CN215187581U - 散热型封装基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热型封装基板，通过具有第一金属柱的第一塑封结构及具有第二金属柱的第二塑封结构，以及更多层的塑封结构，有利于形成厚度较厚，且尺寸小精度高的散热金属柱；有利于在散热金属柱之间形成较小的间隙，便于精细化设计，以及有利于在散热金属柱之间形成密实的、平坦的塑封层；进一步的，通过形成填充贯通槽的金属覆盖层，可使得整个散热区为全金属高导热结构，从而可提高散热效果。

Description

散热型封装基板

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种散热型封装基板。

背景技术

随着消费类电子产品市场的不断发展和成熟，PCB板上集成的功能元件的数越来越多，对线路的电流导通能力和承载能力的要求甚高。其中大部分热量要进入线路板内，这些热量要通过线路板本身释放出来，尤其对于部分高功耗的芯片而言，其对于散热的要求很高，需要基板能够起到良好的导热的作用。

现有的PCB板常规导热设计一般有两种：埋铜块和密集散热孔。埋铜块的设计是将加工成型的铜块埋入到PCB板中，这种散热方式一般应用于铜块尺寸较大的时候，而对于封装基板，由于其直接与尺寸较小的裸芯片连接，从而散热区域的尺寸比较小，采用埋铜块的方式，则在操作上难以实现。密集散热孔的设计是采用常规的PCB板加工流程，在PCB板中形成散热孔，但这种散热方式由于在整个散热区域中，孔与孔的间隙区域还是导热效果不佳的介质层，从而仍存在散热效果不佳的问题。

因此，提供一种散热型封装基板，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种散热型封装基板，用于解决现有技术中封装基板散热的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种散热型封装基板，所述散热型封装基板包括：

叠置压合的金属箔片及半固化片；

第一塑封结构，所述第一塑封结构包括与金属箔片相接触的第一金属柱及与半固化片相接触的第一塑封层，且所述第一塑封层包覆所述第一金属柱并显露所述第一金属柱；

导电金属层，所述导电金属层与所述第一金属柱相接触；

第二塑封结构，所述第二塑封结构包括与所述导电金属层及半固化片相接触的第二金属柱，以及与所述第一塑封层及半固化片相接触的第二塑封层，且所述第二塑封层包覆所述第二金属柱并显露所述第二金属柱；

金属覆盖层，所述金属覆盖层覆盖金属箔片并分别与所述第一金属柱及第二金属柱相接触；

散热孔，所述散热孔贯穿所述金属覆盖层及金属箔片显露半固化片。

可选地，包括1个～5个所述第二塑封结构。

可选地，金属柱的厚度为20μm～750μm。

可选地，包括由所述第一塑封结构、导电金属层及第二塑封结构所构成的多个复合叠层结构。

可选地，所述第一金属柱包括铜柱；所述第二金属柱包括铜柱。

可选地，所述第一金属柱的厚度为20μm～150μm；所述第二金属柱的厚度为20μm～150μm。

可选地，所述第一金属柱及第二金属柱的中心线位于同一垂线上。

如上所述，本实用新型的散热型封装基板，通过具有第一金属柱的第一塑封结构及具有第二金属柱的第二塑封结构，以及更多层的塑封结构，有利于形成厚度较厚，且尺寸小精度高的散热金属柱；有利于在散热金属柱之间形成较小的间隙，便于精细化设计，以及有利于在散热金属柱之间形成密实的、平坦的塑封层；进一步的，通过形成填充贯通槽的金属覆盖层，可使得整个散热区为全金属高导热结构，从而可提高散热效果。

