CN109887849A - 一种散热片贴装芯片的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热片贴装芯片的方法及系统，所述方法包括：将散热片放置于第一载台上，其中，所述散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，所述散热片的所述第一表面朝向所述第一载台；在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶；将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接，其中，所述芯片倒装于第一基板上。通过上述方式，本申请能够在贴装散热片时降低对芯片表面的损伤。

Description

一种散热片贴装芯片的方法及系统

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种散热片贴装芯片的方法及系统。

背景技术

一般而言，芯片在运行时会伴随大量热量产生，若芯片散热效果不好，很有可能会影响芯片的性能及其使用寿命。

传统的做法是在芯片的表面用点胶组件点上导热胶，然后再把散热片压在芯片的表面上，散热片不仅可以起到保护芯片的作用，还可以起到增加散热面积的作用。

本申请的发明人在长期研究过程中发现，上述点胶过程中点胶组件距离芯片表面较近，点胶组件移动过程中很容易碰到芯片，在力的作用下会造成芯片表面破损，进而降低芯片的良率。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种散热片贴装芯片的方法及系统，能够在贴装散热片时降低对芯片表面的损伤。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种散热片贴装芯片的方法，所述方法包括：将散热片放置于第一载台上，其中，所述散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，所述散热片的所述第一表面朝向所述第一载台；在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶；将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接，其中，所述芯片倒装于第一基板上。

其中，所述散热片为金属材质，所述将散热片放置于第一载台上，包括：将所述散热片放置于所述第一载台并加热至少第一预设时间，使其达到预设温度。

其中，所述将所述散热片放置于所述第一载台并加热至少第一预设时间包括：加热所述第一载台至少第一预设时间，以使得所述第一载台的温度上升到至少所述预设温度。

其中，所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接包括：将所述芯片的非功能面朝下，并靠近所述散热片设有所述导热胶的一侧，直至所述芯片的所述非功能面接触所述导热胶。

其中，所述在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶包括：在所述散热片的所述第二表面涂覆多段所述导热胶，且多段所述导热胶占据的区域面积不超过所述芯片的所述非功能面的面积。

其中，所述散热片包括与所述第一载台接触的本体、以及自所述本体的两端向远离所述第一载台方向延伸的台阶；所述在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶，包括：在所述散热片的所述本体、所述台阶对应的所述第二表面区域设置所述导热胶；所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接包括：将所述芯片的非功能面与所述本体的所述导热胶连接，将所述第一基板与所述台阶的所述导热胶连接。

其中，所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接之前，所述方法还包括：提供所述第一基板；提供所述芯片，所述芯片包括功能面和非功能面，所述功能面设置有焊盘和金属凸柱，所述金属凸柱与所述焊盘电连接；将所述金属凸柱与所述第一基板电连接；在所述芯片的功能面与所述第一基板之间填充塑封料，且所述塑封料不覆盖所述芯片的所述非功能面。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种用于散热片贴装芯片的系统，所述系统包括：第一载台，用于承载散热片，所述散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，所述散热片的所述第一表面朝向所述第一载台；点胶组件，用于在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶；转移组件，用于将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接，其中，所述芯片倒装于所述第一基板上。

其中，所述系统还包括：固定组件，用于将所述散热片固定于所述第一载台上；和/或，加热组件，用于加热所述第一载台至少第一预设时间，以使得所述第一载台的温度上升到至少所述预设温度。

其中，所述转移组件还用于吸取所述芯片，并将所述芯片的非功能面朝下，靠近所述散热片设有所述导热胶的一侧，直至所述芯片的所述非功能面接触所述导热胶。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请所提供的散热片贴装芯片的方法包括：将散热片放置于第一载台上，散热片的第一表面朝向第一载台设置；在散热片的第二表面上设置导热胶；将芯片与散热片通过导热胶连接。本申请中点胶组件是在散热片上点导热胶，进而避免了点胶组件对芯片表面的损伤，提高了芯片的良率；且相对于传统的点胶组件在芯片表面进行点导热胶而言，点胶组件移动速度较快，点胶速度提高，提高了设备产能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。其中：

