CN111785698B - 一种集成电路封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成电路封装工艺，属于集成电路制备技术领域，通过在芯片基板上设置散热体，利用封装注塑外壳进行封装成型，所形成的树脂封装体包覆于芯片基板、芯片以及散热体上，树脂封装体与封装绝缘片的配合对芯片基板和芯片起到保护绝缘作用，使得芯片不受外界环境影响，封装在树脂封装体内部的散热体的顶端裸露在树脂封装体的外端部，当芯片基板和芯片工作产热后，利用封装分布于树脂封装体内的散热体大范围将热量收集并向树脂封装体外部进行导出，有效提高该电路封装体的散热效果，同时嵌设于树脂封装体内部的散热体还有效提高了树脂封装体的封装强度，在一定程度上起到封装加固作用。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制备技术领域，更具体地说，涉及一种集成电路封装工艺。
背景技术
集成电路的封装是将芯片包裹在电路板上，以避免芯片与外界接触，防止外界对芯片的损害的一种工艺技术。空气中的杂质和不良气体，乃至水蒸气都会腐蚀芯片上的精密电路，进而造成电学性能下降。
集成电路的封装经过插入式、表面安装式的变革以后，一种新的封装结构—直接粘结式已经经过研制、试用达到了具有商品化的价值，并且取得了更大的发展。直接粘结式封装其所以能够迅速发展，最重要的因素是它能适用于多引线、小间距、低成本的大规模自动化或半自动化生产，并且简化了封装结构和组装工艺。
所谓直接粘结式封装就是将集成电路芯片直接粘结在印制线路板或覆有金属引线的塑料薄膜的条带上，通过倒装压焊等组装工艺，然后用有机树脂点滴形加以覆盖。
现有技术中，在利用树脂进行封装覆盖后形成密封的封装体，封装体在一定程度上对芯片以及电路起到保护作用，但另一方面由于其为密封状态，影响芯片工作的散热性，而当热量达到一定限度的时候便会影响芯片的正常工作。
为此，我们提出一种集成电路封装工艺来有效解决现有技术中所存在的问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成电路封装工艺，通过在芯片基板上设置散热体，利用封装注塑外壳进行封装成型，所形成的树脂封装体包覆于芯片基板、芯片以及散热体上，树脂封装体与封装绝缘片的配合对芯片基板和芯片起到保护绝缘作用，使得芯片不受外界环境影响，封装在树脂封装体内部的散热体的顶端裸露在树脂封装体的外端部，当芯片基板和芯片工作产热后，利用封装分布于树脂封装体内的散热体大范围将热量收集并向树脂封装体外部进行导出，有效提高该电路封装体的散热效果，同时嵌设于树脂封装体内部的散热体还有效提高了树脂封装体的封装强度，在一定程度上起到封装加固作用。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种集成电路封装工艺，具体操作步骤如下：
S1、准备芯片基板、芯片、导线、以及封装注塑外壳，将芯片焊接于芯片基板的特定位置，芯片与芯片基板之间利用导线进行连接，且金属信号引脚焊接于芯片基板上；
S2、在芯片基板的底端部以及其四周侧壁上包覆一层封装绝缘片，并在芯片基板的上端部两侧均嵌设安装上散热体，两组散热体分布于芯片的两侧，且两组散热体分别与芯片的两侧壁相衔接；
S3、将带有注塑口的封装注塑外壳套设于芯片基板上，封装注塑外壳底端部的内侧壁与封装绝缘片的外侧壁相密封贴合，与芯片基板相连接的金属信号引脚裸露于封装注塑外壳的两侧，且散热体的顶端部裸露于封装注塑外壳的顶端，利用外接抽风机将封装注塑外壳内部进行抽真空处理，利用注塑口将封装树脂注入封装注塑外壳内，封装树脂完全包覆芯片基板、芯片以及散热体形成树脂封装体；
S4、向上拆除封装注塑外壳，散热体的顶端部封装于树脂封装体的外端，完成该集成电路的封装。