附图说明

图1显示为实施例中制备散热型封装基板的工艺流程示意图。

图2显示为实施例中将金属箔片、半固化片及可拆分芯板进行压合后的结构示意图。

图3显示为图2中可拆分芯板的放大结构示意图。

图4显示为实施例中形成第一金属柱后的结构示意图。

图5显示为实施例中形成第一间隙后的结构示意图。

图6显示为实施例中形成第一塑封层后的结构示意图。

图7显示为实施例中进行第一平坦化处理后的结构示意图。

图8显示为实施例中形成导电金属层后的结构示意图。

图9显示为实施例中形成第二间隙后的结构示意图。

图10显示为实施例中进行第二平坦化处理后的结构示意图。

图11显示为实施例中于第二塑封结构上压合半固化片及金属箔片后的结构示意图。

图12显示为实施例中拆板后形成的基板的结构示意图。

图13显示为实施例中形成贯通槽后的结构示意图。

图14显示为实施例中形成金属覆盖层后的结构示意图。

图15显示为实施例中形成散热孔后的结构示意图。

元件标号说明

101 金属箔片

102 半固化片

103 可拆分芯板

1031 金属箔片

1032 分离层

1033 载体

1034 辅助半固化片

201 第一金属柱

202 第一间隙

203 第一塑封层

301 导电金属层

401 第二金属柱

402 第二间隙

403 第二塑封层

501 贯通槽

601 金属覆盖层

701 散热孔

S1～S9 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

由于封装基板是直接与尺寸较小的裸芯片进行连接，从而散热区域的尺寸比较小，采用常规的PCB埋铜块的方式或在PCB板中形成散热孔的方式均具有散热效果不佳的问题。本实施例针对封装基板提供了一种可解决封装基板散热的问题，可使得整个散热区为全金属高导热结构，从而可提高散热效果。

如图1所示，本实施例提供一种散热型封装基板的制备方法，包括以下步骤：

S1：提供金属箔片、半固化片及可拆分芯板，并按照金属箔片、半固化片、可拆分芯板、半固化片、金属箔片的顺序依次进行叠放、对位以及压合，其中，所述可拆分芯板包括金属箔片、分离层及支撑层，且所述可拆分芯板的金属箔片与半固化片相接触；

S2：形成第一塑封结构，所述第一塑封结构包括与金属箔片相接触的第一金属柱及与半固化片相接触的第一塑封层，且所述第一塑封层包覆所述第一金属柱并显露所述第一金属柱；

S3：于所述第一塑封结构上形成导电金属层，所述导电金属层与所述第一金属柱相接触；

S4：形成第二塑封结构，所述第二塑封结构包括与所述导电金属层相接触的第二金属柱及与所述第一塑封层相接触的第二塑封层，且所述第二塑封层包覆所述第二金属柱并显露所述第二金属柱；

S5：于所述第二塑封结构上依次叠置半固化片及金属箔片，并进行对位以及压合，且半固化片与所述第二塑封结构相接触；

S6：通过所述分离层进行拆板，获得依次叠置金属箔片、半固化片、第一塑封层、第二塑封层、半固化片及金属箔片的基板；

S7：形成贯穿金属箔片及半固化片的贯通槽，且所述贯通槽分别显露所述第一金属柱及第二金属柱；

S8：形成金属覆盖层，所述金属覆盖层覆盖金属箔片并分别与所述第一金属柱及第二金属柱相接触；

S9：形成散热孔，所述散热孔贯穿所述金属覆盖层及金属箔片显露半固化片。

本实施例的散热型封装基板的制备方法，通过分步形成具有第一金属柱的第一塑封结构及具有第二金属柱的第二塑封结构，以及更多层的塑封结构，有利于形成厚度较厚，且尺寸小精度高的散热金属柱；有利于在散热金属柱之间形成较小的间隙，便于精细化设计，以及有利于在散热金属柱之间形成密实的、平坦的塑封层；进一步的，通过形成填充贯通槽的金属覆盖层，可使得整个散热区为全金属高导热结构，从而可提高散热效果。

以下结合附图2～图15，对制备所述散热型封装基板的步骤进行说明，具体包括：

首先进行步骤S1，如图2及图3，提供金属箔片101、半固化片102及可拆分芯板103，并按照金属箔片101、半固化片102、可拆分芯板103、半固化片102、金属箔片101的顺序依次进行叠放、对位以及压合，其中，所述可拆分芯板103包括金属箔片1031、分离层1032及支撑层，且所述可拆分芯板103的金属箔片1031与半固化片102相接触。

作为示例，所述可拆分芯板103可包括金属箔片1031、分离层1032、载体1033及辅助半固化片1034，并按照金属箔片1031、分离层1032、载体1033、辅助半固化片1034、载体1033、分离层1032、金属箔片1031的顺序依次进行叠放、对位以及压合。

具体的，所述可拆分芯板103可为双面对称结构，但并非局限于此。其中，通过所述分离层1032可对所述可拆分芯板103进行拆分，使得所述可拆分芯板103中的金属箔片1031与载体1033分离，以便后续形成如图12中的基板。本实施例中所述支撑层包括所述载体1033及辅助半固化片1034，但所述支撑层的结构并非局限于此。

作为示例，所述分离层1032可包括胶带及光热转换层中的一种。

具体的，所述分离层1032可为具有粘性的胶层，以使得所述金属箔片1031与所述载体1033相结合，且后续可通过撕除的方式进行拆分。当然，所述分离层1032也可采用光热转换层，从而可采用紫外或热处理工艺使其固化或融化，以实现贴合及拆分。