图1为本申请散热片贴装芯片的方法一实施方式的流程示意图；

图2为图1中步骤S101-步骤S103一实施方式的结构示意图；

图3为图2中散热片另一实施方式的结构示意图；

图4为图2中散热片又一实施方式的结构示意图；

图5为图1中步骤S103之前散热片贴装芯片的方法一实施方式的流程示意图；

图6为本申请半导体封装器件一实施方式的结构示意图；

图7为本申请半导体封装器件另一实施方式的结构示意图；

图8为本申请半导体封装器件又一实施方式的结构示意图；

图9为本申请用于散热片贴装芯片的系统一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本申请散热片贴装芯片的方法一实施方式的流程示意图，图2为图1中步骤S101-步骤S103一实施方式的结构示意图，该方法包括：

S101：将散热片10放置于第一载台12上，其中，散热片10包括相背设置的第一表面100和第二表面102，散热片10的第一表面100朝向第一载台12。

具体地，在一个实施方式中，请参阅图2a，散热片10的材质可以为金属，例如，铝合金、黄铜、青铜等，散热片10的结构可以为多种，例如，如图2a中所示，散热片10包括与第一载台12接触的本体104、以及自本体104的两端向远离第一载台12方向延伸的台阶106；台阶106的个数可以为多个，例如，一个、两个、三个等。又例如，如图3所示，图3为图2中散热片另一实施方式的结构示意图，散热片10a为片状或者板状。又例如，如图4所示，图4为图2中散热片又一实施方式的结构示意图，散热片10b包括与第一载台12接触的本体104b、以及自本体104b向远离第一载台12方向垂直延伸的延伸部106b。

在又一个实施方式中，为使得后期点胶组件所点的导热胶在散热片10上铺展良好，上述步骤S101具体包括：将散热片10放置于第一载台12并加热至少第一预设时间，使其达到预设温度。预设温度可以根据后期选择的导热胶决定，一般预设温度为50℃左右。在本实施例中，散热片10的材质为金属，金属具有良好的传热性能，因此可以在3-5分钟内达到预设温度。而传统的点胶方式中，是通过加热与芯片倒装连接的第一基板，第一基板的材质一般为硅等，其导热性能较差，所需预热时间较长。因此，采用本申请所提供的方法还可以降低预热时间，从而节省了生产时间，提高了设备利用率。

在一个应用场景中，第一载台12表面或者内部设置有电阻丝等发热元件，其在电流的作用下可以产生热量，进而达到加热散热片10的目的；在此场景下，上述将散热片10放置于第一载台12并加热至少第一预设时间包括：加热第一载台12至少第一预设时间，以使得第一载台12的温度上升到至少预设温度。当然，在其他应用场景中，还可通过加热散热片10所处的环境温度达到加热散热片10的目的。

S102：在散热片10的第二表面102上设置导热胶13。

具体地，如图2b所示，导热胶13可以为室温固化型或者加热固化型，可根据实际需求进行选择。在本实施例中，可以利用点胶组件14在散热片10的第二表面102上设置导热胶13。点胶组件14包括：驱动件(图未示)、移动件140和胶管142。其中，驱动件可以是电机等动力源；移动件140与驱动件耦接，用于在驱动件的作用下移动位置，移动方式可以为水平移动或者上下移动；胶管142包括管体1420和与管体1420连接的胶头1422，管体1420用于承载导热胶，管体1420内的导热胶经胶头1422流出掉落至散热片10的第二表面102。

在一个实施方式中，当散热片10的结构如图2b中所示时，上述步骤S102具体包括：在散热片10的本体104、台阶106对应的第二表面102区域设置导热胶13。当台阶106的个数不止一个时，可以在台阶106的最远端的台阶面设置导热胶13。散热片10的本体104上设置的导热胶13所占据的区域面积不超过芯片的非功能面的面积，以使得后期散热片10的本体104与芯片通过导热胶固定连接；散热片10的台阶106上设置的导热胶13用于与第一基板固定连接，第一基板为芯片倒装的基板。