进一步的，所述散热体包括嵌设焊接于芯片基板上的一对硅脂片，一对所述硅脂片的顶端均固定连接有多个主纤维导热管，多个所述主纤维导热管的顶端固定连接有散热片。
进一步的，一对硅脂片的内端固定连接有导热板，所述导热板的内端贴附于芯片的外侧壁上，所述导热板内侧填充有导热硅胶树脂，有效将芯片基板和芯片所产生的热量通过相互配合连接的散热结构向外导出。
进一步的，多个所述主纤维导热管的内端侧壁上均固定连接有辅纤维导热管，多个所述辅纤维导热管均倾斜向下固定连接于芯片基板的上端部，辅纤维导热管的设置一方面有效提高了该散热体于芯片基板上端的稳固性，另一方面配合辅纤维导热管，进一步有效提高了散热的均匀性，实现将树脂封装体内的热量充分向外扩散。
进一步的，多个所述辅纤维导热管与主纤维导热管的内端均包覆有多束碳纤维丝，且辅纤维导热管与主纤维导热管的外侧壁上均设有纤维倒刺，碳纤维丝具有很强的导热性，而所带有的纤维倒刺，有利于树脂封装体与散热体结合地更稳定。
进一步的，所述封装注塑外壳的顶端部开设有与多个散热片位置对应的条形嵌设口，所述条形嵌设口处紧密嵌设安装有与散热片顶端部密封衔接的导热密封套，所述导热密封套的底端贯穿封装注塑外壳的顶端部并延伸向下，在封装完成后，向上拆除封装注塑外壳后，导热密封套嵌设于树脂封装体顶端部，并包覆于散热片外端，对散热片起到一定的保护作用。
进一步的，所述封装注塑外壳的下端两侧均嵌设安装有与金属信号引脚位置对应的绝缘引脚套，所述绝缘引脚套的内端涂覆有绝缘层，绝缘引脚套向外延伸并包覆于金属信号引脚上，对金属信号引脚与芯片基板相衔接处起到很好的绝缘效果。
进一步的，所述封装注塑外壳的内端侧壁上涂覆有脱模剂层，多个所述绝缘引脚套以及导热密封套均与封装注塑外壳内壁可拆卸嵌设安装。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过在芯片基板上设置散热体，利用封装注塑外壳进行封装成型，所形成的树脂封装体包覆于芯片基板、芯片以及散热体上，树脂封装体与封装绝缘片的配合对芯片基板和芯片起到保护作用，封装在树脂封装体内部的散热体的顶端裸露在树脂封装体的外端部，当芯片基板和芯片工作产热后，利用嵌设分布于树脂封装体内的散热体大范围将热量向树脂封装体外部进行导出，有效提高该电路封装体的散热，同时嵌设于树脂封装体内部的散热体还有效提高了树脂封装体的封装强度，在一定程度上起到封装加固作用。
（2）散热体包括嵌设焊接于芯片基板上的一对硅脂片，一对硅脂片的顶端均固定连接有多个主纤维导热管，多个主纤维导热管的顶端固定连接有散热片，一对硅脂片的内端固定连接有导热板，导热板的内端贴附于芯片的外侧壁上，导热板内侧填充有导热硅胶树脂，有效将芯片基板和芯片所产生的热量大范围收集并通过相互配合连接的散热结构向外导出。
（3）多个主纤维导热管的内端侧壁上均固定连接有辅纤维导热管，多个辅纤维导热管均倾斜向下固定连接于芯片基板的上端部，辅纤维导热管的设置一方面有效提高了该散热体于芯片基板上端的稳固性，另一方面配合辅纤维导热管，进一步有效提高了散热的均匀性，实现将树脂封装体内的热量充分向外扩散。
（4）多个辅纤维导热管与主纤维导热管的内端均包覆有多束碳纤维丝，且辅纤维导热管与主纤维导热管的外侧壁上均设有纤维倒刺，碳纤维丝具有很强的导热性，而所带有的纤维倒刺，有利于树脂封装体与散热体结合地更稳定。
（5）封装注塑外壳的顶端部开设有与多个散热片位置对应的条形嵌设口，条形嵌设口处紧密嵌设安装有与散热片顶端部密封衔接的导热密封套，导热密封套的底端贯穿封装注塑外壳的顶端部并延伸向下，在封装完成后，向上拆除封装注塑外壳后，导热密封套嵌设于树脂封装体顶端部，并包覆于散热片外端，对散热片起到一定的保护作用。
（6）封装注塑外壳的下端两侧均嵌设安装有与金属信号引脚位置对应的绝缘引脚套，绝缘引脚套的内端涂覆有绝缘层，绝缘引脚套向外延伸并包覆于金属信号引脚上，对金属信号引脚与芯片基板相衔接处起到很好的绝缘效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明封装工作时的立体图；
