CN113454774B - 封装芯片及封装芯片的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种封装芯片及封装芯片的制作方法，该封装芯片包括：基板、芯片、和散热器；所述散热器包括第一支架、第二支架和盖板，所述第一支架和所述第二支架设置在所述基板上，所述盖板被所述第一支架和所述第二支架支撑于所述基板上；所述第一支架为密封的环形支架，所述第一支架和所述盖板围成第一空间，所述芯片被容纳在所述第一空间内，所述芯片和所述盖板之间设置有热界面材料，所述盖板上设置有与所述第一空间相通的孔，所述孔和所述第一空间中被充满填充材料；所述第二支架位于所述第一空间外部。

Description

封装芯片及封装芯片的制作方法
技术领域
本申请实施例涉及电子封装技术领域，尤其涉及一种封装芯片及封装芯片的制作方法。
背景技术
随着微电子技术的发展，电子芯片的集成度日益增加，且各个电子芯片的功耗也越来越大，因此，电子芯片，如计算机中的中央处理器(central processing unit，简称CPU)上的热流密度也越来越高。
为了提高芯片的散热性能，可以在芯片上粘接一个集成散热器，并在芯片和集成散热器之间设置热界面材料(Thermal Interface Material，简称TIM)。
TIM是用于涂敷在散热器件与发热器件之间，以降低它们之间接触介面热阻所使用的材料的总称。这是由于凡是表面都会有粗糙度，所以当两个表面接触在一起的时候，不可能完全接触在一起，总会有一些空气隙夹杂在其中，而空气的导热系数非常之小，因此就造成了比较大的接触热阻。而使用TIM就可以填充这个空气隙，这样就可以降低接触热阻，提高散热性能。
现有技术的封装芯片通常包括基板，以及设置在基板上的芯片和集成散热器，其中，集成散热器包括支撑在所述基板上的支架，以及设置在所述支架上的盖板，在所述芯片和所述盖板之间设有一层TIM，以提高散热器的散热性能。
现有的TIM通常采用金属铟制成，由于基板、芯片和盖板分别采用不同材质制成，热膨胀系数也各不相同，在室温或工作温度时，芯片和基板会发生形变，当芯片和基板的形变传递到TIM时，会使得TIM的边角位置处受到拉扯而变形分层，甚至会造成TIM开裂，严重影响TIM的导热性能，降低了封装芯片的散热性能。
发明内容
本申请实施例提供一种封装芯片及封装芯片的制作方法，解决了现有封装芯片散热性能差的问题。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
本申请实施例的第一方面，提供一种封装芯片，包括：基板、芯片、和散热器；
所述散热器包括第一支架、第二支架和盖板，所述第一支架和第二支架设置在所述基板上，所述盖板被所述第一支架和第二支架支撑于所述基板上；所述第一支架为密封的环形支架，所述第一支架和所述盖板围成第一空间，所述芯片被容纳在所述第一空间内，所述芯片和所述盖板之间设置有热界面材料，所述盖板上设置有与所述第一空间相通的孔，所述孔和所述第一空间中被充满填充材料；所述第二支架位于所述第一空间外部。
本申请实施例通过在第一空间中注入填充材料，使得第一空间成为一个实心的整体，能够限制芯片和基板的形变，进而能够避免TIM开裂或者受热流失，使得所述盖板可充分接触所述芯片，从而将该芯片工作时产生的热量通过盖板及时传导至外界环境中，提高了该封装芯片的散热性能。
此外，本申请实施例中的散热器包括两个支架，与仅设置一个支架相比，能够更好的将基板压在电路板上，避免将基板焊接在电路板时产生焊接翘曲。
并且，本申请中只需要在第一支架围设的第一空间中注入填充材料，能够节省填充材料的用量。
在可选的实现方式中，所述第一支架、所述第二支架与所述盖板一体成型，所述第一支架和所述第二支架分别通过粘接件与所述基板连接。
在可选的实现方式中，所述第一支架和所述第二支架的第一端分别通过粘接件与所述基板连接，且所述第一支架和所述第二支架的第二端分别通过粘接件与所述盖板连接。
本申请对盖板和第一支架、第二支架的连接方式不做限定，本领域技术人员可根据需要选择。
在可选的实现方式中，所述第二支架为环绕所述第一支架和所述芯片设置的环形支架，所述第二支架或所述第二支架与所述基板之间的粘接件上设有开口。
由此，将该第二支架设置成环形支架，能够更好的将基板压在电路板上，避免将基板焊接在电路板时产生焊接翘曲。
在可选的实现方式中，所述第二支架包括2个或2个以上的支撑件，所述支撑件均匀排布在所述第一空间外部的基板上。
在可选的实现方式中，所述热界面材料TIM与所述填充材料的材质相同，所述热界面材料TIM和所述填充材料的材质均为硅胶，或者所述热界面材料TIM和所述填充材料的材质均为聚烯烃树脂，所述热界面材料TIM和所述填充材料通过注塑的方式一体成型。
由此，能够简化填充材料的填充操作，提高了工作效率。
