[发明专利]一种高效散热封装结构及其制作方法

说明书

本发明公开一种高效散热封装结构及其制作方法，属于集成电路封装领域。将高导热相变材料通过粘接体密封于IC芯片背面衬底的槽体与散热盖板之间，形成高效散热封装体，弥补封装器件受传统散热能力限制的不足，赋予封装器件的相变散热能力，有效提升转接板体的散热水平，可满足微电子系统高性能、高效散热封装需求，结构紧凑，安全可靠，可适用于陶瓷封装、塑料封装等多类型封装形式，结构适用性好。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种高效散热封装结构及其制作方法。

背景技术

随着现代电子芯片的集成度的增加、功耗的上升和尺寸的减小，快速增加的芯片系统发热已经成为先进电子芯片系统研发和应用中的一项重大挑战。一般地，元器件的失效率随着器件温度的上升呈指数规律上升，器件在70～80℃水平上每升高1℃，其可靠性降低5％。传统散热方式因散热效率低、集成体积大等劣势已不能满足未来高性能/大功率数字、模拟、射频、微波等电子器件的的散热需求，如何进行电子器件高效散热已成为制约高性能电子器件工程化应用的主要技术瓶颈。

相变散热技术是一项利用材料相态变化，释放相变潜热的高效散热技术。高导热相变材料在热端发生液汽相态转变，吸收热量；在冷端发生汽液相态转变，释放热量，完成热端的散热过程。相变过程传热系数要远大于传统导热材料的传热系数，可实现封装器件高效散热，同时相变散热液体在相变过程中可以储存或释放大量的热量，对芯片可进行有效的过热保护。因此为满足高性能/大功率电子器件的散热需求，亟需开发一种基于相变散热材料的高效散热封装结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效散热封装结构及其制作方法，以解决目前无法满足高性能大功率电子器件的散热需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效散热封装结构，包括：

IC芯片，所述IC芯片的衬底背面内凹设有槽体；

高导热相变材料，设置在所述槽体中；

散热盖板，覆盖所述槽体。

可选的，所述散热盖板通过粘接体与所述槽体机械连接。

可选的，所述IC芯片的有源面通过若干个凸点与封装基板电连接。

可选的，所述凸点与所述封装基板之间设置有填充体。

可选的，所述封装基板的底部设置有若干个外引出端，所述外引出端与所述封装基板电连接。

可选的，所述高导热相变材料的材料包括水、乙醇、液态合金中的一种。

本发明还提供了一种高效散热封装结构的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供IC芯片晶圆，在其衬底背面制作槽体；

步骤2、截取带有槽体的IC芯片晶圆，得到独立的IC芯片；在所述IC芯片的有源面设置若干个凸点；

步骤3、将所述IC芯片通过凸点与封装基板电连接；所述IC芯片通过底部填充体与封装基板机械连接；

步骤4、在所述槽体内放入作为传热媒介的高导热相变材料，将槽体与散热盖板通过粘接体气密连接；

步骤5、在封装基板的底部设置若干外引出端，得到高效散热封装体。

可选的，制作槽体的工艺为深反应离子刻蚀或湿法刻蚀，所述槽体的宽度和深度不超过IC芯片晶圆本体的宽度和厚度。

可选的，所述填充体的材料形式包括非导电填充浆料和非导电填充薄膜；所述封装基板的材料包括陶瓷和有机树脂。

可选的，所述外引出端的材料包括锡铅、锡银以及锡银铜。