CN113451232A - 一种消孔导热内嵌型集成电路封装体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，属于电路封装技术领域，通过在金属基板上分布多个位于芯片边缘侧的导热弯管，在进行封装后，封装胶包覆于芯片以及多个导热弯管上，且封装胶内掺杂若干磁性颗粒剂，在进行封装时，利用外接磁铁对磁性颗粒剂的磁吸作用，磁性颗粒剂带动封装胶向金属基板一侧运动，既提高了封装胶的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管排出，利于消泡，有效提高封装胶的整平行以及消孔效果，芯片固化后其表面不容易形成针孔，同时，多个导热弯管的设置即对封装胶的强度起到加固作用，又能够利用其导热性将芯片所产生的热量向金属基板外端进行散发，有效提高了封装体的散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及电路封装技术领域，更具体地说，涉及一种消孔导热内嵌型集成电路封装体。
背景技术
电子产业不断缩小电子元件的尺寸，并在电子元件上持续增加功能，使得集成电路的功能及复杂度不断提升。
现有技术中的集成电路封装由基板、芯片和封装胶组成，利用封装胶将芯片密封固定于基板上，再在基板上部线，此结构虽然封装方便快捷，但散热效果较差；此外，在封装过程中，封装胶内容易形成不稳定气泡，且气泡难以消除，这导致封装胶在印刷电路板上流动成型时，有气泡残留，其固化物表面容易形成针孔，以致湿气容易进入内部，腐蚀芯片及导线，且在受热应力时固化物容易开裂。
为此，我们提出一种消孔导热内嵌型集成电路封装体来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
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消孔导热内嵌型集成电路封装体，通过在金属基板上分布多个位于芯片边缘侧的导热弯管，在进行封装后，封装胶包覆于芯片以及多个导热弯管上，且封装胶内掺杂若干磁性颗粒剂，在进行封装时，利用外接磁铁对磁性颗粒剂的磁吸作用，磁性颗粒剂带动封装胶向金属基板一侧运动，既提高了封装胶的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管排出，利于消泡，有效提高封装胶的整平行以及消孔效果，芯片固化后其表面不容易形成针孔，同时，多个导热弯管的设置即对封装胶的强度起到加固作用，又能够利用其导热性将芯片所产生的热量向金属基板外端进行散发，有效提高了封装体的散热效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，包括金属基板和安装于金属基板上的芯片，所述金属基板上设有多个触点，所述触点连接有引脚，所述引脚贯穿金属基板并延伸向下，所述金属基板的上端面设有包覆于金属基板外侧的围坝，所述围坝与金属基板上端面形成封装腔，所述金属基板上设有多个分布于芯片外侧的导热弯管，所述导热弯管的两端端口均贯穿金属基板并延伸向下，所述封装腔内填充有封装胶，所述封装胶包覆于芯片以及多个导热弯管上，所述封装胶的内部掺杂有磁性颗粒剂，所述封装腔的顶端设有位于封装胶顶端的磁屏蔽层，所述导热弯管的内部开设有导气腔，所述导热弯管位于金属基板上端的外侧壁上开设有多个与导气腔相连接的抽吸孔，多个所述抽吸孔处嵌设有透气热熔鼓包，所述导气腔的内部填充有导热填料。
进一步的，所述封装胶由环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂混合制备而成，且环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂的质量比为3:1:0.3:0.2:0.8:0.7。
进一步的，所述磁性颗粒剂的外表面包覆有纤维绒套，纤维绒套易于提高磁性颗粒剂与封装胶的粘合性，将若干磁性颗粒剂掺杂于封装胶内部，在进行封装时，在金属基板的底端面放置一块磁铁，利用磁铁对磁性颗粒剂的磁吸作用，掺杂于封装胶内的磁性颗粒剂会带动封装胶向金属基板一侧压制运动，既提高了封装胶的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管挤压出去，利于消泡，有效提高封装胶的整平行以及消孔效果。
