一種堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還公開了一種堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)的制作方法，本發(fā)明屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]PoP(Package on Package)是一種典型的三維封裝解決方案，可以同時集成邏輯芯片和存儲芯片，已經(jīng)成為不斷追求更小更薄的手持設備市場上的重要組成部分。和芯片堆疊的封裝形式相比，PoP封裝的優(yōu)點在于裝配前各個器件可以單獨測試，保障了更高的良品率，總的堆疊裝配成本可降至最低。同時器件的組合選擇有更大的自由度，對于移動電話，數(shù)碼像機等產(chǎn)品是優(yōu)選的裝配方案。
[0003]但是，PoP封裝通常采用兩層的封裝堆疊結(jié)構(gòu)，這種在垂直方向上的堆疊使得PoP封裝結(jié)構(gòu)較為復雜，上下兩層封裝體之間的空氣流動性變差，PoP封裝散熱主要通過上層封裝體和底部基板做為主要途徑，造成PoP封裝的散熱性能變差。尤其是在移動設備高頻化的今天，芯片功耗的不斷增大使得PoP的散熱問題更為嚴重，很容易導致封裝內(nèi)芯片的溫度過高而超過熱學規(guī)范的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種熱阻減小、可以有效避免PoP封裝具備過熱問題的堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)，它包括下層封裝基板、第二錫球、第二灌封膠、第三芯片、上層封裝基板、第一錫球、塑封體、第一灌封膠、第一芯片、散熱片、第二芯片與引線，所述散熱片具有一體式底座，在該底座的下表面設有向下凸起的凸起部；其特征是:在下層封裝基板的下表面焊接有第二錫球，在下層封裝基板的上表面中部位置通過第二灌封膠固定有第三芯片，在下層封裝基板的上方設有上層封裝基板，在上層封裝基板的中部位置開設有窗口，在上層封裝基板的下表面焊接有第一錫球，第一錫球與下層封裝基板的上表面接觸，在上層封裝基板的上表面設有塑封體，在對應塑封體內(nèi)部位置的上層封裝基板的上表面通過第一灌封膠倒裝有第一芯片，在對應塑封體內(nèi)部位置的上層封裝基板的上表面正裝有第二芯片，第二芯片與上層封裝基板通過引線相連，所述散熱片的底座的凸起部穿過上層封裝基板的窗口后固定在第三芯片的上表面。
[0007]所述下層封裝基板的材料為FR4、BT或ABF，且下層封裝基板的厚度在0.lmm~l.0mnin
[0008]所述第二灌封膠的材料為環(huán)氧樹脂、底填膠或模塑料。
[0009]所述上層封裝基板的材料為FR4、BT或ABF，且上層封裝基板的厚度在0.lmm~l.0mnin
[0010]所述塑封體的材料為模塑料、灌封膠或底填膠。
[0011]所述第一灌封膠的材料為環(huán)氧樹脂、底填膠或模塑料。
[0012]一種堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)的制作方法包括以下步驟:
a、選擇上層封裝基板，并在上層封裝基板的中部位置開出窗口；
b、在窗口外側(cè)位置的上層封裝基板的上表面倒裝第一芯片，在窗口外側(cè)位置的上層封裝基板的上表面正裝有第二芯片，將第二芯片的上表面與上層封裝基板通過引線相連；
c、對倒裝的第一芯片進行底填膠水灌封，底填膠水灌封時溫度控制在50~100°C，并需要經(jīng)過固化處理最終成型，固化溫度在125~175°C，固化時間控制在2~8小時，形成第一灌封膠；
d、在上層封裝基板的上表面進行塑封成型，塑封時溫度控制在150~200°C，并需要經(jīng)過固化處理最終成型，固化溫度控制在150~200°C，固化時間控制在2~8小時，固化結(jié)束形成塑封體，塑封體將第一芯片與第二芯片封裝，由塑封體完成對第一芯片與第二芯片的保護；
e、在上層封裝基板的下表面焊接第一錫球，得到上層封裝體；
f、選擇下層封裝基板，并在下層封裝基板的上表面倒裝第三芯片，
g、對倒裝的第三芯片進行底填膠水灌封，底填膠水灌封時溫度控制在50~100°C，并需要經(jīng)過固化處理最終成型，固化溫度在125~175°C，固化時間控制在2~8小時，固化結(jié)束形成第二灌封膠，從而得到下層封裝體；
h、將下層封裝體安裝在上層封裝體的下方，下層封裝體與上層封裝體之間通過第一錫球?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)；
1、在下層封裝體內(nèi)的下層封裝基板的下表面焊接有第二錫球；
j、將散熱片的底座通過上層封裝基板的窗口部位安裝到第三芯片上，堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)的制作方法結(jié)束。
[0013]本發(fā)明通過對上層封裝基板進行開窗處理，使得散熱片可以直接貼裝在下層封裝體的第三芯片上方，下層封裝體的主要散熱途徑不再通過上層封裝體，而通過散熱片結(jié)構(gòu)，熱阻明顯減小，可以有效地避免PoP封裝過熱的問題。
[0014]本發(fā)明的制作方法具有步驟簡單、便于操作等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明中上層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明中上層封裝基板開窗后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是安裝有第一芯片與第二芯片的上層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是對第一芯片進行進行底填膠水灌封后、對第二芯片連接引線后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是對上層封裝基板進行塑封成型后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是焊接有第一錫球后的上層封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明中下層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8是倒裝有第三芯片的下層封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9是對第三芯片進行進行底填膠水灌封后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖10是上層封裝體與下層封裝體通過第一錫球?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖11是在實現(xiàn)互聯(lián)后的下層封裝體的下表面焊接第二錫球后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖12是安裝了散熱片后的堆疊模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0028]該堆疊模組散熱結(jié)構(gòu)，它包括下層封裝基板1、第二錫球2、第二灌封膠3、第三芯片4、上層封裝基板5、第一錫球6、塑封體7、第一灌封膠8、第一芯片9、散熱片10、第二芯片11與引線12，所述散熱片10具有一體式底座，在該底座的下表面設有向下凸起的凸起部；在下層封裝基板I的下表面焊接有第二錫球2，在下層封裝基板I的上表面中部位置通過第二灌封膠3固定有第三芯片4，在下層封裝基板I的上方設有上層封裝基板5，在上層封裝基板5的中部位置開設有窗口，在上層封裝基板5的下表面焊接有第一錫球6，第一錫球6與下層封裝基板I的上表面接觸，在上層封裝基板5的上表面設有塑封體7，在對應塑封體7內(nèi)部位置的上層封裝基板5的上表面通過第一灌封膠8倒裝有第一芯片9，在對應塑封體7內(nèi)部位置的上層封裝基板5的上表面正裝有第二芯片11，第二芯片11與上層封裝基板5通過引線12相連，所述散熱片10的底座的凸起部穿過上層封裝基板5的窗口后固定在第三芯片4的上表面。
[0029]所述下層封裝基板I的材料為FR4