在可选的实现方式中，所述盖板包括与所述芯片相对的第一盖板、与所述第一支架相对的第二盖板和位于所述第一盖板和第二盖板之间的第三盖板，所述孔位于所述第一盖板或所述第三盖板上，所述填充材料经由所述孔注入到所述第一空间中。
由此，本申请的封装芯片在通过该孔向第一空间中注入填充材料，并使得填充材料固化后，该孔也被密封为一体，整个封装芯片内部为实心结构，与外界环境完全隔开，能够避免封装芯片的内部结构受到空气中杂质的侵蚀，提高了封装芯片的电气性能和散热性能。
在可选的实现方式中，所述热界面材料TIM与所述填充材料的材质不同，所述热界面材料TIM的材质为铟，所述填充材料的材质为硅胶或聚烯烃树脂，所述填充材料在所述热界面材料TIM成型后，通过注塑的方式成型。
其中，TIM可选择能够导电的金属材质，填充材料可选择绝缘材质，由此，本领域技术人员可根据需要分别确定TIM和填充材料的材质，提供了更多的选择。
在可选的实现方式中，所述盖板包括与所述芯片相对的第一盖板、与所述第一支架相对的第二盖板和位于所述第一盖板和第二盖板之间的第三盖板，所述孔位于所述第三盖板上，所述填充材料经由所述孔注入到所述第一空间中。
由此，所述孔能够避开预先成型的TIM的位置，从而可以直接向第一空间中注入填充材料。
本申请对孔的具体位置，大小和数量不做限制。
本申请实施例的第二方面，提供一种封装芯片的制作，其中，所述热界面材料TIM的材质为铟，所述填充材料的材质为硅胶或聚烯烃树脂，所述方法包括：将芯片固定在基板的第一表面上；在芯片背离所述基板的表面上放置热界面材料TIM，同时，在所述基板的第一表面涂抹粘结剂；将第一支架和第二支架的第一端分别与所述粘结剂连接，所述第一支架和所述第二支架的第二端连接有盖板，所述盖板与所述热界面材料TIM接触，其中，所述第一支架环绕所述芯片，所述第二支架环绕所述第一支架，所述基板的第一表面、所述盖板和所述第一支架共同围设成第一空间，所述第一空间的盖板上设有孔，其中，所述盖板与所述第一支架、第二支架一体成型，或所述盖板通过粘接剂与所述第一支架和所述第二支架连接；加热以融化所述热界面材料TIM，使得所述热界面材料TIM密封所述芯片与所述盖板之间的缝隙；固化所述热界面材料TIM，使得所述芯片通过固化后的热界面材料TIM与所述盖板连接，同时固化所述粘接剂，以形成粘接胶圈；通过所述孔注入填充材料，以填充所述第一空间；固化所述填充材料。
本申请实施例的第三方面，提供一种封装芯片的制作方法，其中，所述热界面材料TIM和所述填充材料的材质均为硅胶，或者所述热界面材料TIM和所述填充材料的材质均为聚烯烃树脂，所述方法包括：将芯片固定在基板的第一表面上；在所述基板的第一表面涂抹两圈粘结剂；将所述第一支架和所述第二支架的第一端分别与所述粘结剂连接，所述第一支架和所述第二支架的第二端连接有盖板，所述盖板与所述热界面材料TIM接触，其中，所述第一支架环绕所述芯片，所述第二支架环绕所述第一支架，所述基板的第一表面、所述盖板和所述第一支架共同围设成第一空间，所述第一空间的盖板上设有孔，其中，所述盖板与所述第一支架、第二支架一体成型，或所述盖板通过粘接剂与所述第一支架和所述第二支架连接；固化所述粘接剂，以形成粘接胶圈；通过所述孔注入填充材料，以填充所述第一空间；固化所述填充材料。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种封装芯片的剖视图；
图2为本申请实施例提供的一种封装芯片的使用状态图；
图3为本申请实施例提供的一种封装芯片的俯视图；
图4为本申请实施例提供的另一种封装芯片的俯视图；
图5为本申请实施例提供的另一种封装芯片的剖视图；
图6为本申请实施例提供的一种制造封装芯片的方法流程图；
图7a、图7b、图7c、图7d、图7e、图7f分别为执行图6所示的各个制作步骤分别得到的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种制造封装芯片的方法流程图；
图9a、图9b、图9c、图9d、图9e、图9f分别为执行图8所示的各个制作步骤分别得到的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种制造封装芯片的方法流程图；
图11a、图11b、图11c分别为执行图10所示的各个制作步骤分别得到的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
下面结合附图对本申请实施例提供的封装芯片进行说明。图1为本申请实施例提供的封装芯片的剖视图。如图1所示，该封装芯片包括：基板10、芯片20、和散热器30。所述芯片20位于所述基板10的一个表面上，并与所述基板10电连接。所述散热器30与所述基板10的第一表面围设成一个密封的空间，所述芯片20位于所述密封空间内，所述散热器30既可以用于保护芯片20，还可以用于为芯片20进行散热。