进一步的，所述透气热熔鼓包包括嵌设于抽吸孔处的热熔包囊，所述热熔包囊的内部填充有多个粘合颗粒剂。
进一步的，所述热熔包囊采用防水透气的热熔材料制成，所述粘合颗粒剂采用热熔性树脂制成，在对封装胶进行封装时，将多个导热弯管的一端与外接抽气管相连接，利用抽气处理，使得封装胶内部的气泡通过多个透气热熔鼓包导入至导气腔内，并从导气腔排出，当封装胶固化成型后，此时，向导热弯管内部导入导热填料，与此同时对多个导热弯管进行适度加热，使得多个透气热熔鼓包热熔，导气腔内的导热填料与封装胶相熔接，有利于提高导热效果。
进一步的，所述导热填料由导热硅胶与导热球囊混合配比而成，所述导热硅胶与导热球囊的质量比为3:1。
进一步的，所述导热球囊的内部填充有导热油，所述导热球囊采用导热性材料制成，利用导热硅胶与导热球囊的配合，有利于提高导热弯管的导热效果，芯片与金属基板在工作时所产生的热量由多个均匀分布的导热弯管向金属基板外端排出。
进一步的，所述导热弯管位于金属基板上方的外侧壁上设有多个碳纤维管，多个所述碳纤维管上设有金属绒毛，所述导热弯管的两端端口处嵌设有与导气腔相匹配的限位塞。
进一步的，所述金属基板的底端嵌设有多个与导热弯管位置对应的散热片，所述散热片上开设有与导热弯管两端端口位置对应的贯穿口，所述金属基板的底端设有与多个导热弯管嵌设匹配衔接的绝缘层，所述引脚的底端贯穿绝缘层并延伸向下，散热片与导热弯管的衔接配合，进一步提高了导热、散热效果。
一种消孔导热内嵌型集成电路封装体的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先，将多个导热弯管嵌设于金属基板上，并在金属基板的底端嵌设上与导热弯管相匹配的散热片以及绝缘层,金属基板的上端设置围坝形成封装腔；
S2、将掺杂有磁性颗粒剂的封装胶导入至封装腔内，在封装胶上盖上与磁屏蔽层，将多个导热弯管的一端与外接抽气管相连接，将封装胶内部的气泡通过多个透气热熔鼓包导入至导气腔内，并从导气腔排出；
S3、当封装胶固化成型后，此时，向导热弯管内部注入导热填料，与此同时，对多个导热弯管进行适度加热，使得多个透气热熔鼓包热熔，导气腔内的导热填料与封装胶相熔接；
S4、对多个导热弯管上的端口利用限位塞进行封闭，即完成该集成电路的封装。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过在金属基板上分布多个位于芯片边缘侧的导热弯管，在进行封装后，封装胶包覆于芯片以及多个导热弯管上，且封装胶内掺杂若干磁性颗粒剂，在进行封装时，利用外接磁铁对磁性颗粒剂的磁吸作用，磁性颗粒剂带动封装胶向金属基板一侧运动，既提高了封装胶的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管排出，利于消泡，有效提高封装胶的整平行以及消孔效果，芯片固化后其表面不容易形成针孔，同时，多个导热弯管的设置即对封装胶的强度起到加固作用，又能够利用其导热性将芯片所产生的热量向金属基板外端进行散发，有效提高了封装体的散热效果。
(2)封装胶由环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂混合制备而成，且环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂的质量比为3:1:0.3:0.2:0.8:0.7，二氧化硅粉末易于提高封装胶在固化后的机械强度，而消泡剂以及活性炭颗粒剂易于对封装胶内的气体起到吸附、去除作用。
(3)磁性颗粒剂的外表面包覆有纤维绒套，纤维绒套易于提高磁性颗粒剂与封装胶的粘合性，将若干磁性颗粒剂掺杂于封装胶内部，在进行封装时，在金属基板的底端面放置一块磁铁，利用磁铁对磁性颗粒剂的磁吸作用，掺杂于封装胶内的磁性颗粒剂会带动封装胶向金属基板一侧压制运动，既提高了封装胶的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管挤压出去，利于消泡，有效提高封装胶的整平行以及消孔效果。