在又一个实施方式中，当散热片10a的结构如图3中所示时，上述步骤S102具体包括：在散热片10a的第二表面102a涂覆多段导热胶13，且多段导热胶13占据的区域面积不超过芯片的非功能面的面积，该设置方式是为了保证芯片能够与散热片10a通过导热胶13固定连接。需要说明的是，上述多段导热胶13占据的区域面积为多段导热胶13所围设的区域的面积。

在另一个实施方式中，当散热片10b的结构如图4中所示时，上述步骤S102具体包括：在散热片10b的本体104b对应的第二表面102b、以及延伸部106b的最远端表面涂覆导热胶13。散热片10b的本体104b上设置的导热胶13所占据的区域面积不超过芯片的非功能面的面积，以使得后期散热片10b的本体104b与芯片通过导热胶固定连接；散热片10b的延伸部106b上设置的导热胶13用于与第一基板固定连接，第一基板为芯片倒装的基板。

S103：将芯片16与散热片10通过导热胶13连接，其中，芯片16倒装于第一基板18上。

具体地，在一个实施方式中，请参阅图5，图5为图1中步骤S103之前散热片贴装芯片的方法一实施方式的流程示意图，在上述步骤S103之前，本申请所提供的方法还包括：

S201：提供第一基板18；在本实施例中，第一基板18的相对两面可预先形成导电互联的金属图案。

S202：提供芯片16，芯片16包括功能面160和非功能面162，功能面160设置有焊盘(图未示)和金属凸柱164，金属凸柱164与焊盘电连接；在本实施例中，金属凸柱164可以利用电镀的方式形成，金属凸柱164的材质可以为铜、镍等。

S203：将金属凸柱164与第一基板18电连接；在本实施例中，可以采用焊接的方式使金属凸柱164与第一基板18上对应位置电连接。

S204：在芯片16的功能面160与第一基板18之间填充塑封料11，且塑封料11不覆盖芯片16的非功能面162。在本实施例中，塑封料11的材质可以为环氧树脂等。

在另一个实施方式中，上述步骤S103具体包括：将芯片16的非功能面162朝下，并靠近散热片10设有导热胶13的一侧，直至芯片16的非功能面162接触导热胶13。即在本实施例中，散热片10的位置仍固定于第一载台12上，将芯片16倒贴至设置有导热胶13的散热片10上。

在一个应用场景中，当散热片10的结构如图2c中所示时，上述步骤中S103具体包括：将芯片16的非功能面162与散热片10的本体104的导热胶13连接，将第一基板18与台阶106的导热胶13连接。

在另一个应用场景中，当散热片10a的结构如图3中所示时，上述步骤S103具体包括：将芯片16的非功能面162与散热片10a的导热胶13连接。

在又一个应用场景中，当散热片10b的结构如图4中所示时，上述步骤S103具体包括：将芯片16的非功能面162与散热片10b的本体104b上的导热胶13连接，将第一基板18与延伸部106b远端的端面上的导热胶13连接。

在其他实施方式中，当本申请采用的导热胶13为加热固化型时，在上述步骤S103之后，本申请所提供的方法还包括：将步骤S103形成的整体进行烘烤，以使得导热胶13固化。一般而言，烘烤的温度可以高于100℃。

请参阅图6-图8，图6为本申请半导体封装器件一实施方式的结构示意图，图7为本申请半导体封装器件另一实施方式的结构示意图，图8为本申请半导体封装器件又一实施方式的结构示意图。本申请所提供的半导体封装器件包括：