图2示出了该封装芯片的使用状态图，如图2所示，封装芯片1在使用时设置在一个电路板2上，该电路板2例如用于承载该封装芯片，封装芯片1固定在该电路板2上，并与该电路板2电连接。其中，该电路板2可以为常见的印刷电路板。
继续参考图1及图2，基板10和电路板2分别包括相对的第一表面和第二表面，基板10的第二表面与电路板的第一表面相对。
在具体设置基板10时，基板10例如位于电路板2的第一表面上，并且基板10例如通过焊球与电路板2固定连接，应当理解的是，图1所示的基板10与电路板2之间的焊接仅仅为一种具体的实施方式，在本申请实施例中还可以采用其他的连接方式进行连接。此外，对于该基板10可以采用如硅、陶瓷、有机基板10等不同材质的基板10。
芯片20例如可以是裸片，也可以是封装了裸片的封装结构。在具体设置芯片20时，芯片20例如位于基板10的第一表面，芯片20包括相对的第一表面和第二表面，以及连接第一表面和第二表面的侧面，芯片20与基板10连接时，芯片20的第二表面与基板10的第一表面相对，在芯片20与基板10的电路层连接时，例如可以采用焊球50进行连接，或者还可以采用跳线进行连接，无论采用哪种方式，只需要能够实现电连接即可。
在通过焊球50进行连接时，例如还可以在焊球50的间隙中注入填充材料60。填充材料60的材质具体可以为：硅胶、聚烯烃树脂、环氧树脂，改性环氧树脂，硅树脂和改性硅树脂中的一种或多种。
芯片20在使用中会产生热量，为了将芯片20产生的热量传递至外部环境中以进行散热，例如还在芯片20上罩设有散热器30。
具体设置该散热器30时，该散热器30例如包括设置在基板10第一表面的支架(302，303)，以及盖合在支架上的盖板301。该支架(302，303)例如与基板10固定连接。具体的固定方式可采用焊接、粘接、卡合连接或者采用连接件(如螺栓或螺钉)进行连接。
参考图3、图4，本申请中的盖板301的横截面为长方形状。当然在能够实现本发明目的的情况下，盖板301并不局限于截面为长方形，截面也可以为圆形、梯形或其他形状。在本发明实施例中，盖板301的形状与基板10的形状保持一致。
目前，随着现有的芯片20越做越大，用于承载芯片20的基板10也随之变大，散热器30的盖板301尺寸也适应性变大，这就使得在将基板10焊接到电路板2上时，基板10受热膨胀变形，其中，散热器30强度较大，因此能够将基板压紧，避免基板变形。但是现有的散热器通常只有沿基板10的周边设置的一层支架，只能通过支架压住基板的周边，基板10靠近中心的位置则容易产生较大的形变，会使得基板10的中心向靠近或远离散热器盖板301的方向弯曲，产生焊接翘曲，影响封装芯片的稳固性。
为此，本申请实施例提供了一种双支架结构的封装芯片，图3为本申请实施例提供的一种封装芯片的俯视图。该俯视图为从上往下俯视图1所示的封装芯片的结构时的附图，其中，为便于描述，图中采用透视法，示出了支架的轮廓。如图3所示，该支架可以为2个，分别为第一支架302和第二支架303，第一支架302和第二支架303设置在基板10的第一表面上，盖板301被第一支架302和第二支架303支撑于基板10上，第一支架301例如为密封的环形支架，且，基板10的第一表面、盖板301和第一支架302共同围设成第一空间70，芯片20被容纳于该第一空间70内，从而避免了外界空气中的杂质对芯片20电路的腐蚀造成芯片20电气性能的下降。
第二支架303则位于第一空间外部，具体设置第二支架303时，如图3所示，在本申请的一个实施例中，可以将第二支架303设置成环绕第一支架302和芯片20的环形支架，并使得第二支架303沿基板10的周边设置。
由此，通过设置两个支架，与仅设置一个支架相比，增加了支架与基板之间的接触面积，从而当基板受热产生弯曲趋势时，能够更好的将基板压在电路板上，避免将基板焊接在电路板时产生焊接翘曲。
其中，第一支架302、第二支架303、盖板301和基板10的第一表面共同围设成第二空间80，为避免在将基板10焊接到电路板2上时，第二空间80中的空气随温度变化膨胀和收缩影响封装芯片的性能，例如可以在第二支架303或第二支架303与基板10的粘接件上设置开口3017。
在本申请的另一个实施例中，第二支架303可以包括2个或2个以上的支撑件，图4为本申请实施例提供的另一种封装芯片的俯视图。如图4所示，第二支架303包括4个支撑件，该支撑件例如沿基板10的周边均匀排布。
此外，具体设置该第一支架302和该第二支架303时，该第二支架303例如可以沿基板10第一表面的周边设置，该第一支架302例如可以设置在第二支架303和芯片20中间的位置。由此，在将基板10焊接到电路板2上时，基板10受热膨胀产生变形趋势时，第二支架能够压住基板10的周边，第一支架302能够压住芯片20周围的基板10，第一支架302和第二支架303可以均匀受力，将基板10均匀的压在电路板上。使得基板10无法弯曲。
