CN116130451A - 芯片封装结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种芯片封装结构及其制备方法，该芯片封装结构，包括：基板，包括传热结构和导电线路，基板上设有焊盘，焊盘与导电线路电连接，传热结构布置在焊盘的周侧；和芯片，具有焊脚，焊脚与焊盘之间设置有导电材料，芯片与基板键合时，芯片的焊脚通过导电材料与焊盘连接；传热结构用于将外部热能传导至导电材料，使导电材料融化以将焊脚与焊盘固化键合。本申请技术方案有效解决了传统芯片封装结构制程复杂、生产效率低的技术问题。

Description

芯片封装结构及其制备方法
技术领域
本申请涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展，电子产品朝着轻薄小的方向高歌猛进。其中，倒装芯片键合工艺为制作封装尺寸更小，性能更优的芯片封装结构提供了技术保障。
相关技术中，倒装芯片键合工艺是将芯片与基板连接成一体的一种互连形式。其主要通过先在基板上印刷锡膏，然后将倒装芯片逐颗放置于基板焊点位置的锡膏上，最后将放好芯片的基板放置回流焊炉的传送带上，通过回流焊炉使锡膏固化，从而将芯片固定在基板上。由于基板从进入回流焊炉至芯片固定会顺次经过预热区、恒温区、回流焊区和冷却区，制程繁多，回流焊时间长，使得倒装芯片键合工艺的生产效率低下，且不适用于小规模实验验证。
发明内容
本申请提供了一种芯片封装结构及其制备方法，以解决传统芯片封装结构制程复杂、生产效率低的技术问题。
为此，第一方面，本申请提供了一种芯片封装结构，包括：
基板，包括传热结构和导电线路，基板上设有焊盘，焊盘与导电线路电连接，传热结构布置在焊盘的周侧；和
芯片，具有焊脚，焊脚与焊盘之间设置有导电材料，芯片与基板键合时，芯片的焊脚通过导电材料与焊盘连接；传热结构用于将外部热能传导至导电材料，使导电材料融化以将焊脚与焊盘固化键合。
在一种可能的实施方式中，传热结构包括第一传热件，第一传热件贯穿基板并布置于焊盘的周侧。
在一种可能的实施方式中，第一传热件的材质为金属材料，第一传热件与焊盘间隔设置；和/或，
第一传热件的材质为金属材料，第一传热件避开导电线路设置。
在一种可能的实施方式中，第一传热件的材质为绝缘材料，第一传热件的至少部分与焊盘贴合。
在一种可能的实施方式中，第一传热件贴合于焊盘的周缘。
在一种可能的实施方式中，第一传热件包括多个第一导热柱，多个第一导热柱围设于焊盘。
在一种可能的实施方式中，第一传热件还包括第二导热柱及位于第一导热柱和第二导热柱之间的连接部，第一导热柱的数量大于第二导热柱的数量。
在一种可能的实施方式中，传热结构还包括第二传热件，第二传热件设于焊盘和导电材料之间。
在一种可能的实施方式中，第二传热件包括第一助焊材料，基板上的焊盘形成一个或多个焊盘组，每个焊盘组分别对应键合一个芯片，焊盘组包括对应布置在芯片边缘的外围焊盘，至少部分外围焊盘上设置有第一助焊材料，第一助焊材料在基板上的正投影至少部分位于芯片在基板上的正投影的外侧。
在一种可能的实施方式中，第二传热件还包括第二助焊材料，焊盘组还包括内侧焊盘，外围焊盘围绕内侧焊盘，至少部分内侧焊盘上设置有第二助焊材料，第一传热件围设于内侧焊盘的周侧。
在一种可能的实施方式中，第一传热件包括多个第一导热柱、第二导热柱及位于第一导热柱和第二导热柱之间的连接部，多个第一导热柱围设于内侧焊盘的周侧，第一导热柱的数量大于第二导热柱的数量。
在一种可能的实施方式中，第二助焊材料的熔点为65℃~135℃。
第二方面，本申请还提供了一种芯片封装结构的制备方法，包括：
提供基板，基板包括传热结构和导电线路，基板上设有焊盘，焊盘与导电线路电连接，传热结构布置在焊盘的周侧；
提供芯片，芯片具有焊脚，焊脚与焊盘之间设置有导电材料；
将芯片的焊脚通过导电材料与焊盘连接；
采用激光照射传热结构，以将外部热能通过传热结构传导至芯片的导电材料；
待导电材料融化后停止激光照射，以使导电材料与焊盘固化键合。
在一种可能的实施方式中，传热结构包括第一传热件，第一传热件贯穿基板并布置于焊盘的周侧，采用激光照射传热结构包括：
激光从基板远离芯片的一侧照射第一传热件，以将热能通过第一传热件传导至导电材料。
在一种可能的实施方式中，传热结构还包括第二传热件，第二传热件包括第一助焊材料，基板上的焊盘形成一个或多个焊盘组，每个焊盘组分别对应键合一个芯片，焊盘组包括对应布置在芯片边缘的外围焊盘，至少部分外围焊盘上设置有第一助焊材料，第一助焊材料在基板上的正投影至少部分位于芯片在基板上的正投影的外侧，采用激光照射传热结构包括：
