[实用新型]带散热功能的三维堆叠芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子封装技术领域，特别涉及一种带散热功能的三维堆叠芯片。

背景技术

在三维堆叠的芯片结构中，内部芯片的热量难以散出，因此堆叠芯片的最高温度会出现在内部芯片中，而内部芯片节温太高，容易使芯片失效，限制了整个器件的集成度和功率的提高。目前，对三维堆叠芯片结构散热处理得最好的方案是在封装芯片的内部设置一定高度、宽度及长度的工艺微流道，液体从微流道进入，带走芯片传导至该散热结构的热量；这种方案微流道制作工艺要求高，加工难度大，制作成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低，并且散热效果好的带散热功能的三维堆叠芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带散热功能的三维堆叠芯片，包括顶层芯片单元、底层芯片单元及芯片基板；所述顶层芯片单元垂直连接在所述底层芯片单元的上方；所述芯片基板与所述底层芯片单元的底部连接。所述顶层芯片单元包括第一散热单元、第一芯片及第一塑封层；所述第一散热单元的上、下表面分别倒装互联至少一个所述第一芯片；所述塑封层填充在所述第一散热单元上、下两侧的所述第一芯片的装配区域。所述底层芯片单元包括第二散热单元、第二芯片及第二塑封层；所述第二散热单元的下表面倒装互联至少一个所述第二芯片；所述塑封层填充在所述第二散热单元下侧的所述第二芯片的装配区域。所述第一散热单元及所述第二散热单元为高热导率材料，所述第一散热单元及所述第二散热单元的上、下表面设置有散热槽。

进一步地，所述散热单元为高热导率的陶瓷基板或高热导率的硅基板。

进一步地，所述散热槽为圆锥形状，或为贯穿所述散热单元两端的三棱柱形状。

本实用新型提供的带散热功能的三维堆叠芯片，高热导率的散热单元制作工艺成熟、结构简单、制作成本低。散热单元将堆叠芯片热量直接从芯片内部传导至封装体外部进行散热，散热效率高。同时，在散热单元的上、下表面制作孔、槽、缝等结构，使散热层在长宽高尺寸一定的情况下，散热面积有效的增大，从而增加了散热单元的散热效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的带散热功能的三维堆叠芯片结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的设置有三棱柱形状散热槽的第一散热单元主视图；

图3为本实用新型实施例提供的设置有三棱柱形状散热槽的第一散热单元俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的设置有圆锥形状散热槽的第一散热单元主视图；

图5为本实用新型实施例提供的设置有圆锥形状散热槽的第一散热单元俯视图；

图6为本实用新型实施例提供的顶层芯片单元结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的底层芯片单元结构示意图。

具体实施方式

参见图1-图7，本实用新型实施例提供的一种带散热功能的三维堆叠芯片，包括顶层芯片单元101、底层芯片单元201及芯片基板5。顶层芯片单元101垂直连接在底层芯片单元201的上方；芯片基板5与底层芯片单元201的底部连接。顶层芯片单元101包括第一散热单元2、第一芯片1及第一塑封层6；第一散热单元2的上、下表面分别倒装互联至少一个第一芯片1（本实用新型实施例中，第一散热单元2的上、下表面分别倒装互联两个第一芯片1）；塑封层6填充在第一散热单元2上、下两侧的第一芯片1的装配区域。底层芯片单元201包括第二散热单元3、第二芯片4及第二塑封层7；第二散热单元3的下表面倒装互联至少一个第二芯片4（本实用新型实施例采用两个第二芯片4）；第二塑封层7填充在第二散热单元3下侧的第二芯片4的装配区域。第一散热单元2及第二散热单元3为高热导率材料（如陶瓷材料或硅基材料）；参见图2-图5，第一散热单元2及第二散热单元3的上、下表面设置有多个散热槽；需要说明的是，在第一散热单元2和第二散热单元3的上、下表面的中间安装芯片的区域不刻蚀散热槽；散热槽为圆锥形状，或为贯穿散热单元（包括第一散热单元2和第二散热单元3）两端的三棱柱形状（采用三棱柱形状的散热槽时，多个散热槽互相平行）。本实用新型实施例中，散热单元为高热导率的陶瓷基板或高热导率的硅基板。