CN103367214A

CN103367214A - 一种安装封装散热盖的自动定位方法

Info

Publication number: CN103367214A
Application number: CN2013101684475A
Authority: CN
Inventors: 吴小龙; 陈文录; 刘晓阳; 王彦桥; 孙忠新; 高锋; 朱敏; 梁少文
Original assignee: Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Current assignee: Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: CN103367214B

Abstract

一种安装封装散热盖的自动定位方法。制造散热盖定位模具，散热盖定位模具包括形成有镂空区域的面板，通过将镂空区域相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧；制造基板定位模具，基板定位模包括形成有镂空区域的面板，通过将镂空区域相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧；将基板定位模具和散热盖定位模具通过粘结胶水直接粘合在一起，并固定相对位置，此位置使得镶嵌在基板定位模具中的基板与镶嵌在散热盖定位模具的散热盖相互吻合，无偏差地重合；将散热盖倒置在散热盖定位模具的镂空区域中，通过侧边的卡边弹簧，将散热盖的位置固定在散热盖定位模具上；将涂覆好粘结剂及导热硅脂并在其上布置了裸片的基板倒置在基板定位模具的镂空区域中。

Description

一种安装封装散热盖的自动定位方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种安装封装散热盖的自动定位方法。

背景技术

在封装工艺中，倒装芯片相当于一个完全封装的芯片，它是由裸硅片的焊锡球直接与封装基板焊盘相连，并提供下一级封装的内连接结构。作为一个整体，裸片在正常运行时，需要及时排除内部产生的热量（例如由于CPU裸片工作热量较大，所以必须及时将热量导出），才能确保芯片可靠正常的运行。其中增加铜镍合金散热盖是排除热量的一种选择。常见的散热方法即在裸片的背面安装散热盖。

对于散热盖的安装，针对大批量生产有专用的设备完成,但是针对研发产品的模式为手工模式。图3示意性地示出了根据原有技术的散热盖安装流程图。具体地说，在布置有硅片的基板A2部分涂覆粘结剂（如图1所示）（步骤S1）；在硅片A1上涂覆导热硅脂（如图1所示）（步骤S2），；散热盖B2的位置用于和粘结剂的接触，在后序粘结剂固化过程，使得两平面粘合；散热盖B1位置用于与涂覆了导热硅脂的硅片接触，导热硅脂使得硅片可以迅速的将热量传导至散热盖；将散热盖按照一定方向放置在基板上（如图2所示）（步骤S3）；通过固化升温，粘结剂经过一定的化学反应使得基板与散热盖完成粘结（步骤S4）；最后可检查交付（步骤S5）。由此，将散热盖与基板粘结在一起。

具体地说，散热盖是一个铜镍合金片，中心位置有一个凸起的部分，但是底层在中间凸起的部分下面有一定的空间，主要是避开图1位置A1凸起部分的裸片。散热盖的形状与安装前的基板相似。散热盖和基板的固定靠涂覆在基板四周的可固化粘结剂实现，同时裸片刚好贴住中心凸起的部位，通过热硅脂使其很快的将热量传至散热盖。

但是，现有技术的散热盖的安装方法存在的问题是粘结过程中基板与散热盖的对位精度问题。具体地说，研发产品现有的技术手工对位精度不高，稳定性差，在固化过程中因没有定位散热盖的移动容易导致散热盖偏移，造成报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的封装散热盖装配过程中的不能精确对位的缺陷，提供一种通过模具自动定位，保证上述装配过程基板与散热盖的精确对位的安装封装散热盖的方法。

根据本发明，提供了一种安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于包括：

第一步骤：制造散热盖定位模具，散热盖定位模具包括形成有镂空区域的面板，另外通过将镂空区域相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧；

第二步骤：制造基板定位模具，基板定位模包括形成有镂空区域的面板，另外通过将镂空区域相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧；