激光从基板设置有芯片的一侧照射第一助焊材料，以将热能通过第一助焊材料传导至导电材料。
在一种可能的实施方式中，第二传热件还包括第二助焊材料，焊盘组还包括内侧焊盘，外围焊盘围绕内侧焊盘，至少部分内侧焊盘上设置有第二助焊材料，第一传热件围设于内侧焊盘的周侧，采用激光照射传热结构包括：
激光从基板远离芯片的一侧照射第一传热件，以将热能通过第一传热件和第二助焊材料传导至导电材料。
根据本申请提供的芯片封装结构及其制备方法，该芯片封装结构，包括：基板，包括传热结构和导电线路，基板上设有焊盘，焊盘与导电线路电连接，传热结构布置在焊盘的周侧；和芯片，具有焊脚，焊脚与焊盘之间设置有导电材料，芯片与基板键合时，芯片的焊脚通过导电材料与焊盘连接；传热结构用于将外部热能传导至导电材料，使导电材料融化以将焊脚与焊盘固化键合。本申请技术方案，通过增设传热结构将外部热能传递至焊盘上，并通过焊盘将热量传递至芯片的导电材料上，实现导电材料的升温融化；之后，融化的导电材料与焊盘固化键合，从而实现芯片与基板的键合固定。该芯片封装结构规避了传统倒装芯片键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片的制程，极大缩短了芯片与基板的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。此外，在后期需要对芯片进行拆除实验或者芯片修复时，可直接对传热结构加热，以再次融化导电材料，使基板与芯片的连接处呈液态连接状态，方便芯片拆除、移取，有利于小规模实验验证和后期的故障修复。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
图1示出本申请第一实施例提供的芯片封装结构的侧视图；
图2示出本申请第一实施例提供的基板的俯视图；
图3示出本申请第一实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图；
图4示出本申请第二实施例提供的芯片封装结构的侧视图；
图5示出本申请第二实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图；
图6示出本申请第三实施例提供的基板的俯视图；
图7示出本申请第四实施例提供的芯片封装结构的侧视图；
图8示出本申请第四实施例提供的芯片封装结构的俯视图；
图9示出本申请第四实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图；
图10示出本申请第五实施例提供的芯片封装结构的侧视图；
图11示出本申请第五实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图；
图12示出本申请第六实施例提供的芯片封装结构的侧视图。
附图标记说明：
100、基板；110、传热结构；111、第一传热件；1111、第一导热柱；1112、第二导热柱；1113、连接部；112、第二传热件；1121、第一助焊材料；1122、第二助焊材料；120、导电层；130、绝缘层；
200、芯片；210、焊脚；
300、焊盘；310、外围焊盘；320、内侧焊盘；
400、导电材料。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。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劳动的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。
第一实施例
图1示出第一实施例提供的芯片封装结构的侧视图（图1中的箭头为激光照射方向）；图2示出第一实施例提供的基板100的俯视图；图3示出第一实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图。
参见图1和图2，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。
本实施例中，通过增设传热结构110将外部热能传递至焊盘300上，并通过焊盘300将热量传递至芯片200的导电材料400上，实现导电材料400的升温融化；之后，融化的导电材料400与焊盘300固化键合，从而实现芯片200与基板100的键合固定。该芯片封装结构规避了传统倒装芯片200键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片200的制程，极大缩短了芯片200与基板100的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。
