[实用新型]一种散热封装结构

说明书

本实用新型公开了一种散热封装结构，包括：芯片；集成无源器件；塑封层，所述塑封层包覆所述芯片和所述集成无源器件；微流控芯片，所述微流控芯片设置在所述塑封层的上部；第一重新布局布线层，所述第一重新布局布线层设置在所述塑封层的下部，且电连接所述芯片和所述集成无源器件；第二重新布局布线层，所述第二重新布局布线层电连接至所述第一重新布局布线层；以及外接焊球。基于本实用新型的该种散热封装结构具有更小、更薄的体积；易于实现系统集成式封装；设计灵活；微流控直接集成于主芯片的位置附近，散热效果更好。

技术领域

本实用新型涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种散热封装结构。

背景技术

数字化及网络资讯的发展，对微电子器件性能和速度的需求越来越高，使得对具有多功能轻便型及高性能电子器件的技术需求越来越迫切。随着摩尔定律极限挑战，目前IC设计也正朝着系统芯片(SOC，System On Chip)及系统级封装(SIP，System In Package)的方向发展。从IC封装技术的发展来看，也朝着精密级微型化发展。从传统的表面贴装、引线框架式发展为现在的倒装焊、BGA球阵列到现在WLCSP、Fan-In和Fan-Out等，IC封装也朝向系统级封装(SIP，System In Package)发展。

系统级封装(SIP，System In Package)的广义定义是将具有全部或大部分电子功能，可能是一系统或子系统也可能是组件，封装在同一封装体内。在本质上，系统级封装不仅是单芯片或多芯片的封装，同时可含有电容、电阻等无源器件，电子连接器、传感器、天线、电池灯各种元件，强调功能的完整性，具有更高的应用导向性。

然而，限制系统级封装发展的最大障碍之一来自于热，热主要是由IC中晶体管等有源器件运算时所产生的，随着芯片中晶体管的数目越来越多，发热量也越来越大，在芯片面积不随之大幅增加的情况下，器件发热密度越来越高，过热问题已经成为目前制约电子器件技术发展的瓶颈。除了运算器件如CPU、DSP、FPGA等有这个问题，存储器为了扩大其模块容量，大多数公司采用了3D堆叠封装，虽然这种封装提高了芯片的利用效率，但热的问题也越来越显著。

由系统级封装(SIP，System In Package)所产生的散热问题大致有以下几点：1)芯片堆叠后发热量增加，但散热面积并未相对增加，因此发热密度大幅提高；2)多芯片封装虽然仍保有原散热面积，但由于热源的相互连接，热耦合增强，从而造成更为严重的热问题；3)内置基板中的无源器件也有一定的发热问题，由于有机基板等材料的散热不良，也会产生严重的热问题；4)由于封装体积缩小，组块密度增加，使得散热不易解决，因此需要更高效率的散热设计。据统计，由热引起的失效约占电子器件失效的一半以上，温度过高除了会造成半导体器件的损毁，也会造成电子器件可靠性降低及性能下降。对于热问题的解决，必须寻求由封装级、PCB级到系统级的综合解决技术方案。从封装级进行散热设计，不但效果最显著而且成本也最少。因此，封装级的散热设计更显得非常重要。

目前系统级封装(SIP，System In Package)的散热方案主要有系统冷却、板卡冷却和芯片冷却三种。前两者主要采用散热片+水泵+冷头的解决方案，通常非半导体厂商会采用该种方式介入系统冷却和板卡冷却等环节。而芯片厂商则主要致力于发展集成性更好的片上冷却方案，比如采用MEMS技术实现芯片的冷却等。

系统冷却和板卡冷却是针对整机的冷却方式，伴随着电子产品对系统性、集成性和轻薄短小的强烈需求，冷却系统不仅要满足高可靠性和集成性，还要满足高性价比才能获得市场的认同。而集成化的要求则使得冷却器的制作工艺应尽可能采用(但不限于)IC工艺，以便于批量生产，既有利于提高产品品质，也可有效的控制价格。所以芯片冷却技术更能满足高性能的迫切要求并迎合了广阔的市场空间，特别是对一些极高热密度芯片结合为系统的散热冷却等。