在本申请实施例中，散热器300设置两个支架302和303，与仅设置一个支架的散热器相比，能够更好的将基板10压在电路板上，避免在将基板10焊接到电路板2上时，产生焊接翘曲。
如果散热器300只使用第一支架302的话，由于芯片的尺寸通常都小于基板，散热器就要面临着尺寸的选择，假设将散热器的300的盖板的平面尺寸做到与基板相近，那为了维持散热器的平衡，第一支架302的位置也会靠近所述基板10的边缘，这样的话，基板10靠近中心的位置则容易产生较大的形变，会使得基板10的中心向靠近或远离散热器盖板301的方向弯曲，产生焊接翘曲；而如果将散热器300的尺寸做小，让第一支架302在靠近芯片20的位置，这样会导致芯片产生的热量被散热器300控制在基板10的中心附近，热量分布不均匀会导致芯片在使用过程中发现新的结构风险。
当采用第一支架302和第二支架303这样的双重支架支撑散热器300后，就不会产生上述的问题。
进一步的，本发明实施例中的封装芯片中，需要通过向第一空间注入填充材料来避免热界面材料的开裂，可是如果第一空间的横向面积很大，填充材料凝固后在水平方向上也会受到冷热影响而产生变形，横向面积越大，那么传递到中间的变形应力自然也会越大，从而有可能会导致处于中心部位的热界面材料或者芯片周边受到拉扯而产生开裂，而在本发明中，通过双层支架的设计，使得需要注入填充材料的大小能够得到控制，避免填充材料带来的应力风险。
本申请对第二支架的具体结构不做限制，本领域技术人员可根据需要进行选择，这些均属于本申请的保护范围。
为便于描述，本申请以下实施例均以第二支架303为如图3中所示的环形支架为例进行说明。
盖板301、第一支架302和第二支架303，例如可由金属材料，例如，铜、铝或二者的合金制成，盖板301和第一支架302和第二支架303用于为芯片20进行散热。
为了进一步提高封装芯片的散热性能，例如还可以在芯片20和盖板301之间设置TIM40，以有效地将芯片20产生的热量向外界传导。
参考图1，将TIM40设置在芯片20与盖板301之间，能够降低芯片20与盖板301之间的接触热阻。这是由于，凡是表面都会有粗糙度，所以当芯片20与盖板301的表面接触在一起的时候，不可能完全接触在一起，总会有一些空气隙夹杂在其中，而空气的导热系数非常之小，因此就造成了比较大的接触热阻。而使用TIM40就可以填充这个空气隙，这样就可以降低接触热阻，提高散热性能。
TIM40例如包括相对的第一表面和第二表面，TIM40的第一表面例如与盖板301邻接，TIM40的第二表面例如与芯片20的第一表面邻接。
本申请实施例提供的封装芯片，通过在盖板301和芯片20之间设置TIM40，使得盖板301可充分接触芯片20，从而将该芯片20工作时产生的热量及时传导至外界环境中。
TIM40例如可以采用能够导电的热界面材料，例如，铟等低熔点金属，也可以采用绝缘的热界面材料，例如硅胶或者聚烯烃树脂。
具体设置TIM40时，若TIM40采用铟，例如可以先将TIM40放置在芯片20的第一表面，再将盖板301固定在TIM40的上方，接着加热整个封装结构，使得TIM40融化，以填充芯片20与盖板301之间的空气隙。
然而，芯片20通常采用硅制成，与盖板301采用的铜、铝或二者的合金等的材质不同，热膨胀系数相差较大，若TIM40采用金属铟制成，在室温或工作温度时，TIM40处于固态，芯片20和基板10由于热膨胀系数不同产生的热机械应力传递至TIM40时，会使得TIM40的边角处产生分层，影响TIM40的导热性能。此外，金属铟熔点较低，约为156.61℃，芯片20完成封装之后还还需要电连接到电路板上，此时，需要将温度加热至220℃，会使得TIM40融化，从芯片20和散热器30之间的缝隙中流失，影响TIM40的导热性能。
为了避免TIM40开裂或受热流失，例如可以在第一空间70中注入填充材料，以限制TIM40的形变。其中，芯片20还包括连接芯片20的第一表面和芯片20的第二表面的侧面，TIM40包括连接TIM40的第一表面和TIM40的第二表面的侧面，填充材料例如可以邻接芯片20和TIM40的侧面设置。
其中，为了避免填充材料将封装芯片中的散热器30等于基板10导通，造成封装芯片短路，填充材料应采用绝缘材料。填充材料的材质具体可以为：硅胶、聚烯烃树脂、环氧树脂，改性环氧树脂，硅树脂和改性硅树脂中的一种或多种。
在将填充材料填充至第一空间70时，例如应先将填充材料熔融，并将液态的填充材料注入第一空间70，再使得填充材料固化成型，或者初步固化成型，固化成型后的填充材料邻接芯片20和TIM40的侧面设置，将第一空间70变成一个实心结构的整体，增强了基板10、芯片20与散热器30的盖板301之间的连接，使得芯片20和基板10的变形受到限制，TIM40的边角不再分层。
并且，在将封装芯片电连接至电路板的过程中，封装芯片中的TIM40即使受热被再次融化，液态TIM40的流动也会受到填充材料的限制，不会流到其他位置造成TIM40流失或者造成其他器件的短路。