第三步骤：将基板定位模具和散热盖定位模具组合在一起，并固定相对位置，此位置可以使得镶嵌在基板定位模具中的基板与镶嵌在散热盖定位模具的散热盖相互吻合；

第四步骤：将散热盖倒置在散热盖定位模具的镂空区域中，通过侧边的卡边弹簧，将散热盖的位置固定在散热盖定位模具上；

第五步骤：将涂覆好粘结剂及导热硅脂并在其上布置了裸片的基板倒置在基板定位模具的凹槽；

第六步骤：将装有散热盖和基板的组合模具放置烘箱固化后可从模具中取出包含散热盖与基板的一个整体的封装芯片。

优选地，基板定位模具和散热盖定位模具与基板的材料相同。

优选地，基板定位模具的材料为环氧树脂；散热盖定位模具的材料为环氧树脂。

优选地，在第三步骤中，基板定位模具和散热盖定位模具通过粘结胶水直接粘合。

优选地，在基板定位模具的镂空区域相邻的两个侧边形成有卡边弹簧。

优选地，在散热盖定位模具的镂空区域相邻的两个侧边形成有卡边弹簧。

具体设计模具后，将散热盖与基板的相对位置固定，使得粘合过程稳定且精度提高；另外，加制模具后将使得粘合后的封装体在升温固化过程中受外力定位，从而定位散热盖的横向移动，使得固化后的质量提高，不再发生偏移现象。也就是说，通过模具的定位，可以使散热盖与基板的位置固定，满足安装精度要求；后续固化中模具定位了散热盖可能的偏移，使得一次合格率大幅提高，避免手工安装带来的稳定性差的问题。

而且，基板定位模具和散热盖定位模具与基板的材料相同，这样，基板定位模具和散热盖定位模具与封装的热匹配系数相同，不会在后序的固化升温中，防止发生由于热膨胀系数不同而使得基板损伤的现象。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了安装散热前的基板示意图。

图2示意性地示出了散热盖示意图。

图3示意性地示出了根据散热盖安装流程图。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的安装封装散热盖的自动定位方法的流程图。

图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的散热盖定位模具。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的基板定位模具。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非定位本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

本发明通过自主的模具设计，使得安装散热盖过程可控，完成散热盖与已安装好硅片的基板的组合，使得其成为一个封装整体器件。

如图4所示，根据本发明优选实施例的安装封装散热盖的自动定位方法包括：

第一步骤S01：制造散热盖定位模具，如图5所示，散热盖定位模具包括形成有镂空区域12的面板10，镂空区域12与散热盖的凸起部分对应，从而作为散热盖卡槽，而且，另外通过将镂空区域12紧紧相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧。通过将面板10割出仅仅两边与面板10相接的四边形从而在镂空区域12的侧边形成卡边弹簧11（即，利用材料自身的弹性，形成一个弹片，防止公差造成的模具不能使用，同时可固定住散热盖的位置）。

优选地，在镂空区域12的相邻的两个侧边形成有卡边弹簧，如图5所示。但是，例如也可以在镂空区域12的相邻的三个或所有侧边形成有卡边弹簧。

优选地，散热盖定位模具的材料为环氧树脂。

实际上，在具体制造时，为了制造散热盖定位模具，可以在一个矩形板上先切开一个与散热盖中间凸起部分相同大小的矩形作为镂空区域。在这个小矩形的两侧，直接在矩形材料板上切开一个缺口，就可以形成一个小弹片作为卡边弹簧（可以是非规整形状）。

第二步骤S02：制造基板定位模具，如图6所示，基板定位模包括形成有镂空区域22的面板20，而且另外通过将镂空区域紧紧相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧11。具体地说，通过将面板20割出仅仅两边与面板20相接的四边形从而在镂空区域22的侧边形成基板卡边弹簧12（即，利用材料自身的弹性，形成一个弹片，防止公差造成的模具不能使用，同时可固定住散热盖的位置），其中镂空区域22和基板卡边弹簧12分别对应于镂空区域12和卡边弹簧11。

优选地，在镂空区域22的相邻的两个侧边形成有卡边弹簧，如图6所示。但是，例如也可以在镂空区域22的相邻的三个或所有侧边形成有卡边弹簧。

优选地，基板定位模具的材料为环氧树脂。

图6示出了四个基板定位模具整体形成的情况，但是本领域技术人员可以理解的是，基板定位模具可以单独形成，也可以更多个整体形成。同样，散热盖定位模具可以单独形成，也可以多个整体形成。