第一基板18，第一基板18的材质可以为硅、锗等；第一基板18的两面可预先设置有导电互联的金属图案；

芯片16，包括功能面160和非功能面162，功能面160设置有焊盘(图未示)和与焊盘电连接的金属凸柱164；该金属凸柱164与第一基板18上的金属图案电连接；

散热片10，包括相背设置的第一表面100和第二表面102，第二表面102与芯片16的非功能面162通过导热胶13固定连接；在本实施例中，散热片10与芯片16的非功能面162通过导热胶13固定连接的方式可参见上述任一实施例，在此不再赘述。

在一个实施方式中，请参阅图6，散热片10包括与芯片16的非功能面162靠近的本体104、以及自本体104的两端向靠近第一基板18方向延伸的台阶106，散热片10的本体104、台阶106对应第二表面102的区域设置有导热胶13；在本实施例中，本体104的面积大于等于芯片16的非功能面162的面积，导热胶13围设的区域面积大于等于芯片16的非功能面162的面积，以使得芯片16的非功能面162能与本体104通过导热胶13固定连接；另外，在本实施例中，可以在台阶106最靠近第一基板18一侧设置导热胶13，第一基板18与台阶106通过导热胶13固定连接，第一基板18和芯片16产生的热量经散热片10散出。

在又一个实施方式中，请参阅图7，散热片10a的结构不同于上述图6中，在本实施例中，散热片10a的结构为片状或者板状，散热片10a的面积大于等于芯片16的非功能面162的面积，导热胶13围设的区域面积大于等于芯片16的非功能面162的面积，以使得芯片16的非功能面162能与散热片10a通过导热胶13固定连接。

在又一个实施方式中，请参阅图8，散热片10b的结构不同于上述图6中，在本实施例中，散热片10b包括与芯片16的非功能面162靠近的本体104b、以及自本体104b向靠近第一基板18方向垂直延伸的延伸部106b。散热片10b的本体104b对应第二表面102的区域、以及延伸部106b靠近第一基板18的表面设置有导热胶13，第一基板18和芯片16产生的热量经散热片10b散出。

在又一个实施方式中，请再次参阅图6-图8，本申请所提供的器件还包括塑封料11，位于芯片16的功能面160与第一基板18之间，用于保护芯片16。

请参阅图9，图9为本申请用于散热片贴装芯片的系统一实施方式的结构示意图，该系统包括：

第一载台12，用于承载散热片，散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，散热片的第一表面朝向第一载台12。

点胶组件14，用于在散热片的第二表面上设置导热胶；在本实施例中，点胶组件14包括：驱动件(图未示)、移动件140和胶管142。其中，驱动件可以是电机等动力源；移动件140与驱动件耦接，用于在驱动件的作用下移动位置；胶管142包括管体1420和与管体1420连接的胶头1422，管体1420用于承载导热胶，管体1420内的导热胶经胶头1422流出掉落至散热片的第二表面。

转移组件15，用于将芯片与散热片通过导热胶连接，其中，芯片倒装于第一基板上。转移组件15可以包括吸嘴150、以及驱动吸嘴150移动的动力源。此外，在本实施例中，转移组件15还用于吸取芯片，并将芯片的非功能面朝下，靠近散热片设有导热胶的一侧，直至芯片的非功能面接触导热胶。

在另一个实施方式中，本申请所提供的系统还包括：固定组件(图未示)，用于将散热片固定于第一载台12上，以避免散热片在点胶组件14点胶过程中、以及转移组件15将芯片与散热片通过导热胶连接过程中位置发生偏移。

在又一个实施方式中，本申请所提供的系统还包括：加热组件，用于加热第一载台12至少第一预设时间，以使得第一载台12的温度上升到至少预设温度。加热组件可以包括电源以及发热元件(例如，电阻丝等)，发热元件可以位于第一载台12内部或者表面。

