CN220272469U - 封装结构和电气组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体芯片封装技术领域，提供一种封装结构和电气组件。根据本实用新型实施例的封装结构包括：基板；芯片，连接于基板；芯片包括电镀金属层和芯片本体，电镀金属层连接于芯片本体，且电镀金属层设置于芯片本体背离基板的一侧；塑封体，至少部分包裹电镀金属层。通过在芯片背离基板的一侧连接有电镀金属层，芯片在工作过程中产生的热量可以很好地很好地传递到电镀金属层上和基板上，传递到电镀金属层的热量可以从电镀金属层直接向外界散热，传递到基板上的热量可以从基板向外界进行散热。进而实现两侧散热。并且，电镀金属层通过电镀和芯片连接，无需采用粘接材料，电镀金属层的散热效率更高，并且芯片的封装更加高效。

Description

封装结构和电气组件

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片封装技术领域，提供一种封装结构和电气组件。

背景技术

随着电子产品的更新换代，对于芯片封装技术的要求也越来越高。但是随着芯片的输入/输出密度越来越高，对于芯片的散热要求也越来越高，尤其是较大功率电气设备的芯片产生热量集中，利用传统封装技术封装散热性能不佳，会影响芯片的性能。现有封装技术的散热已经不能满足芯片的使用要求。

实用新型内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种封装结构，用以解决现有技术中封装结构散热能力差的缺陷。

根据本实用新型第一方面实施例提供的封装结构，包括：

基板；

芯片，连接于所述基板，所述芯片适于向所述基板向外散热；所述芯片包括电镀金属层和芯片本体，所述电镀金属层连接于所述芯片本体，且所述电镀金属层设置于所述芯片本体背离所述基板的一侧；

塑封体，至少部分包裹所述电镀金属层，适于将所述芯片固定于所述基板。

根据本实用新型实施例的封装结构，通过在芯片背离基板的一侧连接有电镀金属层，芯片在工作过程中产生的热量可以很好地传递到电镀金属层上和基板上，传递到电镀金属层的热量可以从电镀金属层直接向外界散热，传递到基板上的热量可以从基板向外界进行散热。进而实现两侧散热。并且，电镀金属层通过电镀和芯片连接，无需采用粘接材料，电镀金属层的散热效率更高，并且芯片的封装更加高效。

根据本实用新型的一个实施例，所述电镀金属层背离所述芯片的一侧设置有第一散热器。

根据本实用新型的一个实施例，所述电镀金属层背离所述芯片的一侧设置有若干散热凹槽，所述散热凹槽适于增加所述电镀金属层的接触面积。

根据本实用新型的一个实施例，所述芯片和所述基板之间设置有导热胶层，所述芯片通过所述导热胶层和所述基板连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述塑封体和所述基板的下表面齐平。

根据本实用新型的一个实施例，所述电镀金属层为铜金属层、镍金属层、锡金属层、银金属层或金金属层中的至少其中一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述芯片本体包括相对设置的芯片本体的有源面和芯片本体的背面，所述有源面背向所述基板，所述电镀金属层电镀形成于所述有源面，所述有源面通过金属线与基板电连接。

根据本实用新型第二方面实施例提供的电气组件，包括：

上述的封装结构；

电路板，所述基板连接于所述电路板。

根据本实用新型的一个实施例，所述电路板包括相对的第一侧和第二侧；所述电路板的第一侧连接所述封装结构，所述电路板的第二侧连接第二散热器。

根据本实用新型的一个实施例，还包括送风部件，所述送风部件的风路经过所述电镀金属层背离所述基板的一侧。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的封装结构的结构示意图；

图2是本实用新型另一个实施例提供的封装结构的结构示意图；

图3是本实用新型另一个实施例提供的封装结构的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的电气组件的结构示意图。

附图标记：

100、封装结构；110、基板；120、芯片；121、有源面；122、背面；123、芯片本体；124、电镀金属层；130、塑封体；140、第一散热器；150、散热凹槽；160、导热胶层；

200、电气组件；210、电路板；220、第二散热器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

根据本实用新型实施例提供的封装结构100，请参照图1至图3，封装结构100包括：基板110、芯片120和塑封体130。芯片120连接于基板110，芯片120适于向基板110向外散热；芯片120包括电镀金属层124和芯片本体123，电镀金属层124连接于芯片本体123，且电镀金属层124设置于芯片本体123背离基板110的一侧。塑封体130至少部分包裹电镀金属层124，适于将芯片120固定于基板110。