(4)透气热熔鼓包包括嵌设于抽吸孔处的热熔包囊，热熔包囊的内部填充有多个粘合颗粒剂，热熔包囊采用防水透气的热熔材料制成，粘合颗粒剂采用热熔性树脂制成，在对封装胶进行封装时，将多个导热弯管的一端与外接抽气管相连接，利用抽气处理，使得封装胶内部的气泡通过多个透气热熔鼓包导入至导气腔内，并从导气腔排出，当封装胶固化成型后，此时，向导热弯管内部导入导热填料，与此同时对多个导热弯管进行适度加热，使得多个透气热熔鼓包热熔，导气腔内的导热填料与封装胶相熔接，有利于提高导热效果。
(5)导热填料由导热硅胶与导热球囊混合配比而成，导热硅胶与导热球囊的质量比为3:1，导热球囊的内部填充有导热油，导热球囊采用导热性材料制成，利用导热硅胶与导热球囊的配合，有利于提高导热弯管的导热效果，芯片与金属基板在工作时所产生的热量由多个均匀分布的导热弯管向金属基板外端排出。
(6)导热弯管位于金属基板上方的外侧壁上设有多个碳纤维管，多个碳纤维管上设有金属绒毛，导热弯管的两端端口处嵌设有与导气腔相匹配的限位塞，在填充完导热填料后，利用限位塞对导热弯管的端口进行密封。
(7)金属基板的底端嵌设有多个与导热弯管位置对应的散热片，散热片上开设有与导热弯管两端端口位置对应的贯穿口，金属基板的底端设有与多个导热弯管嵌设匹配衔接的绝缘层，引脚的底端贯穿绝缘层并延伸向下，散热片与导热弯管的衔接配合，进一步提高了导热、散热效果。
附图说明
图1为本发明的部分剖视图；
图2为本发明的外部立体图；
图3为本发明的底部示意图；
图4为本发明的绝缘层与金属基板相脱离后的底部示意图；
图5为本发明的金属基板与多个导热弯管结合处的立体图；
图6为本发明的金属基板与多个导热弯管结合处的底部示意图；
图7为本发明的导热填料填充于导热弯管的工作示意图；
图8为本发明的导热弯管在拆除透气热熔鼓包后的立体图。
图中标号说明：
1金属基板、2芯片、201引脚、3围坝、4封装胶、5磁屏蔽层、6磁性颗粒剂、7导热弯管、701碳纤维管、702抽吸孔、703透气热熔鼓包、8散热片、9绝缘层、10导热硅胶、11导热球囊。
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1-3，一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，包括金属基板1和安装于金属基板1上的芯片2，金属基板1上设有多个触点，触点连接有引脚201，引脚201贯穿金属基板1并延伸向下，金属基板1与芯片2之间通过导线相连接，金属基板1的上端面设有包覆于金属基板1外侧的围坝3，围坝3与金属基板1上端面形成封装腔，金属基板1上设有多个分布于芯片2外侧的导热弯管7，导热弯管7的两端端口均贯穿金属基板1并延伸向下，封装腔内填充有封装胶4，封装胶4包覆于芯片2以及多个导热弯管7上，封装胶4由环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂混合制备而成，且环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂的质量比为3:1:0.3:0.2:0.8:0.7，二氧化硅粉末易于提高封装胶4在固化后的机械强度，而消泡剂以及活性炭颗粒剂易于对封装胶4内的气体起到吸附、去除作用。
请参阅图1，封装胶4的内部掺杂有磁性颗粒剂6，封装腔的顶端设有位于封装胶4顶端的磁屏蔽层5，磁屏蔽层5由压板以及涂覆于压板上的磁屏蔽涂料组成，磁屏蔽层5的厚度为1-3mm，磁性颗粒剂6的外表面包覆有纤维绒套，纤维绒套易于提高磁性颗粒剂与封装胶4的粘合性，易于带动封装胶4进行磁吸运动，将若干磁性颗粒剂6掺杂于封装胶4内部，在进行封装时，在金属基板1的底端面放置一块磁铁，利用磁铁对磁性颗粒剂6的磁吸作用，掺杂于封装胶4内的磁性颗粒剂6会带动封装胶4向金属基板1一侧压制运动，既提高了封装胶4的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管7挤压出去，利于消泡，有效提高封装胶4的整平行以及消孔效果。
请参阅图1和图5-8，导热弯管7的内部开设有导气腔，导热弯管7位于金属基板1上端的外侧壁上开设有多个与导气腔相连接的抽吸孔702，多个抽吸孔702处嵌设有透气热熔鼓包703，导气腔的内部填充有导热填料。