此外，在后期需要对芯片200进行拆除实验或者芯片200修复时，可直接对传热结构110加热，以再次融化导电材料400，使基板100与芯片200的连接处呈液态连接状态，方便芯片200拆除、移取，有利于小规模实验验证和后期的故障修复。
具体而言，将芯片封装结构配置为至少包括基板100和芯片200的组合构件。其中，该基板100被配置为至少包括导电线路及传热结构110的组合构件，该基板100上还设置有焊盘300，该焊盘300与导电线路电连接，以在基板100上形成导电线路的外接端口；该传热结构110配置在焊盘300的周侧，以将外部热能传递给焊盘300，对焊盘300加热。其中，该芯片200上配置有焊脚210，在焊脚210与焊盘300之间还配置有导电材料400，导电材料400加热易融化。如此，当将芯片200装配在基板100上时，导电材料400同时抵接至焊脚210与焊盘300上，此时，外部热能通过传热结构110进入焊盘300，再通过焊盘300传递至导电材料400上，使导电材料400升温融化；融化后的导电材料400与焊盘300键合，从而实现芯片200与基板100的键合固定。整个芯片封装结构的键合流程简单易作业，有效提高了芯片200与基板100的键合固化效率，提高了芯片封装结构的生产效率。
在一示例中，基板100包括导电层120和绝缘层130，该绝缘层130与导电层120重叠设置，以通过绝缘层130实现对导电线路的绝缘保护。绝缘层130、导电层120及传热结构110通过层压或沉积的方式制备而成。具体而言，导电层120可由多层导电线路和绝缘部分组成。
可以理解的是，传热结构的至少部分需要暴露于外界，以便于激光照射、对其直接加热。
在一示例中，导电材料400为锡、铜或金等。导电材料400可以是球状，也可以是块状，还可以是其他固体形状，只要其能够在加热后融化即可，本申请在此不作具体限制。
在一种可能的实施方式中，传热结构110包括第一传热件111，第一传热件111贯穿基板100并布置于焊盘300的周侧。
本实施例中，将传热结构110配置为第一传热件111，该第一传热件111穿设于基板100上，且分布在焊盘300的周侧，如此，以便于对焊盘300传热，使焊盘300受热均匀。
在一种可能的实施方式中，第一传热件111的材质为金属材料，第一传热件111与焊盘300间隔设置；和/或，
第一传热件111的材质为金属材料，第一传热件111避开导电线路设置。
本实施例中，为提高第一传热件111的导热性能，选择金属材料制备第一传热件111。同时，为了防止第一传热件111与焊盘300或导电线路接触后造成短路/降低芯片封装结构可靠性，需将第一传热件111与焊盘300间隔设置。以及，在布置第一传热件111时，需避开导电线路，避免第一传热件111与导电线路接触短路。
具体来说，在一些实施例中，由于导电线路可能存在多层，因此第一传热件111可适应性呈弯绕状贯穿于基板100，以避让导电线路。
在一示例中，第一传热件111的材质为银、铜、金、铝、钠、钼、钨、锌、镍、铁、铂、锡、铅中的任一者或其组合。例如但不限于，第一传热件111的材质为银镍合金。
在一种可能的实施方式中，第一传热件111包括多个第一导热柱1111，多个第一导热柱1111围设于焊盘300。
实际作业中，仅采用一个导热柱传导热量时，为了使传导至焊盘300上的热量足够将导电材料400融化，则需要将导热柱的横截面积设计得较大/很大。这样，在设计导电线路时，需预留出较大尺寸/面积的避让区，严重影响导电线路的设计。另外，采用多个导热柱来传递热量，且多个导热柱围绕于焊盘300能够有利于使得热量均匀传递至焊盘上的导电材料上。
在一示例中，第一导热柱1111靠近焊盘300端呈螺纹状设置，如此，以增大第一导热柱1111与焊盘300的接触面积，提高传热效率。
基于此，在本实施例中，为了减小第一导热柱1111贯穿基板100时，需预留较大尺寸的避让区，将第一传热件111配置为多个第一导热柱1111，拟通过间隔围设于焊盘300的周缘的多个导热柱实现导电材料400最低融点所需热量的传导，实现传热结构110的多位点传热，提高焊盘300的受热均匀性，从而提高导电材料400的受热均匀性。也即是说，本实施例中将导电线路中的单个大面积避让区分散成多个小单元避让区，使导电线路上的单个避让区的面积大幅减小，大幅降低了导电线路的设计难度。
在一示例中，第一导热柱1111的横截面积小于焊盘300在基板100上的投影面积，以进一步减小导电线路中单个避让区的避让面积。
此外，参见图3，本申请还提供了一种芯片封装结构的制备方法，包括：
