一种芯片单元、晶圆结构以及芯片封装结构的制作方法

allin2026-09-03  24


本技术涉及芯片,具体涉及一种芯片单元、晶圆结构以及芯片封装结构。


背景技术:

1、随着芯片工艺的提升和芯片功能复杂性的提升,芯片封装结构单位面积的密度和功耗也逐步提升,由此引发的散热问题都越来越凸显;同时芯片信号速率的大步提升,容易对自身和外部其他信号产生强烈的干扰,也容易受到外部信号的干扰,所以如何实现良好的屏蔽和隔离就显得尤为重要。

2、相关技术中,通常采用在芯片表面设置导热柱、导热层等导热结构,或者进一步地将导热结构与散热片接触,导热结构和散热片与环境充分进行热交换将热量散出。但是,这样的散热方式散热效果有限,且通常需要散热片与导热结构之间具有较大间隙,以供气体流通,因此,相关技术无法实现高效散热与有效的抗干扰效果。


技术实现思路

1、有鉴于此,本实用新型提供了一种芯片单元、晶圆结构以及芯片封装结构,以解决现有芯片封装结构无法兼顾高效散热与抗干扰性能的问题。

2、第一方面,本实用新型提供了一种芯片单元,包括衬底层和布线层、多个凸点结构和第一散热结构,其中,衬底层包括相对设置的第一表面和第二表面,布线层固定设置在第一表面上,第二表面上由外向内成型有若干一个或多个竖孔,竖孔内设置有导热柱;多个凸点结构设置在布线层背离衬底层的一侧,多个凸点结构包括零电位凸点结构;第一散热结构设置在衬底层的第二表面,第一散热结构包括第一散热片和第一散热柱,第一散热柱一端与导热柱连接,且另一端与第一散热片连接;第一散热结构适于与零电位凸点结构导电连通。

3、有益效果:衬底层内部设置导热柱,外部设置第一散热结构,第一散热结构的第一散热柱一端连接导热柱另一端连接第一散热片,将芯片单元内部产生的热量充分导出并散出到外部环境,散热效率大幅提升;当第一散热结构与零电位凸点结构连通时,第一散热片同时起到屏蔽外部干扰的作用,实现高效散热与防止外部干扰的效果。

4、在一种可选的实施方式中,第一散热结构包括第一散热片和多个第一散热柱,第一散热片连接多个第一散热柱。

5、本实用新型中,设置一个第一散热柱连接多个导热柱,同时设置第一散热片与多个第一散热柱连接,将衬底层中的热量多级充分导出散出,大幅提高芯片单元的散热效率。

6、在一种可选的实施方式中,还包括导热金属化层,设置在衬底层的第二表面,且导热金属化层一侧连接多个导热柱,导热金属化层的另一侧与第一散热柱连接。

7、在本实用新型中,导热金属化层水平设置,便于实现多个导热柱的共连,同时也便于第一散热柱的生长制备,保证第一散热柱散热性能的前提下可以减小第一散热柱的径向尺寸,避免第一散热柱设置太过密集影响散热效率,同时有助于在节约成本,轻量化芯片单元。

8、在一种可选的实施方式中,导热柱为金属导热柱;多个导热柱中靠近零电位凸点结构的导热柱贯穿衬底层,且两端分别与布线层和导热金属化层连接。

9、在一种可选的实施方式中,布线层包括多个金属走线以及填充介质,金属走线两端分别与第一表面和凸点结构连接,填充介质包围金属走线。

10、在一种可选的实施方式中,凸点结构包括凸点本体和凸点下金属层,凸点下金属层的两侧分别连接金属走线与凸点本体。

11、在一种可选的实施方式中,还包括:第一塑封结构,设置在第一散热片与第二表面之间。

12、本实用新型中,第一散热柱的外部且同时位于衬底层与第一散热片之间设置第一塑封结构,第一散热片贴合设置在第一塑封结构上连接第一散热柱,以便于实现第一散热片对于晶圆片和布线层良好的屏蔽作用,同时兼具稳定性。

13、第二方面,本实用新型提供了一种晶圆结构,包括多个上述的芯片单元。

14、第三方面,本实用新型提供了一种芯片封装结构,包括:

15、上述的芯片单元;以及封装基板、第二塑封结构和多个焊球,封装基板的一侧表面上固定芯片单元;第二塑封结构包围设置在芯片单元外;多个焊球设置在封装基板的另一侧表面上。

16、有益效果:本实用新型将具有良好散热性能和屏蔽性能的芯片单元封装于一封装基板上,实现不同功能芯片的应用。

17、在一种可选的实施方式中,还包括:第二散热结构,第二散热结构包括第二散热片和多个第二散热柱,第二散热柱一端与第一散热片连接,且另一端与第二散热片连接。



技术特征:

1.一种芯片单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的芯片单元,其特征在于,所述第一散热结构(4)包括第一散热片(41)和多个第一散热柱(42),所述第一散热片(41)连接多个所述第一散热柱(42)。

3.根据权利要求2所述的芯片单元,其特征在于,还包括:

4.根据权利要求3所述的芯片单元,其特征在于,所述导热柱(2)为金属导热柱;多个所述导热柱(2)中靠近所述零电位凸点结构(3a)的导热柱(2)贯穿所述衬底层(11),且两端分别与所述布线层(12)和所述导热金属化层(5)连接。

5.根据权利要求1所述的芯片单元,其特征在于,所述布线层(12)包括多个金属走线(121)以及填充介质(122),所述金属走线(121)两端分别与所述衬底层(11)的第一表面(111)和所述凸点结构(3)连接,所述填充介质(122)包围所述金属走线(121)。

6.根据权利要求5所述的芯片单元,其特征在于,所述凸点结构(3)包括凸点本体(31)和凸点下金属层(32),所述凸点下金属层(32)的两侧分别连接所述金属走线(121)与所述凸点本体(31)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片单元,其特征在于,还包括:

8.一种晶圆结构,其特征在于,包括:多个权利要求1-7任一项所述的芯片单元(10)。

9.一种芯片封装结构,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的芯片封装结构(200),其特征在于,还包括:


技术总结
本技术涉及芯片技术领域,公开了一种芯片单元、晶圆结构以及芯片封装结构,芯片单元包括衬底层、布线层、多个凸点结构和第一散热结构,衬底层包括第一表面和第二表面,布线层固定设置在第一表面上,第二表面上由外向内成型有一个或多个设置有导热柱的竖孔;多个凸点结构设置在布线层背离衬底层的一侧,包括零电位凸点结构;第一散热结构设置在衬底层的第二表面,包括第一散热片和第一散热柱,第一散热柱一端与导热柱连接另一端与第一散热片连接;第一散热结构与零电位凸点结构导电连通。内部导热柱、外部第一散热结构将芯片单元产生的热量充分导出并散出,散热效率大幅提升;第一散热片同时起到屏蔽外部干扰的作用。

技术研发人员:卢萧,林哲民
受保护的技术使用者:深圳市奇普乐芯片技术有限公司
技术研发日:20240222
技术公布日:2024/10/31
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