图3为本发明封装完成后的立体图；
图4为本发明的芯片基板与散热体结合处的立体图；
图5为本发明的封装注塑外壳处的立体图；
图6为本发明的主纤维导热管与碳纤维丝结合处的剖视图。
图中标号说明：
1芯片基板、2芯片、3导线、4金属信号引脚、5封装注塑外壳、501注塑口、6绝缘引脚套、7导热密封套、8封装绝缘片、9导热板、10硅脂片、11主纤维导热管、12散热片、13辅纤维导热管、14树脂封装体、15抽风机、16碳纤维丝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明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发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-4，一种集成电路封装工艺，具体操作步骤如下：
S1、准备芯片基板1、芯片2、导线3、以及封装注塑外壳5，将芯片2焊接于芯片基板1的特定位置，芯片2与芯片基板1之间利用导线3进行连接，且金属信号引脚4焊接于芯片基板1上；
S2、在芯片基板1的底端部以及其四周侧壁上包覆一层封装绝缘片8，并在芯片基板1的上端部两侧均嵌设安装上散热体，两组散热体分布于芯片2的两侧，且两组散热体分别与芯片2的两侧壁相衔接；
S3、将带有注塑口501的封装注塑外壳5套设于芯片基板1上，封装注塑外壳5底端部的内侧壁与封装绝缘片8的外侧壁相密封贴合，与芯片基板1相连接的金属信号引脚4裸露于封装注塑外壳5的两侧，且散热体的顶端部裸露于封装注塑外壳5的顶端，利用外接抽风机15将封装注塑外壳5内部进行抽真空处理，利用注塑口501将封装树脂注入封装注塑外壳5内，封装树脂完全包覆芯片基板1、芯片2以及散热体形成树脂封装体14；
S4、向上拆除封装注塑外壳5，散热体的顶端部封装于树脂封装体14的外端，完成该集成电路的封装。
请参阅图4，具体的，散热体包括嵌设焊接于芯片基板1上的一对硅脂片10，一对硅脂片10的顶端均固定连接有多个主纤维导热管11，多个主纤维导热管11的顶端固定连接有散热片12，一对硅脂片10的内端固定连接有导热板9，导热板9的内端贴附于芯片2的外侧壁上，导热板9内侧填充有导热硅胶树脂，有效将芯片基板1和芯片2所产生的热量通过相互配合连接的散热结构向外导出。
此外，多个主纤维导热管11的内端侧壁上均固定连接有辅纤维导热管13，多个辅纤维导热管13均倾斜向下固定连接于芯片基板1的上端部，辅纤维导热管13的设置一方面有效提高了该散热体于芯片基板1上端的稳固性，另一方面配合辅纤维导热管13，进一步有效提高了散热的均匀性，实现将树脂封装体14内的热量充分向外扩散。
请参阅图6，多个辅纤维导热管13与主纤维导热管11的内端均包覆有多束碳纤维丝16，且辅纤维导热管13与主纤维导热管11的外侧壁上均设有纤维倒刺，碳纤维丝16具有很强的导热性，而所带有的纤维倒刺，有利于树脂封装体14与散热体结合地更稳定。
请参阅2-5，封装注塑外壳5的顶端部开设有与多个散热片12位置对应的条形嵌设口，条形嵌设口处紧密嵌设安装有与散热片12顶端部密封衔接的导热密封套7，导热密封套7的底端贯穿封装注塑外壳5的顶端部并延伸向下，在封装完成后，向上拆除封装注塑外壳5后，导热密封套7嵌设于树脂封装体14顶端部，并包覆于散热片12外端，对散热片12起到一定的保护作用。
封装注塑外壳5的下端两侧均嵌设安装有与金属信号引脚4位置对应的绝缘引脚套6，绝缘引脚套6的内端涂覆有绝缘层，绝缘引脚套6向外延伸并包覆于金属信号引脚4上，对金属信号引脚4与芯片基板1相衔接处起到很好的绝缘效果，绝缘引脚套6底端与封装注塑外壳5底端相连通，以实现向上拆除封装注塑外壳5时能够将绝缘引脚套6存留于树脂封装体14上，且封装注塑外壳5的内端侧壁上涂覆有脱模剂层，多个绝缘引脚套6以及导热密封套7均与封装注塑外壳5内壁可拆卸嵌设安装。