步骤S10、提供基板100，基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧；
步骤S11、提供芯片200，芯片200具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400；
步骤S12、将芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；
步骤S13、采用激光从基板100远离芯片200的一侧照射第一导热柱1111，以将外部热能通过第一导热柱1111传导至导电材料400；
步骤S14、待导电材料400融化后停止激光照射，以使导电材料400与焊盘300固化键合。
本实施例中，通过激光照射第一导热柱1111以将外部热能传递至焊盘300上，并通过焊盘300将热量传递至导电材料400上，实现导电材料400的升温融化；融化后的导电材料400与焊盘300固化键合，从而实现芯片200与基板100的键合固定。该芯片封装结构的制备方法规避了传统倒装芯片200键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片200的制程，极大缩短了芯片200与基板100的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。
此外，在后期需要对芯片200进行拆除实验或者芯片200修复时，可直接对传热结构110加热，以再次融化导电材料400，使基板100与芯片200的连接处呈液态连接状态，方便芯片200拆除、移取，有利于小规模实验验证和后期的故障修复。
第二实施例
图4示出第二实施例提供的封装结构的侧视图；图5示出第二实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图。
参见图4，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。本实施例中的芯片封装结构与第一实施例中的芯片封装结构的区别之处在于：本实施例中的第一传热件111还包括第二导热柱1112及位于第一导热柱1111和第二导热柱1112之间的连接部1113，第一导热柱1111的数量大于第二导热柱1112的数量。
本实施例中，为避免第一传热件111的数量配置过多而影响基板100导电线路原有电路线路设计，使被迫更改电路线路后芯片封装结构的性能变差，将第一传热件111配置为至少包括第二导热柱1112、连接部1113及多个第一导热柱1111的组合构件，多个第一导热柱1111围设于焊盘300的周侧，连接部1113的一端连接于多个第一导热柱1111，第二导热柱1112连接于连接部1113的另一端，如此，外部热量可顺次经过第二导热柱1112、连接部1113及第一导热柱1111传导至焊盘300上，再通过焊盘300传导至导电材料400上。
由上，通过配置第二导热柱1112和连接部1113，将导电线路层中分散的导热柱汇聚成一个，有效减少了导电线路中第一传热件111的零散程度，使基板100的导电线路可以保持原有线路设计，并且不会影响芯片200与基板100键合后的性能。
具体来说，连接部1113应位于导电层120内，以使连接部1113至绝缘层130之间的导电层120部分利于布置导电线路。
进一步地，在一示例中，第一导热柱1111所占据基板100的纵向长度应小于第二导热柱1112所占据基板100的纵向长度，以尽可能减少零散的第一导热柱1111在基板100内的占比空间。
在一示例中，第二导热柱1112的数量与焊盘300的数量相同，也即是说，一个第二导热柱1112对应一个焊盘300设置，方便针对性通过第二导热柱1112对焊盘300一对一传热。因此，可针对性地对基板100上的某一芯片200所对应的焊盘300进行加热，从而有利于后续芯片200的修复及更换。
此外，参见图5，本申请还提供了一种芯片封装结构的制备方法，包括：
步骤S20、提供基板100，基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧；
步骤S21、提供芯片200，芯片200具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400；
步骤S22、将芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；
步骤S23、采用激光从基板100远离芯片200的一侧照射第二导热柱1112，以将外部热能通过第二导热柱1112、连接部1113及第一导热柱1111传导至导电材料400；