作为示例，金属箔片101及金属箔片1031的厚度为1μm～18μm，如1μm、5μm、10μm、15μm、18μm等，具体可根据需要进行选择。

接着，进行步骤S2，参阅图4～图7，形成第一塑封结构，所述第一塑封结构包括与金属箔片101相接触的第一金属柱201及与半固化片102相接触的第一塑封层203，且所述第一塑封层203包覆所述第一金属柱201并显露所述第一金属柱201。具体可包括：

如图4，于金属箔片101的表面形成图形化的第一干膜(未图示)，且所述第一干膜显露部分金属箔片101；

采用电镀工艺，形成与金属箔片101相接触的第一金属柱201；

如图5，去除所述第一干膜及显露的金属箔片101，形成第一间隙202；

如图6，形成第一塑封层203，所述第一塑封层203填充所述第一间隙202且包覆所述第一金属柱201；

如图7，进行第一平坦化处理，显露所述第一金属柱201。

具体的，所述第一金属柱201的厚度可为20μm～150μm，如20μm、50μm、100μm、150μm等；所述第一金属柱201可采用铜柱，但所述第一金属柱201的厚度及材质并非局限于此。所述第一塑封层203可为热固性树脂，但并非局限于此。所述第一间隙202的宽度可在100μm以上(包括100μm)，如200μm、500μm等。进行平坦化处理的工艺可采用化学机械研磨或机械研磨或两者相结合的方式，此处不作过分限制。

接着，进行步骤S3，参阅图8，于所述第一塑封结构上形成导电金属层301，所述导电金属层301与所述第一金属柱201相接触。其中，形成所述导电金属层301的方法可采用溅射或者化学镀的方式，但并非局限于此，所述导电金属层301的材质可采用铜，但并非局限于此。

接着，进行步骤S4，参阅图9及图10，形成第二塑封结构，所述第二塑封结构包括与所述导电金属层301相接触的第二金属柱401及与所述第一塑封层203相接触的第二塑封层403，且所述第二塑封层403包覆所述第二金属柱401并显露所述第二金属柱401。具体可包括：

于所述导电金属层301的表面形成图形化的第二干膜(未图示)，且所述第二干膜显露部分所述导电金属层301；

如图9，采用电镀工艺，形成与所述导电金属层301相接触的第二金属柱401；

去除所述第二干膜及显露的所述导电金属层301，形成第二间隙402；

如图10，形成第二塑封层403，所述第二塑封层403填充所述第二间隙402且包覆所述第二金属柱401；

进行第二平坦化处理，显露所述第二金属柱401。

具体的，所述第二金属柱401的厚度可为20μm～150μm，如20μm、50μm、100μm、150μm等；所述第二金属柱401可采用铜柱，但所述第二金属柱401的厚度及材质并非局限于此。所述第二塑封层403可为热固性树脂，但并非局限于此。所述第二间隙402的宽度可在100μm以上(包括100μm)，如200μm、500μm等。进行平坦化处理的工艺可采用化学机械研磨或机械研磨或两者相结合的方式，此处不作过分限制。

作为示例，优选所述第一金属柱201及第二金属柱401的中心线位于同一垂线上，以提高由所述第一金属柱201及第二金属柱401构成的散热金属柱的散热效果。

作为示例，还可包括重复上述S3及S4的步骤，即重复形成所述导电金属层301及第二塑封结构的步骤，从而可以形成厚度为20μm～750μm的金属柱，如厚度为20μm、40μm、80μm、100μm、200μm、300μm、500μm、750μm等。

接着，进行步骤S5，如图11，于所述第二塑封结构上依次叠置半固化片102及金属箔片101，并进行对位以及压合，且半固化片102与所述第二塑封结构相接触。

接着，进行步骤S6，如图3及图12，通过所述分离层1032进行拆板，获得依次叠置金属箔片101、半固化片102、第一塑封层、第二塑封层、半固化片102及金属箔片101的基板。

接着，进行步骤S7，如图13，形成贯穿金属箔片101及半固化片102的贯通槽501，且所述贯通槽501分别显露所述第一金属柱201及第二金属柱401。

接着，进行步骤S8，如图14，形成金属覆盖层601，所述金属覆盖层601覆盖金属箔片101并分别与所述第一金属柱201及第二金属柱401相接触。

最后，进行步骤S9，如图15，形成散热孔701，所述散热孔701贯穿所述金属覆盖层601及金属箔片101显露半固化片102，以最终形成包括3层复合叠层结构的封装基板。