具体的，透气热熔鼓包703包括嵌设于抽吸孔702处的热熔包囊，热熔包囊的内部填充有多个粘合颗粒剂，热熔包囊采用防水透气的热熔材料制成，粘合颗粒剂采用热熔性树脂制成，且粘合颗粒剂选用熔点低的材料，在对封装胶4进行封装时，将多个导热弯管7的一端与外接抽气管相连接，利用抽气处理，使得封装胶4内部的气泡通过多个透气热熔鼓包703导入至导气腔内，并从导气腔排出，当封装胶4固化成型后，此时，向导热弯管7内部导入导热填料，与此同时对多个导热弯管7进行适度加热，加热温度不宜影响金属基板1与芯片2，可利用现有技术中的加热方法进行加热，使得多个透气热熔鼓包703热熔，导气腔内的导热填料与封装胶4相熔接，有利于提高导热效果。
导热填料由导热硅胶10与导热球囊11混合配比而成，导热硅胶10与导热球囊11的质量比为3:1，导热球囊的内部填充有导热油，导热球囊采用导热性材料制成，待封装胶4固化成型后，向导气腔内注入导热填料，利用导热硅胶10与导热球囊11的配合，有利于提高导热弯管7的导热效果，芯片2与金属基板1在工作时所产生的热量由多个均匀分布的导热弯管7向金属基板1外端排出。
导热弯管7位于金属基板1上方的外侧壁上设有多个碳纤维管701，多个碳纤维管701上设有金属绒毛，碳纤维管701进一步提高导热效果，导热弯管7的两端端口处嵌设有与导气腔相匹配的限位塞，利用限位塞对导热弯管7的端口进行密封。
请参阅图3-4，金属基板1的底端嵌设有多个与导热弯管7位置对应的散热片8，散热片8上开设有与导热弯管7两端端口位置对应的贯穿口，金属基板1的底端设有与多个导热弯管7嵌设匹配衔接的绝缘层9，引脚201的底端贯穿绝缘层9并延伸向下，散热片8与导热弯管7的衔接配合，进一步提高了导热、散热效果。
一种消孔导热内嵌型集成电路封装体的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先，将多个导热弯管7嵌设于金属基板1上，并在金属基板1的底端嵌设上与导热弯管7相匹配的散热片8以及绝缘层9,金属基板1的上端设置围坝3形成封装腔；
S2、将掺杂有磁性颗粒剂6的封装胶4导入至封装腔内，在封装胶4上盖上与磁屏蔽层5，将多个导热弯管7的一端与外接抽气管相连接，另一端利用限位塞进行密封，将封装胶4内部的气泡通过多个透气热熔鼓包703导入至导气腔内，并从导气腔排出；
S3、当封装胶4固化成型后，此时，向导热弯管7内部注入导热填料，与此同时，对多个导热弯管7进行适度加热，使得多个透气热熔鼓包703热熔，导气腔内的导热填料与封装胶4相熔接；
S4、对多个导热弯管7上的端口利用限位塞进行封闭，即完成该集成电路的封装。
本方案通过在金属基板1上分布多个位于芯片2边缘侧的导热弯管7，在进行封装后，封装胶4包覆于芯片2以及多个导热弯管7上，且封装胶4内掺杂若干磁性颗粒剂6，在进行封装时，利用外接磁铁对磁性颗粒剂6的磁吸作用，磁性颗粒剂6带动封装胶4向金属基板1一侧运动，既提高了封装胶4的流动性，又在磁吸运动过程中将气泡通过导热弯管7排出，利于消泡，有效提高封装胶4的整平行以及消孔效果，芯片2固化后其表面不容易形成针孔，同时，多个导热弯管7的设置即对封装胶4的强度起到加固作用，又能够利用其导热性将芯片2所产生的热量向金属基板1外端进行散发，有效提高了封装体的散热效果。
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 (10)
1.一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，包括金属基板(1)和安装于金属基板(1)上的芯片(2)，所述金属基板(1)上设有多个触点，所述触点连接有引脚(201)，所述引脚(201)贯穿金属基板(1)并延伸向下，其特征在于：所述金属基板(1)的上端面设有包覆于金属基板(1)外侧的围坝(3)，所述围坝(3)与金属基板(1)上端面形成封装腔，所述金属基板(1)上设有多个分布于芯片(2)外侧的导热弯管(7)，所述导热弯管(7)的两端端口均贯穿金属基板(1)并延伸向下，所述封装腔内填充有封装胶(4)，所述封装胶(4)包覆于芯片(2)以及多个导热弯管(7)上，所述封装胶(4)的内部掺杂有磁性颗粒剂(6)，所述封装腔的顶端设有位于封装胶(4)顶端的磁屏蔽层(5)，所述导热弯管(7)的内部开设有导气腔，所述导热弯管(7)位于金属基板(1)上端的外侧壁上开设有多个与导气腔相连接的抽吸孔(702)，多个所述抽吸孔(702)处嵌设有透气热熔鼓包(703)，所述导气腔的内部填充有导热填料。