根据本实用新型实施例的封装结构100，通过在芯片120背离基板110的一侧连接有电镀金属层124，芯片120在工作过程中产生的热量可以很好地传递到电镀金属层124上和基板110上，传递到电镀金属层124的热量可以从电镀金属层124直接向外界散热，传递到基板110上的热量可以从基板110向外界进行散热。进而实现两侧散热。并且，电镀金属层124通过电镀和芯片120连接，无需采用粘接材料，电镀金属层124的散热效率更高，并且芯片120的封装更加高效。

需要说明的是，可以在芯片120制造的晶圆加工的时候(也即Wafer level步骤的时候)，将电镀金属层124通过电镀的方式连接于芯片120。也可以是在封装的时候，再将电镀金属层124通过电镀的方式连接于芯片120。

相关技术中，由于芯片120表面非常脆弱容易损坏，因此芯片120不能直接作为工作面，如果要对芯片120电镀一层电镀金属层124则需要将芯片120先连接于基板110，以基板110作为工作面，再进行电镀用于散热的电镀金属层124。芯片120总有一侧和基板110连接，如果后续想在芯片120和基板110之间进行其他操作(例如在芯片120和基板110之间也设置电镀金属层124)，需要解除芯片120和基板110的连接关系，这样的加工非常的麻烦。而在芯片120制造的晶圆加工的时候，就将电镀金属层124通过电镀的方式连接于芯片120，电镀金属层124可以在电镀完成后对晶圆进行切割形成芯片120，然后对连接有电镀金属层124的芯片120进行封装。这样形成电镀金属层124的加工工艺上更灵活。无需将芯片120先封装到基板110上再进行，制造步骤更灵活并且简单，可以大幅提升生产效率。

在一个实施例中，芯片120两侧均连接有电镀金属层124，封装结构100向两侧散热的效果更好。

根据本实用新型的一个实施例，请参照图2，电镀金属层124背离芯片120的一侧设置有第一散热器140。可以理解的是，电镀金属层124和芯片120的表面紧密接触，以传递芯片120内部产生的热量。电镀金属层124可以与散热器配合使用，以进一步改善封装结构100的散热效果。散热器通常是用铜或铝等金属制成，具有一定的散热面积和散热能力，可以将芯片120表面的热量尽快散发出去，从而保持芯片120的正常工作温度。因此，芯片120的电镀金属层124和散热器的作用是相辅相成的，共同确保芯片120的稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，请参照图3，电镀金属层124背离芯片120的一侧设置有若干散热凹槽150，散热凹槽150适于增加电镀金属层124的接触面积。可以理解的是，散热凹槽150可以是在电镀金属层124上直接电镀出来的。散热凹槽150可以有效地增加电镀金属层124的表面积，提高与空气的接触面积，从而促进芯片120内部产生的热量更快地散发出去。此外，散热凹槽150还可以优化空气流动，降低空气的阻力和涡流，提高散热效率。

根据本实用新型的一个实施例，请参照图1，芯片120和基板110之间设置有导热胶层160，芯片120通过导热胶层160和基板110连接。可以理解的是，导热胶是一种高导热性能的材料，它主要起到连接芯片120和基板110的作用，并且具有一定的散热能力。但是，由于芯片120和基板110之间存在不平整、微小间隙或氧化层等问题，会影响芯片120的散热效果。此时，通过在芯片120和基板110之间铺设导热胶，可以填补微小间隙，消除氧化层，增加芯片120与基板110之间的接触面积，从而提高热传递效率，通过在芯片120和基板110之间注塑形成导热胶层160，可以形成一个连续的导热通道，促进热量传输。导热胶层160通常是由高导热系数的材料制成，例如硅胶、环氧树脂等，具有良好的导热性能、可塑性和耐高温性能。

根据本实用新型的一个实施例，请参照图1，塑封体130和基板110的下表面齐平。可以理解的是，当塑封体130和基板110的下表面齐平时，可以确保它们之间的接触面是平整的，从而提高了器件的安装稳定性。并且基板110可以至少有一侧外露，不会被塑封体130完全遮挡，有效增加封装结构100的散热效率。

根据本实用新型的一个实施例，电镀金属层124为铜金属层、镍金属层、锡金属层、银金属层或金金属层中的至少其中一种。可以理解的是，散热金属的材料应具有良好的导热性能，以便更好地散热。铜、镍、锡、银和金都是优良的导热材料，因此它们通常被用于电镀金属层124。

