CN116454041A - 一种引线键合工艺芯片封装结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种引线键合工艺芯片封装结构及其制备方法，其涉及半导体封装技术领域，其包括芯片、基板以及用于包裹所述芯片的塑封料层，所述芯片通过装片胶贴合至所述基板的焊盘上，还包括设置在所述芯片上表面的散热组件所述散热组件被所述塑封料层包裹，且其顶部裸露在所述塑封料层之外。本申请具有提高芯片封装结构的散热能力，使得芯片能够正常运行的效果。
Description
技术领域
本申请涉及半导体封装技术的领域，尤其是涉及一种引线键合工艺芯片封装结构及其制备方法。
背景技术
由于现行手持式行动装置(如手机、平板电脑、PDA)随着科技进步,在使用者其倾爱轻薄与效能越来越高的要求下,手持式行动装置的内部元件,例如中央处理器、积体电路等元件,运作时因装置或机构内空间有限(因轻薄的要求)与执行或运算速度太快下皆会产生极高热量,因此需要首先将元件的热量散去,才能维持元件的运作效率及使用寿命。
当IC芯片的温度超出正常的工作温度范围时，IC芯片的内部电路可能会发生运算错误、暂时性地失效或永久性地损坏等情况。因此，IC封装(package)除了需要提供IC芯片的讯号向外连接的媒介以外，更需要提供适当的保护作用及良好的散热效能，使得正在运作的IC芯片其本身的温度可以获得适当的控制，以避免超出其正常的工作温度范围。
传统芯片封装的散热方案主要有：1、芯片通过下方epoxy或film将热量传递给基板，基板将热量传递给PCB板2、通过在芯片上增加散热盖。但是这两种方案都存在一定的弊端，方案1中芯片速率要求较高时，无法很快的将热量导出，导致芯片受热发生形变；方案2中散热盖的添加无疑会增加芯片封装成本。
发明内容
为了提高芯片封装结构的散热能力，使得芯片能够正常运行，本申请提供一种引线键合工艺芯片封装结构及其制备方法。
本申请提供的一种引线键合工艺芯片封装结构采用如下的技术方案：
一种引线键合工艺芯片封装结构，包括芯片、基板以及用于包裹所述芯片的塑封料层，所述芯片通过装片胶贴合至所述基板的焊盘上，还包括设置在所述芯片上表面的散热组件所述散热组件被所述塑封料层包裹，且其顶部裸露在所述塑封料层之外。
进一步地，所述散热组件包括由若干散热鳍片堆叠形成的散热鳍片组，所述散热鳍片组底部通过导热胶与所述芯片的上表面粘结。
进一步地，所述散热鳍片组内嵌有若干竖直导热管，所述导热管为底部封闭的空心结构，并通过导热胶与所述芯片的上表面粘结。
进一步地，所述导热管内填充有导热介质。
进一步地，所述芯片通过引线键合的方式连接至基板。
进一步地，所述引线选用镀钯铜线。
一种引线键合工艺芯片封装结构的制备方法，包括如下步骤：
准备基板和芯片，所述芯片的底部通过装片胶贴合至所述基板的焊盘上；
利用导热胶将散热组件粘接在所述芯片的上表面上；
准备塑封料层和遮挡模具，利用所述遮挡模具遮挡所述散热组件的顶部，将所述塑封料层覆盖所述基板以及所述芯片未被遮挡的上表面，形成塑封体，使得塑封体包裹所述芯片以及所述散热组件，同时保证所述散热组件的顶部裸露在所述塑封体之外。
进一步地，所述散热组件包括由若干散热鳍片堆叠形成的散热鳍片组，利用导热胶将最底层的散热鳍片粘接在所述芯片的上表面。
进一步地，所述散热鳍片组内嵌有若干竖直导热管，所述导热管底部通过导热胶与所述芯片的上表面粘结。
进一步地，所述导热管为底部封闭的空心结构，且所述导热管内填充有导热介质。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.由于散热组件通过导热胶贴附于芯片上表面，因此可以直接对芯片进行散热，省却增加散热盖的成本和步骤；
2.由于导热柱和散热鳍片直接贴片于芯片上表面并与散热鳍片充分接触，因此芯片工作产生热量可迅速通过导热柱和散热鳍片传导至外壳，提高散热效率。以改善引线键合工艺芯片工作热量向下传导至基板，而影响其散热效果的问题；
3.由于散热块采用散热材料层层堆叠形成鳍片组，因此，不仅散热材料和塑封料层充分接触均匀散热，而且也会减少芯片散热过程导致应力不均引发翘曲的风险；
4.由于散热块采用导热胶直接贴片于芯片上表面，因此，亦可适用于多芯片封装。
附图说明
图1为本申请实施例中一种引线键合工艺芯片封装结构的整体结构示意图。
图2为本申请实施例中用于体现散热组件的整体结构示意图。
附图标记说明：1、基板；2、芯片；3、散热组件；31、散热鳍片；32、导热管；4、导热胶；5、塑封料层；6、开口；7、导热介质。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种引线键合工艺芯片封装结构。
参照图1，一种引线键合工艺芯片封装结构包括基板1以及芯片2，基板1与芯片2通过引线键合方式电性连接，引线选用镀钯铜线，芯片2背离基板1的一侧设置有散热组件3，芯片2和散热组件3之间设置通过导热胶4物理连接，基板1上设置有用于包裹芯片2和散热组件3的塑封料层5，塑封料层5背离基板1的一侧设置有用于裸露散热鳍片组的开口6。