2.根据权利要求1所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述封装胶(4)由环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂混合制备而成，且环氧树脂、封装粘合剂、消泡剂、流平剂以及二氧化硅粉末、活性炭颗粒剂的质量比为3:1:0.3:0.2:0.8:0.7。
3.根据权利要求2所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述磁性颗粒剂(6)的外表面包覆有纤维绒套，纤维绒套易于提高磁性颗粒剂与封装胶(4)的粘合性，将若干磁性颗粒剂(6)掺杂于封装胶(4)内部。
4.根据权利要求1所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述透气热熔鼓包(703)包括嵌设于抽吸孔(702)处的热熔包囊，所述热熔包囊的内部填充有多个粘合颗粒剂。
5.根据权利要求4所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述热熔包囊采用防水透气的热熔材料制成，所述粘合颗粒剂采用热熔性树脂制成，在对封装胶(4)进行封装时，将多个导热弯管(7)的一端与外接抽气管相连接。
6.根据权利要求5所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述导热填料由导热硅胶(10)与导热球囊(11)混合配比而成，所述导热硅胶(10)与导热球囊(11)的质量比为3:1。
7.根据权利要求6所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述导热球囊的内部填充有导热油，所述导热球囊采用导热性材料制成。
8.根据权利要求7所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述导热弯管(7)位于金属基板(1)上方的外侧壁上设有多个碳纤维管(701)，多个所述碳纤维管(701)上设有金属绒毛，所述导热弯管(7)的两端端口处嵌设有与导气腔相匹配的限位塞。
9.根据权利要求8所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体，其特征在于：所述属基板(1)的底端嵌设有多个与导热弯管(7)位置对应的散热片(8)，所述散热片(8)上开设有与导热弯管(7)两端端口位置对应的贯穿口，所述金属基板(1)的底端设有与多个导热弯管(7)嵌设匹配衔接的绝缘层(9)，所述引脚(201)的底端贯穿绝缘层(9)并延伸向下。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种消孔导热内嵌型集成电路封装体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先，将多个导热弯管(7)嵌设于金属基板(1)上，并在金属基板(1)的底端嵌设上与导热弯管(7)相匹配的散热片(8)以及绝缘层(9),金属基板(1)的上端设置围坝(3)形成封装腔；
S2、将掺杂有磁性颗粒剂(6)的封装胶(4)导入至封装腔内，在封装胶(4)上盖上与磁屏蔽层(5)，将多个导热弯管(7)的一端与外接抽气管相连接，将封装胶(4)内部的气泡通过多个透气热熔鼓包(703)导入至导气腔内，并从导气腔排出；
S3、当封装胶(4)固化成型后，此时，向导热弯管(7)内部注入导热填料，与此同时，对多个导热弯管(7)进行适度加热，使得多个透气热熔鼓包(703)热熔，导气腔内的导热填料与封装胶(4)相熔接；
S4、对多个导热弯管(7)上的端口利用限位塞进行封闭，即完成该集成电路的封装。
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