第三步骤S03：将基板定位模具和散热盖定位模具组合在一起，并固定相对位置，基板定位模具和散热盖定位模具的相对位置可以使得镶嵌在基板定位模具中的基板与镶嵌在散热盖定位模具的散热盖相互吻合；具体地说，例如使得镂空区域22和基板卡边弹簧12分别对应于镂空区域12和卡边弹簧11。

具体地说，基板定位模具和散热盖定位模具通过粘结胶水直接粘合，实际也可以利用定位销组合，只要将两者固定在一起即可。

优选地，在基板定位模具的镂空区域22和散热盖定位模具的镂空区域12的四角位置有一个圆形倒角，防止散热盖或者基板公差导致其不能卡在对应的镂空位置而无法使用。

第四步骤S04：将散热盖倒置在散热盖定位模具的镂空区域中，通过散热盖定位模具侧边的卡边弹簧，将散热盖的位置固定在散热盖定位模具上。

具体地说，可以将散热盖的凸起部分放置在散热盖定位模具的镂空区域12中（例如可轻轻用手按下），通过侧边的卡边弹簧，将散热盖的位置固定在散热盖定位模具上，防止其随意移动。

由此，通过上述散热盖定位模具可将散热盖的位置固定并定位。

第五步骤S05：将涂覆好粘结剂及导热硅脂并在其上布置了裸片的基板倒置在基板定位模具的镂空区域中。

可以将其上布置了裸片的基板放置在镂空区域22中（例如可轻轻用手按下），通过侧边的基板卡边弹簧12，可将基板的位置固定在基板定位模具上，防止其随意移动，从而固定基板的相对位置。

这样，当基板定位模具和散热盖定位模具组合使用后，就能够使得散热盖与基板的位置相对固定。

第六步骤S06：将装有散热盖和基板的组合模具放置烘箱固化后可从模具中取出包含散热盖与基板的一个整片封装芯片。

优选地，基板定位模具和散热盖定位模具与基板的材料相同。例如，在基板的材料为FR4的情况下，选择FR4材料制作基板定位模具和散热盖定位模具，基板定位模具和散热盖定位模具与封装的热匹配系数相同，不会在后序的固化升温中，防止由于热膨胀系数不同而使得基板发生损伤现象。

在本发明实施例的具体实施示例中，安装流程可首先在基板的四周涂覆粘结剂，其次在基板裸片上涂覆导热硅脂，先做好这两步准备工作。而后，将散热盖倒置放置在散热盖定位模具的镂空区域12的位置，此时散热盖即会固定在模具上。将已经涂覆好粘结剂及导热硅脂的基板芯片倒置放置在基板定位模具的镂空区域22内。随后将散热盖定位模具和基板定位模具组合在一起。这样散热盖和基板就自动完成了精确对位的过程。将用模具定位好的基板放置在烘箱内，固化后从模具中取出，就可完成散热盖与基板的粘合过程。

此外，需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于包括：

第一步骤：制造散热盖定位模具，散热盖定位模具包括形成有镂空区域的面板，从而作为散热盖卡槽，另外通过将镂空区域相连的两侧切割成凹槽从而形成卡边弹簧；

第五步骤：将涂覆好粘结剂及导热硅脂并在其上布置了裸片的基板倒置在基板定位模具的镂空区域中；

第六步骤：将装有散热盖和基板的组合模具放置烘箱固化后从模具中取出包含散热盖与基板的一个整片封装芯片。

2.根据权利要求1所述的安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于，基板定位模具和散热盖定位模具与基板的材料相同。

3.根据权利要求1或2所述的安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于，基板定位模具的材料为环氧树脂；散热盖定位模具的材料为环氧树脂。

4.根据权利要求1或2所述的安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于，在第三步骤中，基板定位模具和散热盖定位模具通过粘结胶水直接粘合。

5.根据权利要求1或2所述的安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于，在定位基板镂空区域相邻的两个侧边形成有卡边弹簧。

6.根据权利要求1或2所述的安装封装散热盖的自动定位方法，其特征在于，在定位散热盖镂空区域相邻的两个侧边形成有卡边弹簧。