步骤S24、待导电材料400融化后停止激光照射，以使导电材料400与焊盘300固化键合。
本实施例中，通过激光照射第二导热柱1112以将外部热能通过第二导热柱1112、连接部1113及第一导热柱1111精准传递至焊盘300上，并通过焊盘300将热量传递至芯片200的导电材料400上，实现导电材料400的升温融化；融化后的导电材料400与焊盘300固化键合，从而实现芯片200与基板100的键合固定。该芯片封装结构的制备方法规避了传统倒装芯片200键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片200的制程，极大缩短了芯片200与基板100的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。并且，在后期需要对芯片200进行拆除实验或者芯片200修复时，可直接对传热结构110加热，以再次融化导电材料400，使基板100与芯片200的连接处呈液态连接状态，方便芯片200拆除、移取，有利于小规模实验验证和后期的故障修复。
此外，将第一传热件111配置为至少包括第二导热柱1112、连接部1113及多个第一导热柱1111的组合构件，利用第二导热柱1112和连接部1113对外部热能进行汇流-分流操作，有效规避了贯穿基板100的第一传热件111在空间上对导电线路中的原有线路的不利影响，提高了芯片封装结构键合后的性能。
第三实施例
图6示出第三实施例提供的基板100的俯视图。
参见图6，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。本实施例中的芯片封装结构与第一实施例中的芯片封装结构的区别之处在于：本实施例中的第一传热件111的材质为绝缘材料，第一传热件111的至少部分与焊盘300贴合。
本实施例中，选择绝缘材料制备第一传热件111。同时，当采用绝缘材料时，第一传热件111即使与焊盘300与导电层内的电路接触也不会导致短路或者影响可靠性，因此，为提高第一传热件111与焊盘300之间的热传导效率和导热性能，将第一传热件111贴合设置在焊盘300的周侧上。
在一示例中，第一传热件111的顶部与焊盘300的底部周缘相接触，此时，第一传热件111的顶部与基板100的顶部相齐平，如此，通过第一传热件111的顶壁与焊盘300的底壁接触，实现第一传热件111与焊盘300的传热。
在一示例中，第一传热件111的材质为玻璃或陶瓷。
在一种可能的实施方式中，第一传热件111贴合于焊盘300的周缘。
本实施例中，第一传热件111凸出基板100，并与焊盘300的侧缘周缘相接触，如此，通过第一传热件111的内侧壁与焊盘300的外周侧壁接触，实现第一传热件111与焊盘300的传热。由于第一传热件111和焊盘300的四周侧缘均有效接触，使得焊盘300受热均匀，导电材料400受热均匀，焊脚210与焊盘300的键合质量高。同时，由于第一传热件111在焊盘300四周形成侧向凸起，有效增加了第一传热件111与焊盘300的接触面积，加快了导电材料400与焊盘300的键合效率。
应当理解，第一传热件111的顶部与焊盘300的顶部相齐平，或者第一传热件111的顶部低于焊盘300的顶侧，如此，避免第一传热件111伸出焊盘300影响芯片200与基板100的键合。
第四实施例
图7示出第四实施例提供的芯片封装结构的侧视图（图7中箭头方向为激光照射方向）；图8示出第四实施例提供的芯片封装结构的俯视图；图9示出第四实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图。
参见图7和图8，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。本实施例中的芯片封装结构与第一实施例中的芯片封装结构的区别之处在于：本实施例中的传热结构110还包括第二传热件112，第二传热件112设于焊盘300和导电材料400之间；第二传热件112包括第一助焊材料1121，基板100上的焊盘300形成一个或多个焊盘组，每个焊盘组分别对应键合一个芯片200，焊盘组包括对应布置在芯片200边缘的外围焊盘310，至少部分外围焊盘310上设置有第一助焊材料1121，第一助焊材料1121在基板100上的正投影至少部分位于芯片200在基板100上的正投影的外侧。
