、金属凸块和基板，所述芯片通过金属凸块与基板倒装连接，所述芯片包括正面带有若干个芯片焊盘的芯片本体，所述芯片本体的正面覆盖钝化层，所述钝化层于芯片焊盘处设有钝化层开口，

还包括石墨烯层，所述石墨烯层设置在钝化层的表面，并于芯片焊盘处设置石墨烯层开口，所述石墨烯层的表面设置再钝化层，并于芯片焊盘处设置再钝化层开口，所述钝化层和再钝化层于芯片焊盘处闭合连接，将石墨烯层绝缘，所述金属凸块通过设置于再钝化层开口内的金属层固定，所述金属层与芯片焊盘连接。

进一步的，所述石墨烯层开口的尺寸不小于钝化层开口的尺寸。

进一步的，所述再钝化层盖过石墨烯层开口的边缘。

进一步的，还包括焊点，所述焊点设置于金属凸块的顶端，并连接金属凸块与基板。

进一步的，所述芯片本体的背面设置石墨烯层。

芯片表面某区域的密集线路会使得该区域的发热量过高，从而导致其热点值偏高，当热点值高于芯片的承受能力时会影响芯片的正常使用。由于石墨烯在水平方向具有非常高的导热系数（5300W/mk），当在钝化层上方和芯片背面各添加一层石墨烯后，热量会通过石墨烯散开。

本实用新型的有益效果是：

芯片封装结构中，加入具有散热功能的石墨烯层，使得芯片运行过程中散发的热量得到疏散，尤其是芯片热量过高的区域，降低芯片的热点值，有利于芯片稳定工作，提高半导体封装良率和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种具有石墨烯层的芯片封装结构的示意图。

其中：

芯片100

芯片本体110

芯片焊盘111

钝化层120

钝化层开口121

石墨烯层130

石墨烯层开口131

再钝化层140

再钝化层开口141

金属层150金属溅射

金属凸块200

焊点210

基板300。

具体实施方式

参见图1，本实用新型一种具有石墨烯层的芯片封装结构，其包括芯片100、金属凸块200和基板300，芯片100通过金属凸块200与基板300倒装连接。芯片100包括正面带有若干个芯片焊盘111的芯片本体110，芯片本体110的正面覆盖钝化层120，钝化层120于芯片焊盘111 处设有钝化层开口121。钝化层120的表面设置石墨烯层130，并于芯片焊盘111 处设置石墨烯层开口131，石墨烯层开口131的尺寸不小于钝化层开口121的尺寸。石墨烯层130的表面设置再钝化层140，并于芯片焊盘111 处设置再钝化层开口141，再钝化层140盖过石墨烯层开口131的边缘，使钝化层120和再钝化层140于芯片焊盘111 处闭合连接，将石墨烯层130绝缘。金属凸块200通过溅射于再钝化层开口141内的金属层150固定，金属层150与芯片焊盘111连接。金属凸块200的顶端设置焊点210，将芯片100整体倒装于基板300上，以备后续应用。

为进一步增强芯片封装结构的散热功能，芯片本体110的背面也可以设置石墨烯层130。