下面以一个详细的实施例对本申请所提供的散热片贴装芯片的方法做进一步说明。

A、提供第一基板和芯片，第一基板两面预先设置有导电互联的金属图案，芯片的功能面上对应焊盘的位置预先电镀有金属凸柱；

B、将芯片倒装于第一基板上，即将芯片的金属凸柱与第一基板电连接；

C、水洗，以去除芯片、第一基板表面的杂质、污染物等；

D、对芯片、第一基板进行烘烤，以烘干水分；

E、对芯片、第一基板进一步进行等离子清洗；

F、在芯片的功能面与第一基板之间填充塑封料，塑封料可以是环氧树脂；

G、对上述整体进行烘烤，以使得塑封料固化；

H、将散热片放置于第一载台上，散热片包括相对设置的第一表面和第二表面，散热片的第一表面靠近第一载台；

I、对散热片进行预热；

J、利用点胶组件在散热片的第二表面上设置导热胶；

K、利用转移组件将芯片与第一基板整体倒贴于散热片的第二表面上，芯片的非功能面与导热胶接触；

L、对上述整体进行烘烤，以使得导热胶固化；

M、在第一基板的另一表面进行植球；

N、对上述整体进行外观和电性能检查，若检查无误，则进行包装。

总而言之，区别于现有技术的情况，本申请所提供的散热片贴装芯片的方法包括：将散热片放置于第一载台上，散热片的第一表面朝向第一载台设置；在散热片的第二表面上设置导热胶；将芯片与散热片通过导热胶连接。本申请中点胶组件是在散热片上点导热胶，进而避免了点胶组件对芯片表面的损伤，提高了芯片的良率；且相对于传统的点胶组件在芯片表面进行点导热胶而言，点胶组件移动速度较快，点胶速度提高，提高了设备产能。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热片贴装芯片的方法，其特征在于，所述方法包括：

将散热片放置于第一载台上，其中，所述散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，所述散热片的所述第一表面朝向所述第一载台；

在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶；

将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接，其中，所述芯片倒装于第一基板上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述散热片为金属材质，所述将散热片放置于第一载台上，包括：

将所述散热片放置于所述第一载台并加热至少第一预设时间，使其达到预设温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述散热片放置于所述第一载台并加热至少第一预设时间包括：

加热所述第一载台至少第一预设时间，以使得所述第一载台的温度上升到至少所述预设温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接包括：

将所述芯片的非功能面朝下，并靠近所述散热片设有所述导热胶的一侧，直至所述芯片的所述非功能面接触所述导热胶。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶包括：在所述散热片的所述第二表面涂覆多段所述导热胶，且多段所述导热胶占据的区域面积不超过所述芯片的所述非功能面的面积。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述散热片包括与所述第一载台接触的本体、以及自所述本体的两端向远离所述第一载台方向延伸的台阶；

所述在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶，包括：在所述散热片的所述本体、所述台阶对应的所述第二表面区域设置所述导热胶；

所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接包括：将所述芯片的非功能面与所述本体的所述导热胶连接，将所述第一基板与所述台阶的所述导热胶连接。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接之前，所述方法还包括：

提供所述第一基板；

提供所述芯片，所述芯片包括功能面和非功能面，所述功能面设置有焊盘和金属凸柱，所述金属凸柱与所述焊盘电连接；

将所述金属凸柱与所述第一基板电连接；

在所述芯片的所述功能面与所述第一基板之间填充塑封料，且所述塑封料不覆盖所述芯片的所述非功能面。

8.一种用于散热片贴装芯片的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一载台，用于承载散热片，所述散热片包括相背设置的第一表面和第二表面，所述散热片的所述第一表面朝向所述第一载台；

点胶组件，用于在所述散热片的所述第二表面上设置导热胶；

转移组件，用于将芯片与所述散热片通过所述导热胶连接，其中，所述芯片倒装于所述第一基板上。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

固定组件，用于将所述散热片固定于所述第一载台上；和/或，

加热组件，用于加热所述第一载台至少第一预设时间，以使得所述第一载台的温度上升到至少所述预设温度。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述转移组件还用于吸取所述芯片，并将所述芯片的非功能面朝下，靠近所述散热片设有所述导热胶的一侧，直至所述芯片的所述非功能面接触所述导热胶。