若TIM40采用硅胶或者聚烯烃树脂，填充材料例如可以采用与TIM40相同的材质。填充时，无需单独设置TIM，可以直接通过填充材料填充第一空间，并将分布于盖板301和芯片20之间的填充材料作为TIM，填充材料固化后可以将盖板301与芯片20粘接在一起，使得二者更充分接触，从而将芯片20工作时产生的热量及时传导出去。并且第一空间作为一个实心的整体，能够限制芯片和基板的形变。
本申请实施例通过在第一空间中注入填充材料，能够避免TIM开裂或者受热流失，进而使得盖板可充分接触芯片，从而将该芯片工作时产生的热量通过盖板及时传导至外界环境中。
此外，现有技术中的封装芯片例如还需要在散热器30与基板的连接结构上设置开口，这是由于现有的封装芯片，随着温度变化，密封空间内的空气会随之膨胀或收缩，影响封装芯片的稳定性。但封装完成后，该开口依然存在，外界环境中的空气会通过该开口进入该密封空间中，侵蚀封装芯片的内部结构。使得内部的金属材料，例如TIM40所采用的金属铟材料，产生氧化或硫化，影响封装芯片的电气性能和散热性能。
对于此，本申请实施例在第一空间注入填充材料时，例如可以先在盖板301上开设若干孔3011，并通过孔3011将填充材料填充至第一空间内，以及通过孔3011将密封空间中原有的空气排出。并且，本申请的封装芯片在通过孔3011向第一空间70中注入填充材料，并使得填充材料固化后，孔3011也被密封为一体，整个封装芯片内部为实心结构，与外界环境完全隔开，能够避免封装芯片的内部结构受到空气中杂质的侵蚀，提高了封装芯片的电气性能和散热性能。
具体设置该孔3011时，该孔3011例如从盖板301的外侧延伸至其内侧，并贯通该盖板301。
盖板301例如包括正对TIM40的第一表面的第一盖板3012、正对第一支架的第二盖板3013，位于第一盖板3012和第二盖板3013之间的第三盖板3014，以及正对第二支架的第四盖板3015，以及位于第二盖板3013和第四盖板3015之间的第五盖板3016。
具体设置该孔时，若TIM40和填充材料采用不同材料，TIM40位于盖板301和芯片20之间的缝隙中，在向第一空间70注入填充材料时，应避开TIM40，因此，孔3011可以位于第三盖板3014上。
若TIM40和填充材料采用相同材料，可以直接通过孔3011向第一空间中注入填充材料，并将分布于盖板301和芯片20之间的填充材料作为TIM，此时，孔3011可以位于第四盖板3015和第一盖板3012的任意位置。
孔3011例如包括注入口，填充材料例如可以通过该注入口注入由支架、盖板301以及基板10一起围成的第一空间内，并分布在芯片20与TIM40的侧面和第一支架之间。注入口可以为多个，多个注入口可以均匀分布在第三盖板3014上。基于此，填充材料可均匀地通过该注入口填充到密封空间内，使得盖板301充分、均匀地接触芯片20，从而将该芯片20工作时产生的热量及时传导出来，提高了散热效率。
孔3011例如还包括通气孔，填充材料由注入口进入由支架、盖板301以及基板10一起围成的密封的空间后，密封空间中原有的空气可以通过通气孔排出。通气孔可以为一个或多个，通气孔均分布在第三盖板3014上。
本申请对注入口和通气孔的具体数量不做限制，本领域技术人员可根据需要进行设置。
本申请实施例以一个注入口和一个通气孔为例进行说明，参考图2，注入口和通气孔均位于第三盖板3014上，在本申请的一个实施例中，注入口和通气孔可以位于相对侧。在本申请的另一个实施例中，注入口和通气孔例如可相对设置在盖板301的对角上。或者，注入口和通气孔可以彼此相邻设置。
并且，本申请中只需要在第一空间中注入填充材料，能够节省填充材料的用量。
以下对第一支架302和第二支架303与基板10，以及第一支架302和第二支架303与盖板301之间的连接结构进行说明。
在本申请的一种实现方式中，第一支架302和第二支架303与盖板301例如可以是一体成型，第一支架302和第二支架303例如分别包括与盖板301连接的第二端和向背离盖板301方向延伸的第一端，其中，第一支架302的第一端例如可以通过第一粘接胶圈3021与基板10的第一表面连接，第二支架303的第一端例如可以通过第二粘接胶圈3031与基板10的第一表面连接。
其中，第一粘结胶圈用于密封第一空间70，第二粘接胶圈3031用于密封第二空间80。
第一空间70例如为稳定的实心结构，其内部填充有填充材料，用于密封第一空间70的第一粘接胶圈3021例如可以采用完整的环形结构。
第二空间80则为中空结构，为避免第二空间80中的空气随温度变化膨胀和收缩影响封装芯片的性能，用于密封第二空间80的第二粘接胶圈3031上例如开设有开口3017。开口3017可以设置在第二粘接胶圈3031的任意位置，开口3017可以为一个，也可以为多个。本领域技术人员可根据需要确定开口3017的大小和位置，本申请对此不做限制。