进一步的，在进行步骤S5之后及进行步骤S6之前，还可包括重复进行S2～S4的步骤，如图4～图10；或者在进行步骤S6之后及进行步骤S7之前，还可包括重复进行S2～S4的步骤，以最终形成包括如5层、7层、9层等复合叠层结构的封装基板。关于所述叠层结构的具体层数此处不作过分限定，可根据需要进行设置。

本实施例还提供一种散热型封装基板，所述散热型封装基板可采用上述制备方法制备，但并非局限于此。有关所述散热型封装基板的材质、制备等此处不作赘述。

如图15，本实施中，所述散热型封装基板包括：

叠置压合的金属箔片101、1031及半固化片102；

第一塑封结构，所述第一塑封结构包括与金属箔片101相接触的第一金属柱201及与半固化片102相接触的第一塑封层203，且所述第一塑封层203包覆所述第一金属柱201并显露所述第一金属柱201；

导电金属层301，所述导电金属层301与所述第一金属柱201相接触；

第二塑封结构，所述第二塑封结构包括与所述导电金属层301及半固化片102相接触的第二金属柱401，以及与所述第一塑封层203及半固化片102相接触的第二塑封层403，且所述第二塑封层403包覆所述第二金属柱401并显露所述第二金属柱401；

金属覆盖层601，所述金属覆盖层601覆盖金属箔片101并分别与所述第一金属柱201及第二金属柱401相接触；

散热孔701，所述散热孔701贯穿所述金属覆盖层601及金属箔片101显露半固化片102。

作为示例，可包括1个～5个所述第二塑封结构，如1个、2个、3个、4个、5个等，但并非局限于此，以使得由所述第一金属柱201及第二金属柱401所构成的散热金属柱的厚度为20μm～750μm，如厚度为20μm、40μm、80μm、100μm、200μm、300μm、500μm、750μm等。

作为示例，可包括由所述第一塑封结构、导电金属层301及第二塑封结构所构成的多个复合叠层结构，以括大应用范围，所述复合叠层结构的具体数量此处不作限定。

作为示例，所述第一金属柱201包括铜柱；所述第二金属柱401包括铜柱；所述第一金属柱201的厚度为20μm～150μm，如20μm、50μm、100μm、150μm等；所述第二金属柱401的厚度为20μm～150μm，如20μm、50μm、100μm、150μm等，但金属柱的厚度及材质并非局限于此。

作为示例，优选所述第一金属柱201及第二金属柱401的中心线位于同一垂线上，以提高由所述第一金属柱201及第二金属柱401构成的散热金属柱的散热效果。

综上所述，本实用新型的散热型封装基板，通过具有第一金属柱的第一塑封结构及具有第二金属柱的第二塑封结构，以及更多层的塑封结构，有利于形成厚度较厚，且尺寸小精度高的散热金属柱；有利于在散热金属柱之间形成较小的间隙，便于精细化设计，以及有利于在散热金属柱之间形成密实的、平坦的塑封层；进一步的，通过形成填充贯通槽的金属覆盖层，使得整个散热区为全金属高导热结构，从而可提高散热效果。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种散热型封装基板，其特征在于，所述散热型封装基板包括：

叠置压合的金属箔片及半固化片；

第一塑封结构，所述第一塑封结构包括与金属箔片相接触的第一金属柱及与半固化片相接触的第一塑封层，且所述第一塑封层包覆所述第一金属柱并显露所述第一金属柱；

导电金属层，所述导电金属层与所述第一金属柱相接触；

第二塑封结构，所述第二塑封结构包括与所述导电金属层及半固化片相接触的第二金属柱，以及与所述第一塑封层及半固化片相接触的第二塑封层，且所述第二塑封层包覆所述第二金属柱并显露所述第二金属柱；

金属覆盖层，所述金属覆盖层覆盖金属箔片并分别与所述第一金属柱及第二金属柱相接触；

散热孔，所述散热孔贯穿所述金属覆盖层及金属箔片显露半固化片。

2.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：包括1个～5个所述第二塑封结构。

3.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：金属柱的厚度为20μm～750μm。

4.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：包括由所述第一塑封结构、导电金属层及第二塑封结构所构成的多个复合叠层结构。

5.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：所述第一金属柱包括铜柱；所述第二金属柱包括铜柱。

6.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：所述第一金属柱的厚度为20μm～150μm；所述第二金属柱的厚度为20μm～150μm。

7.根据权利要求1所述的散热型封装基板，其特征在于：所述第一金属柱及第二金属柱的中心线位于同一垂线上。

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