CN111128980A - 一种三维立体封装内部器件的散热处理方法 - Google Patents

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颜军
王烈洋
占连样
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Abstract

本发明涉及一种三维立体封装内部器件的散热处理方法，包括以下步骤：S1、焊接基片至基板顶部，进而在基板顶部垂直叠装待叠装材料，形成待封装模块；S2、布置隔离板至所述待封装模块顶部，通过环氧树脂灌封压膜成型，再烘干固化，形成PGA封装模块；S3、使用树脂切割机切割所述PGA封装模块，待切割成型后取出所述隔离板，将大功率器件的顶部裸露于空气中；S4、固定散热器至所述大功率器件顶部；S5、将所述PGA封装模块表面进行金属化处理及连线雕刻。本发明可以有效解决PGA封装模块中大功率器件的散热问题，降低工作温度，保证其工作的可靠性。

Description

一种三维立体封装内部器件的散热处理方法
技术领域
本发明涉及芯片封装领域，特别涉及一种三维立体封装内部器件的散热处理方法。
背景技术
近些年，伴随着集成电路技术的发展、流程工艺水平的提高，导致三维立体封装的密度越来越高、规模越来越大。然而很多客户对小体积多功能的高性能系统级模块提出了迫切需求，高性能系统级模块往往工作频率高、工作温度跨度大且同时具有很高的功耗，它一般由不同类型的芯片堆叠而成，内部器件包括CPU、FPGA、DSP、电源芯片、DDR SDRAM、FLASH等。封装了如此多的芯片带来最直接的弊端就是散热。
现有技术经叠层板电装、叠层板堆叠、内部树脂灌封成型、切割成型、表面金属化处理等工艺形成密封模块，而为了保证密封模块内的温度，往往将大功率器件布置在模块的顶层或底层，同时通过定制模具让大功率器件直接裸露在外围，后期再通过外部媒介实现模块散热，这种做法不仅散热效果无法得到保证，而且每次都需要定制专用的模具，生产成本也较高。
发明内容
为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种三维立体封装内部器件的散热处理方法，可以有效解决分装模块内部的大功率器件散热问题。
本发明解决其问题所采用的技术方案第一方面是：一种三维立体封装内部器件的散热处理方法，包括以下步骤：
S1、焊接基片至基板顶部，进而在基板顶部垂直叠装待叠装材料，形成待封装模块；
S2、布置隔离板至所述待封装模块顶部，通过环氧树脂灌封压膜成型，再烘干固化，形成PGA封装模块；
S3、使用树脂切割机切割所述PGA封装模块，待切割成型后取出所述隔离板，将大功率器件的顶部裸露于空气中；
S4、固定散热器至所述大功率器件顶部；
S5、将所述PGA封装模块表面进行金属化处理及连线雕刻。
有益效果：可以有效解决PGA封装模块中大功率器件的散热问题，降低工作温度，保证其工作的可靠性。
根据本发明第一方面所述的，所述待叠装材料包括引线框架、垫高板、底板、阻容器件、IC、晶振、大功率器件。
根据本发明第一方面所述的，所述步骤S1中所述大功率器件布置于所述待叠装材料的顶部。
根据本发明第一方面所述的，所述隔离板是特定形状的铝材。
根据本发明第一方面所述的，所述散热器通过导热硅胶粘合的方式固定在所述大功率器件的顶部。
根据本发明第一方面所述的，所述散热器材质包括铝型材、铜型材。
根据本发明第一方面所述的，所述散热器材质设置为纯铜型材。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的方法流程示意图；
图2是根据本发明具体实施例A的示意图；
图3是根据本发明具体实施例B的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
为便于对本发明的理解，特对以下名词进行解释：三维立体封装：具体指在三维立体空间内实现对单个封装体堆叠多个芯片的封装技术。
接下来结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明；
参照图1所示为根据本发明优选实施例的方法流程示意图，包括以下步骤：
S1、焊接基片至基板顶部，进而在基板顶部垂直叠装待叠装材料，形成待封装模块；此处所提及的待叠装材料包括但不限于引线框架、垫高板、底板、阻容器件、IC、晶振、大功率器件，根据实际应用场景可以对待叠装材料的数量及类型进行增减；需要重点说明的是，为实现更好的散热效果，大功率器件必须布置于所有待叠装材料的顶部，以便后期与散热器或空气直接接触。
S2、布置隔离板至所述待封装模块顶部，通过环氧树脂灌封压膜成型，再烘干固化，形成PGA封装模块；此处所提及的隔离板为经定制过的具有特定形状的铝材，其形状根据每次封装需求会存在相应的变化。
S3、使用树脂切割机切割所述PGA封装模块，待切割成型后取出所述隔离板，将大功率器件的顶部裸露于空气中；
S4、固定散热器至所述大功率器件顶部；此处所提及的散热器是通过导热硅胶粘合的方式固定在大功率器件的顶部，散热器的材质包括但不限于铝型材、铜型材，最优的解决方案为纯铜型材，在实际应用中，散热效果最好。
S5、将所述PGA封装模块表面进行金属化处理及连线雕刻。
参照图2所示为根据本发明具体实施例A的示意图，实施例A展示的是一种封装模块的示意图，其主要由器件、基板、灌封树脂、PGA针脚、树脂隔离板组成；其中树脂隔离板即前文中所提及的隔离板，器件包括大功率器件、晶振、IC、阻容器件等；图中展示的为五层的封装模块，分别为底板、SRAM层、NOR FLASH层、1553芯片层以及SOC芯片层；底板用于安装PGA针脚；SRAM层上堆叠有阻容器件、IC等器件；NOR FLASH层上堆叠有IC；1553芯片层上堆叠有晶振、IC、阻容器件等；SOC芯片层上布置有大功率器件；在大功率器件顶部提前安装有树脂隔离板；封装模块两侧灌装树脂进行密封。
参照图3所示为根据本发明具体实施例B的示意图，实施例B是基于实施例A，展示了当模块封装完成后去掉树脂隔离板后的模块示意图。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (7)

1.一种三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、焊接基片至基板顶部，进而在基板顶部垂直叠装待叠装材料，形成待封装模块；
S2、布置隔离板至所述待封装模块顶部，通过环氧树脂灌封压膜成型，再烘干固化，形成PGA封装模块；
S3、使用树脂切割机切割所述PGA封装模块，待切割成型后取出所述隔离板，将大功率器件的顶部裸露于空气中；
S4、固定散热器至所述大功率器件顶部；
S5、将所述PGA封装模块表面进行金属化处理及连线雕刻。
2.根据权利要求1所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述待叠装材料包括引线框架、垫高板、底板、阻容器件、IC、晶振、大功率器件。
3.根据权利要求1所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述步骤S1中所述大功率器件布置于所述待叠装材料的顶部。
4.根据权利要求1所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述隔离板是特定形状的铝材。
5.根据权利要求1所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述散热器通过导热硅胶粘合的方式固定在所述大功率器件的顶部。
6.根据权利要求1所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述散热器材质包括铝型材、铜型材。
7.根据权利要求6所述的三维立体封装内部器件的散热处理方法，其特征在于，所述散热器材质设置为纯铜型材。
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