具体设置第一粘接胶圈3021和第二粘接胶圈3031时，第一粘接胶圈3021例如位于芯片20的周侧，第二粘接胶圈3031环绕第一粘接胶圈3021，且第二粘接胶圈3031位于基板10的周边。第一粘接胶圈3021和第二粘接胶圈3031例如分别包括相对的第一表面和第二表面，第一支架302的第一端抵接在第一粘接胶圈3021的第一表面，第二支架303的第一端抵接在第二粘接胶圈3031的第二表面。
第一粘接胶圈3021、第二粘接胶圈3031例如均可由粘接剂固化而成。具体连接过程例如可以是，粘接剂首先被涂抹在基板10的第一表面，然后，使得第一支架302和第二支架303将该粘接剂压紧，粘接剂固化后分别形成与第一支架302连接的第一粘接胶圈3021，以及与第二支架303连接的第二粘接胶圈3031。
此外，也可以先将粘接剂涂抹在第一支架302和第二支架303的第一端，然后，该粘接剂随着支架附着在基板10的第一表面，位于第一支架302和第二支架303第一端的粘接剂固化后分别形成第一粘接胶圈3021和第二粘接胶圈3031。
参考图5，在本申请的另一种实现方式中，第一支架302、第二支架303与盖板301分别成型，第一支架302和第二支架303例如包括相对的第一端和第二端，第一支架302的第一端例如可以通过第一粘接胶圈3021与基板10的第一表面连接，第一支架302的第二端例如可以通过第三粘接胶圈3022与盖板301连接。第二支架303的第一端例如可以通过第二粘接胶圈3031与基板10的第一表面连接，且第二支架303的第二端例如可以通过第四粘接胶圈3032与盖板301连接。
其中，第一粘结胶圈和第三粘接胶圈3022用于密封第一空间70，第二粘接胶圈3031和第四粘接胶圈3032用于密封第二空间80。
第一空间70例如为稳定的实心结构，其内部填充有填充材料，用于密封第一空间70的第一粘接胶圈3021和第三粘接胶圈3022例如可以采用完整的环形结构。
第二空间80则为中空结构，为避免第二空间80中的空气随温度变化膨胀和收缩影响封装芯片的性能，用于密封第二空间80的第二粘接胶圈3031和第四粘接胶圈3032上例如开设有开口3017。其中，例如可以仅在第二粘接胶圈3031或第四粘接胶圈3032上设置开口3017，也可以在第二粘接胶圈3031和第四粘接胶圈3032上均设置开口3017，本领域技术人员可根据需要确定开口的数量、大小和位置，本申请对此不做限制。
其中，第一粘接胶圈3021和第二粘接胶圈3031的成型过程参考上述，在此不再赘述。
第三粘接胶圈3022和第四粘接胶圈3032的具体成型过程可以是，该粘接剂首先被涂抹在该第一支架302和该第二支架303的第二端，然后，使得盖板301将该粘接剂压紧，第一支架302上的粘接剂固化后形成第三粘接胶圈3022，第二支架303上的粘接剂固化后形成第四粘接胶圈3032。
此外，粘接剂也可以先涂抹在盖板301上，然后，该粘接剂随着盖板301附着在第一支架302的第二端形成第三粘接胶圈3022，附着在第二支架303的第二端则形成第四粘接胶圈3032。
本申请实施例中的粘接胶圈以长方形环状结构为例，当然在能够实现本发明目的的情况下，粘接胶圈并不局限于长方形环状，也可以为圆环状、椭圆形环状、梯形环状或其他形状。在本申请实施例中，粘接胶圈的形状和大小与支架的形状和大小保持一致。
本申请提供一种用于对如上的任意一种封装芯片进行制作的方法，在该封装芯片如图1所示TIM40的材质为铟，填充材料的材质为硅胶或者聚烯烃树脂的情况下，如图6所示，该方法包括：
S101、如图7a、图7b所示，将芯片固定在基板的第一表面上。
将芯片20固定在基板10的第一表面上，包括：如图7a所示，在芯片20的第一表面上设置焊球50，并通过回流焊的方式将焊球50与基板10的第一表面连接，以及如图7b所示，在焊球50的间隙中注入填充材料60。
S102、如图7c所示，在芯片20背离基板10的表面上放置TIM40，同时，在基板10的第一表面上涂抹粘结剂101。
S103、如图7d所示，将第一支架302和第二支架303的第一端分别与粘结剂连接，第一支架302和第二支架303的第二端连接有盖板301，盖板301与TIM40接触，其中，第一支架302环绕芯片20，第二支架303环绕第一支架302，基板10的第一表面、盖板301和第一支架302共同围设成第一空间70，芯片20容纳于第一空间70。盖板301包括与TIM40相对的第一盖板3012、与第一支架302相对的第二盖板3013、与第二支架303相对的第三盖板3014、位于第一盖板3012和其二盖板301之间的第四盖板3015，以及位于第二盖板3013和第三盖板3014之间的第五盖板3016，第四盖板3015上设有孔3011。