根据本实用新型的一个实施例，请参照图1，芯片本体123包括相对设置的芯片本体123的有源面121和芯片本体123的背面122，有源面121背向基板110，电镀金属层124电镀形成于有源面121，有源面121通过金属线与基板110电连接。可以理解的是，芯片本体123的有源面121是电路中的主要处理单元，集成电路中的晶体管等元件在工作时会产生大量的热量，电镀金属层124可以通过接触有源面121，将芯片120产生的热量快速散发出去，防止芯片120过热，从而保证电路的稳定工作。

需要说明的是，有源面121背向基板110有助于提高芯片120的性能和稳定性。信号传输线和地平面之间的电容较小，阻抗匹配更容易实现。并且方便对芯片120进行测试。

根据本实用新型实施例提供的电气组件200，请参照图4，电器组件200包括：上述的封装结构100和电路板210；基板110连接于电路板210。由于电气组件200包括上述的封装结构100，因此具有封装结构100的所有技术效果，此处不再赘述。

在一个实施例中，电路板210包括导热部件(图中未显示)，导热部件设置于电路板210对应于基板110的位置。可以理解的是，在芯片120工作的过程中，芯片120会产生大量热量，热量会随着基板110传递到电路板210上，如果电路板210不能及时散热，就会影响芯片120的性能和寿命。通过设置导热部件，可以有效地加速芯片120热量的散发，提高***的稳定性和可靠性，有效降低芯片120的热应力。

根据本发明的一个实施例，导热部件为陶瓷导热部件。陶瓷材料具有较高的耐高温性能，可以承受高达几百度的温度，而不会发生变形、膨胀等情况。这种性能使得陶瓷电路板210在高温环境下工作更加可靠。另外，陶瓷材料的电气绝缘性能非常好，可以防止电流泄漏和短路现象的发生。这对于需要高精度信号传输的电路来说尤为重要。陶瓷材料还能够抵御多种化学物质的侵蚀，从而延长电路板210的寿命。

根据本实用新型的一个实施例，电路板210包括相对的第一侧和第二侧；电路板210的第一侧连接封装结构100，电路板210的第二侧连接第二散热器220。可以理解的是，通过第二散热器220，可以有效增强封装结构100朝向电路板210的散热效率。

根据本实用新型的一个实施例，还包括送风部件，送风部件的风路经过电镀金属层124背离基板110的一侧。可以理解的是，送风部件可以增加空气流动速度，增加电气组件200的散热效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种封装结构(100)，其特征在于，包括：

基板(110)；

芯片(120)，连接于所述基板(110)，所述芯片(120)适于向所述基板(110)向外散热；所述芯片(120)包括电镀金属层(124)和芯片本体(123)，所述电镀金属层(124)连接于所述芯片本体(123)，且所述电镀金属层(124)设置于所述芯片本体(123)背离所述基板(110)的一侧；

塑封体(130)，至少部分包裹所述电镀金属层(124)，适于将所述芯片(120)固定于所述基板(110)。

2.根据权利要求1所述的封装结构(100)，其特征在于，所述电镀金属层(124)背离所述芯片(120)的一侧设置有第一散热器(140)。

3.根据权利要求1所述的封装结构(100)，其特征在于，所述电镀金属层(124)背离所述芯片(120)的一侧设置有若干散热凹槽(150)，所述散热凹槽(150)适于增加所述电镀金属层(124)的接触面积。

4.根据权利要求1所述的封装结构(100)，其特征在于，所述芯片(120)和所述基板(110)之间设置有导热胶层(160)，所述芯片(120)通过所述导热胶层(160)和所述基板(110)连接。

5.根据权利要求1所述的封装结构(100)，其特征在于，所述塑封体(130)和所述基板(110)的下表面齐平。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的封装结构(100)，其特征在于，所述电镀金属层(124)为铜金属层、镍金属层、锡金属层、银金属层或金金属层中的至少其中一种。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的封装结构(100)，其特征在于，所述芯片本体(123)包括相对设置的芯片本体(123)的有源面(121)和芯片本体(123)的背面(122)，所述有源面(121)背向所述基板(110)，所述电镀金属层(124)电镀形成于所述有源面(121)，所述有源面(121)通过金属线与基板(110)电连接。

8.一种电气组件(200)，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任意一项所述的封装结构(100)；

电路板(210)，所述基板(110)连接于所述电路板(210)。

9.根据权利要求8所述的电气组件(200)，其特征在于，所述电路板(210)包括相对的第一侧和第二侧；所述电路板(210)的第一侧连接所述封装结构(100)，所述电路板(210)的第二侧连接第二散热器(220)。

10.根据权利要求8所述的电气组件(200)，其特征在于，还包括送风部件，所述送风部件的风路经过所述电镀金属层(124)背离所述基板(110)的一侧。