本发明通过在芯片基板1上设置散热体，利用封装注塑外壳5进行封装成型，所形成的树脂封装体14包覆于芯片基板1、芯片2以及散热体上，树脂封装体14与封装绝缘片8的配合对芯片基板1和芯片2起到保护作用，封装在树脂封装体14内部的散热体的顶端裸露在树脂封装体14的外端部，当芯片基板1和芯片2工作产热后，利用嵌设分布于树脂封装体14内的散热体将热量向树脂封装体14外部进行导出，有效提高该电路封装体的散热，同时嵌设于树脂封装体14内部的散热体还有效提高了树脂封装体14的封装强度，在一定程度上起到封装加固作用。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种集成电路封装工艺，其特征在于：具体操作步骤如下：
S1、准备芯片基板（1）、芯片（2）、导线（3）、以及封装注塑外壳（5），将芯片（2）焊接于芯片基板（1）的特定位置，芯片（2）与芯片基板（1）之间利用导线（3）进行连接，且金属信号引脚（4）焊接于芯片基板（1）上；
S2、在芯片基板（1）的底端部以及其四周侧壁上包覆一层封装绝缘片（8），并在芯片基板（1）的上端部两侧均嵌设安装上散热体，两组散热体分布于芯片（2）的两侧，且两组散热体分别与芯片（2）的两侧壁相衔接；
S3、将带有注塑口（501）的封装注塑外壳（5）套设于芯片基板（1）上，封装注塑外壳（5）底端部的内侧壁与封装绝缘片（8）的外侧壁相密封贴合，与芯片基板（1）相连接的金属信号引脚（4）裸露于封装注塑外壳（5）的两侧，且散热体的顶端部裸露于封装注塑外壳（5）的顶端，利用外接抽风机（15）将封装注塑外壳（5）内部进行抽真空处理，利用注塑口（501）将封装树脂注入封装注塑外壳（5）内，封装树脂完全包覆芯片基板（1）、芯片（2）以及散热体形成树脂封装体（14）；
S4、向上拆除封装注塑外壳（5），散热体的顶端部封装于树脂封装体（14）的外端，完成该集成电路的封装；
所述散热体包括嵌设焊接于芯片基板（1）上的一对硅脂片（10），一对所述硅脂片（10）的顶端均固定连接有多个主纤维导热管（11），多个所述主纤维导热管（11）的顶端固定连接有散热片（12），多个所述主纤维导热管（11）的内端侧壁上均固定连接有辅纤维导热管（13），多个所述辅纤维导热管（13）均倾斜向下固定连接于芯片基板（1）的上端部，多个所述辅纤维导热管（13）与主纤维导热管（11）的内端均包覆有多束碳纤维丝（16），且辅纤维导热管（13）与主纤维导热管（11）的外侧壁上均设有纤维倒刺。
2.根据权利要求1所述的一种集成电路封装工艺，其特征在于：一对硅脂片（10）的内端固定连接有导热板（9），所述导热板（9）的内端贴附于芯片（2）的外侧壁上，所述导热板（9）内侧填充有导热硅胶树脂。
3.根据权利要求2所述的一种集成电路封装工艺，其特征在于：所述封装注塑外壳（5）的顶端部开设有与多个散热片（12）位置对应的条形嵌设口，所述条形嵌设口处紧密嵌设安装有与散热片（12）顶端部密封衔接的导热密封套（7），所述导热密封套（7）的底端贯穿封装注塑外壳（5）的顶端部并延伸向下。
4.根据权利要求3所述的一种集成电路封装工艺，其特征在于：所述封装注塑外壳（5）的下端两侧均嵌设安装有与金属信号引脚（4）位置对应的绝缘引脚套（6），所述绝缘引脚套（6）的内端涂覆有绝缘层。
5.根据权利要求4所述的一种集成电路封装工艺，其特征在于：所述封装注塑外壳（5）的内端侧壁上涂覆有脱模剂层，多个所述绝缘引脚套（6）以及导热密封套（7）均与封装注塑外壳（5）内壁可拆卸嵌设安装。
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