在本申请实施例的另一种实现方式中，也可以先将粘接剂涂抹在第一支架302和第二支架303的第一端，然后，该粘接剂随着支架附着在基板10的第一表面。
S104、如图7d所示，加热以融化TIM40，使得TIM40的第一表面与芯片20的第二表面连接，TIM40的第二表面与盖板301连接。
S105、如图7d所示，固化TIM40，使得芯片20通过固化后的TIM40与盖板301连接，同时固化粘接剂，以形成粘接胶圈。
其中，位于第一支架302第一端的粘接剂固化后形成第一粘接胶圈3021，位于第一支架302的第二端的粘接剂固化后形成第三粘接胶圈3022，位于第二支架303的第一端的粘接剂固化后形成第二粘接胶圈3031，位于第二支架303的第二端的粘接剂固化后形成第四粘接胶圈3032。
第一粘接胶圈3021和第三粘接胶圈3022用于密封第一空间70，第二粘接胶圈3031和第四粘接胶圈3032用于密封第二空间80。
第一粘接胶圈3021和第三粘接胶圈3022例如为完整的环形结构，第二粘接胶圈3031和第四粘接胶圈3032上则设置有与外部环境相连通的开口。
S106、如图7e所示，通过孔3011注入填充材料，其中，填充材料邻接芯片20和TIM40的侧面，并填充第一空间70。
S107、如图7e所示，固化填充材料。
S108、如图7f所示，在基板10的第二表面上设置焊球。
芯片20完成封装后，例如可以在基板10的第二表面上设置焊球，并通过回流焊的方式将焊球与电路板的第一表面连接。
要说明的是，本申请对上述步骤的先后顺序不做限定，根据制作工艺的不同，可以对上述步骤的先后顺序进行调整。例如，上述步骤S101中在将芯片20固定在基板10第一表面时，如图7b所示，在芯片20的焊球间隙中注入填充材料，可以位于步骤S107之前。此时，用于填充焊球间隙的填充材料与填充第一空间70的填充材料可采用不同材料。
或者，又例如，上述步骤S102可以合并入步骤S107，即同时向第一空间70和芯片20的焊球间隙中注入填充材料，此时，用于填充焊球间隙的填充材料与填充第一空间70的填充材料材质相同。
此外，本申请还提供一种用于对如上的用于对如上的任意一种封装芯片进行制作的方法，在该封装芯片中的TIM和填充材料均为硅胶材质的情况下，如图8所示，该方法包括：
S201、如图9a、图9b所示，将芯片20固定在基板10的第一表面上。
将芯片20固定在基板10的第一表面上，包括：在芯片20的第一表面上设置焊球，并通过回流焊的方式将焊球与基板10的第一表面连接。以及如图9b所示，在芯片20和第一表面和基板10的第一表面的间隙注入填充材料。
S202、如图9c所示，在基板10的第一表面上涂抹粘结剂；
S203、如图9d所示，将第一支架302和第二支架303的第一端分别与粘结剂连接，第一支架302和第二支架303的第二端连接有盖板301。其中，第一支架302环绕芯片20，第二支架303环绕第一支架302，基板10的第一表面、盖板301和第一支架302共同围设成第一空间70，芯片20容纳于第一空间70。盖板301包括与芯片20相对的第一盖板3012、与第一支架302相对的第二盖板3013、与第二支架303相对的第三盖板3014、位于第一盖板3012和其二盖板301之间的第四盖板3015，以及位于第二盖板3013和第三盖板3014之间的第五盖板3016，第一盖板3012或第四盖板3015上设有孔3011。
S204、如图9d所示，固化粘接剂，以形成粘接胶圈。
S205、如图9e所示，通过孔3011注入填充材料，其中，填充材料邻接芯片20和TIM40的侧面，并填充第一空间70。
S206、如图9e所示，固化填充材料。
S207、如图9f所示，在基板10的第二表面上设置焊球。
芯片20完成封装后，例如可以在基板10的第二表面上设置焊球，并通过回流焊的方式将焊球与电路板的第一表面连接。
其中，在步骤S103和步骤S203中，第一支架302和第二支架303的第二端连接有盖板301，例如包括：第一支架302和第二支架303例如可以和盖板301一体成型，或者第一支架302和第二支架303可以通过粘接胶圈与与盖板301固定连接。
若第一支架302和第二支架303和盖板301一体成型，则可以将第一支架302、第二支架303、基板10作为一个整体，只需要将第一支架302和第二支架303的第一端固定连接与基板10的第一表面固定连接。
若第一支架302和第二支架303通过粘接胶圈与与盖板301固定连接，则如图10所示，所述封装芯片的制作方法还包括如下步骤：
S1031、如图11a所示，将第一支架和第二支架的第一端与粘结剂101连接，盖板与TIM接触，其中，第一支架环绕芯片，第二支架第一支架，基板的第一表面、盖板和第一支架共同围设成第一空间，基板的第一表面、第一支架、第二支架和盖板共同围设成第二空间,第一空间的盖板上设有孔；
S1032、如图11b所示，在第一支架302和第二支架303的第二端涂抹粘接剂101。