参照图1和图2，散热组件3包括若干散热鳍片31和导热管32，若干散热鳍片31堆叠成散热鳍片组，在本实施例中，导热管32的横截面可以是圆形、“W”型以及“U”型等，导热管32为底部封闭的空心结构，导热管32的一端通过导热胶4和芯片2的上表面固定连接，导热管32竖直设置，在本实施例中，散热鳍片31呈矩形片状，散热鳍片31的侧壁和开口6的侧壁相贴合，若干散热鳍片31的顶面和芯片2的顶面相平行，若干散热鳍片31和导热管32固定连接，若干散热鳍片31沿导热管32的轴向均匀分布，在本实施例中，导热管32设置有三个，导热管32内填充有导热介质7，导热介质7可以是锡或者铅等金属材质，导热管32和散热鳍片31的材质可以是铜或其他金属，最靠近芯片2的散热鳍片31通过导热胶4和芯片2固定连接。
芯片2所产生热量，通过贴附在上方的导热管32和散热鳍片31，由基板1内部向外散发，塑封料层5与散热鳍片31的四周以及基板1的上表面充分接触，增加了散热鳍片31、导热管32与芯片2的粘合力，尽量避免散热鳍片31和导热管32与芯片2脱离。
一种引线键合工艺芯片封装结构的制备方法，包括如下步骤：
准备基板1和芯片2，芯片2的底部通过装片胶贴合至基板1的焊盘上；利用导热胶4将散热组件3粘接在芯片2的上表面上；准备塑封料层5和遮挡模具，利用遮挡模具遮挡散热组件3的顶部，将塑封料层5覆盖基板1以及芯片2未被遮挡的上表面，形成塑封体，使得塑封体包裹芯片2以及散热组件3，同时保证散热组件3的顶部裸露在塑封体之外。散热组件3包括由若干散热鳍片31堆叠形成的散热鳍片31组，利用导热胶4将最底层的散热鳍片31粘接在芯片2的上表面。散热鳍片31组内嵌有若干竖直导热管32，导热管32底部通过导热胶4与芯片2的上表面粘结。导热管32为底部封闭的空心结构，且导热管32内填充有导热介质7。
本申请实施例一种引线键合工艺芯片封装结构的实施原理为：芯片2所产生热量，通过贴附在上方的导热管32和散热鳍片31，由基板1内部向外散发，塑封料层5与散热鳍片31的四周以及基板1的上表面充分接触，增加了散热鳍片31、导热管32与芯片2的粘合力，尽量避免散热鳍片31和导热管32与芯片2脱离。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，包括芯片(2)、基板(1)以及用于包裹所述芯片(2)的塑封料层(5)，所述芯片(2)通过装片胶贴合至所述基板(1)的焊盘上，其特征在于：还包括设置在所述芯片(2)上表面的散热组件(3)所述散热组件(3)被所述塑封料层(5)包裹，且其顶部裸露在所述塑封料层(5)之外。
2.根据权利要求1所述的一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，其特征在于：所述散热组件(3)包括由若干散热鳍片(31)堆叠形成的散热鳍片组，所述散热鳍片组底部通过导热胶(4)与所述芯片(2)的上表面粘结。
3.根据权利要求2所述的一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，其特征在于：所述散热鳍片组内嵌有若干竖直导热管(32)，所述导热管(32)为底部封闭的空心结构，并通过导热胶(4)与所述芯片(2)的上表面粘结。
4.根据权利要求3所述的一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，其特征在于：所述导热管(32)内填充有导热介质(7)。
5.根据权利要求1所述的一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，其特征在于：所述芯片(2)通过引线键合的方式连接至基板(1)。
6.根据权利要求5所述的一种引线键合工艺芯片(2)封装结构，其特征在于：所述引线选用镀钯铜线。
7.一种如权利要求1至6所述的引线键合工艺芯片(2)封装结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
准备基板(1)和芯片(2)，所述芯片(2)的底部通过装片胶贴合至所述基板(1)的焊盘上；
利用导热胶(4)将散热组件(3)粘接在所述芯片(2)的上表面上；
准备塑封料层(5)和遮挡模具，利用所述遮挡模具遮挡所述散热组件(3)的顶部，将所述塑封料层(5)覆盖所述基板(1)以及所述芯片(2)未被遮挡的上表面，形成塑封体，使得塑封体包裹所述芯片(2)以及所述散热组件(3)，同时保证所述散热组件(3)的顶部裸露在所述塑封体之外。
8.根据权利要求7所述的引线键合工艺芯片(2)封装结构的制备方法，其特征在于：所述散热组件(3)包括由若干散热鳍片(31)堆叠形成的散热鳍片组，利用导热胶(4)将最底层的散热鳍片(31)粘接在所述芯片(2)的上表面。
9.根据权利要求8所述的引线键合工艺芯片(2)封装结构的制备方法，其特征在于：所述散热鳍片组内嵌有若干竖直导热管(32)，所述导热管(32)底部通过导热胶(4)与所述芯片(2)的上表面粘结。
10.根据权利要求9所述的引线键合工艺芯片(2)封装结构的制备方法，其特征在于：所述导热管(32)为底部封闭的空心结构，且所述导热管(32)内填充有导热介质(7)。
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