本发明公开了一种基于柔性基板的三维封装散热结构及其制备方法，该三维封装散热结构具有一石墨烯散热片，该石墨烯散热片直接接触于封装体内各芯片的表面，从而在封装体内增加了一条直接通向外部的散热通道。本发明是在基于柔性基板的三维封装过程中，在封装体内埋入超薄且柔韧性较好的石墨烯散热片，从而在封装体内增加了一条直接通向外部的散热通道，利用石墨烯面内超高导热性能，使热量能迅速沿着石墨烯散热片进行面传递，进而使封装体内部芯片产生的热量能够迅速传递出去，提高了封装体内部芯片的散热效率，大大优化了散热效果，增加了器件的使用寿命。