S1033、如图11c所示，将盖板301与第一支架302和第二支架303的第二端连接。
其中，在本申请实施例的另一种实现方式中，也可以先将粘接剂涂抹在盖板301上，然后，该粘接剂随着盖板301附着在第一支架302和第二支架303的第二端。
本申请实施例提供的封装芯片的制作方法，与前述实施例提供的芯片20封装结构具有相同的技术效果，此处不再赘述。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种封装芯片，其特征在于，包括：基板、芯片、和散热器；
所述散热器包括第一支架、第二支架和盖板，所述第一支架和所述第二支架设置在所述基板上，所述盖板被所述第一支架和所述第二支架支撑于所述基板上；
所述第一支架为密封的环形支架，所述第一支架和所述盖板围成第一空间，所述芯片被容纳在所述第一空间内，所述芯片和所述盖板之间设置有热界面材料，
所述盖板上设置有与所述第一空间相通的孔，所述孔和所述第一空间中被充满填充材料；
所述第二支架位于所述第一空间外部。
2.根据权利要求1所述的封装芯片，其特征在于，所述第一支架、所述第二支架与所述盖板一体成型，所述第一支架和所述第二支架分别通过粘接件与所述基板连接。
3.根据权利要求1所述的封装芯片，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架的第一端分别通过粘接件与所述基板连接，且所述第一支架和所述第二支架的第二端分别通过粘接件与所述盖板连接。
4.根据权利要求2或3所述的封装芯片，其特征在于，所述第二支架为环绕所述第一支架和所述芯片设置的环形支架，所述第二支架沿所述基板的周边设置，所述第二支架或所述第二支架与所述基板之间的粘接件上设有开口。
5.根据权利要求1-3任一项所述的封装芯片，其特征在于，所述第二支架包括2个或2个以上的支撑件，所述支撑件沿所述基板的周边均匀排布。
6.根据权利要求1-3任一项所述的封装芯片，其特征在于，所述热界面材料和所述填充材料的材质均为硅胶，或者所述热界面材料和所述填充材料的材质均为聚烯烃树脂，所述热界面材料和所述填充材料通过注塑的方式一体成型。
7.根据权利要求6所述的封装芯片，其特征在于，所述盖板包括与所述芯片相对的第一盖板、与所述第一支架相对的第二盖板和位于所述第一盖板和第二盖板之间的第三盖板，所述孔位于所述第一盖板或所述第三盖板上，所述填充材料经由所述孔注入到所述第一空间中。
8.根据权利要求1-3任一项所述的封装芯片，其特征在于，所述热界面材料的材质为铟，所述填充材料的材质为硅胶或聚烯烃树脂，所述填充材料在所述热界面材料成型后，通过注塑的方式成型。
9.根据权利要求8所述的封装芯片，其特征在于，所述盖板包括与所述芯片相对的第一盖板、与所述第一支架相对的第二盖板和位于所述第一盖板和第二盖板之间的第三盖板，所述孔位于所述第三盖板上，所述填充材料经由所述孔注入到所述第一空间中。
10.一种封装芯片的制作方法，其特征在于，热界面材料的材质为铟，填充材料的材质为硅胶或聚烯烃树脂，所述方法包括：
将芯片固定在基板的第一表面上；
在芯片背离所述基板的表面上放置热界面材料，同时，在所述基板的第一表面涂抹粘结剂；
将第一支架和第二支架的第一端分别与所述粘结剂连接，所述第一支架和所述第二支架的第二端连接有盖板，所述盖板与所述热界面材料接触，其中，所述第一支架环绕所述芯片，所述第二支架环绕所述第一支架，所述基板的第一表面、所述盖板和所述第一支架共同围设成第一空间，所述第一空间的盖板上设有孔，其中，所述盖板与所述第一支架、第二支架一体成型，或所述盖板通过粘接剂与所述第一支架和所述第二支架连接；
加热以融化所述热界面材料，使得所述热界面材料密封所述芯片与所述盖板之间的缝隙；
固化所述热界面材料，使得所述芯片通过固化后的热界面材料与所述盖板连接，同时固化所述粘接剂，以形成粘接胶圈；
通过所述孔注入填充材料，以填充所述第一空间；
固化所述填充材料。
11.一种封装芯片的制作方法，其特征在于，热界面材料和填充材料的材质均为硅胶，或者所述热界面材料和所述填充材料的材质均为聚烯烃树脂，所述方法包括：
将芯片固定在基板的第一表面上；
在所述基板的第一表面涂抹两圈粘结剂；
将第一支架和第二支架的第一端分别与所述粘结剂连接，所述第一支架和所述第二支架的第二端连接有盖板，所述盖板与所述热界面材料接触，其中，所述第一支架环绕所述芯片，所述第二支架环绕所述第一支架，所述基板的第一表面、所述盖板和所述第一支架共同围设成第一空间，所述第一空间的盖板上设有孔，其中，所述盖板与所述第一支架、第二支架一体成型，或所述盖板通过粘接剂与所述第一支架和所述第二支架连接；
固化所述粘接剂，以形成粘接胶圈；
通过所述孔注入填充材料，以填充所述第一空间；
固化所述填充材料。
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