本实施例中，为进一提高芯片200与基板100的键合稳定性，使芯片200焊脚210数量较多（如BGA封装芯片200，其上布置有若干呈阵列分布的焊脚210）时，也能满足其与基板100的键合固化，在外围焊盘310与导电材料400之间配置了第一助焊材料1121。该外围焊盘310位于芯片200的周缘，该第一助焊材料1121在基板100上的正投影至少部分位于芯片200在基板100上的正投影的外侧，也即是说，从芯片200侧俯视芯片封装结构，第一助焊材料1121至少部分伸出芯片200，如此，以通过露出芯片200的第一助焊材料1121吸收外部热能，并将该外部热能传递至余下部分第一助焊材料1121，使第一助焊材料1121完全融化，从而实现与第一助焊材料1121对应的外围焊盘310与导电材料400的键合固化。
此外，本实施例利用露出的第一助焊材料1121将外部热能精准传导至未露出的第一助焊材料1121，使第一助焊材料1121与基板100上的外围焊盘310固化键合，可灵活针对单个或多个芯片200进行键合，适用于芯片封装结构的小规模实验验证或规模化生产。后期修复时，可通过第一助焊材料1121传热进行针对性修复，无需对芯片封装结构整体加热键合固定。对一些热敏感或品质较差的芯片200，可有效保证芯片封装结构的稳定性，防止芯片封装结构出现热失效的问题。
在一示例中，第一助焊材料1121为锡、银、铜、金等金属材料。第一助焊材料1121可通过丝网印刷、喷涂、沉积或化学镀等方式制备在焊盘300上。
此外，参见图9，本申请还提供了一种芯片封装结构的制备方法，传热结构110还包括第二传热件112，第二传热件112包括第一助焊材料1121，基板100上的焊盘300形成一个或多个焊盘组，每个焊盘组分别对应键合一个芯片200，焊盘组包括对应布置在芯片200边缘的外围焊盘310，至少部分外围焊盘310上设置有第一助焊材料1121，第一助焊材料1121在基板100上的正投影至少部分位于芯片200在基板100上的正投影的外侧，包括：
步骤S40、提供基板100，基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧；
步骤S41、提供芯片200，芯片200具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400；
步骤S42、将芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；
步骤S43、采用激光从基板100设置有芯片200的一侧照射第一助焊材料1121，以将外部热能通过第一助焊材料1121传导至外围焊盘310对应的导电材料400；
步骤S44、待导电材料400融化后停止激光照射，以使导电材料400与焊盘300固化键合。
本实施例中，通过激光照射第一助焊材料1121以将外部热能传递至部分第一助焊材料1121上，再传递至余下部分第一助焊材料1121上，实现第一助焊材料1121的升温融化，融化后的第一助焊材料1121与对应外围焊盘310固化键合，实现芯片200与外围焊盘310的键合固定。该芯片封装结构的制备方法规避了传统倒装芯片200键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片200的制程，极大缩短了芯片200与基板100的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。
此外，通过在外围焊盘310与导电材料400之间配置了第一助焊材料1121，保证芯片200焊脚210数量较多（如BGA封装芯片200，其上布置有若干呈阵列分布的焊脚210）时，也可满足芯片200与基板100的键合固化，同时保证键合后的芯片封装结构的性能。
第五实施例
图10示出第五实施例提供的芯片封装结构的侧视图（图10中箭头方向为激光照射方向）；图11示出第五实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图。
参见图10，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。本实施例中的芯片封装结构与第四实施例中的芯片封装结构的区别之处在于：本实施例中的第二传热件112还包括第二助焊材料1122，焊盘组还包括内侧焊盘320，外围焊盘310围绕内侧焊盘320，至少部分内侧焊盘320上设置有第二助焊材料1122，第一传热件111围设于内侧焊盘320的周侧。
本实施例中，为进一提高芯片200与基板100的键合稳定性，使芯片200焊脚210数量较多（如BGA封装芯片200，其上布置有若干呈阵列分布的焊脚210）时，也能满足其与基板100的键合固化，在外围焊盘310与导电材料400之间配置了第一助焊材料1121，同时在内侧焊盘320与导电材料400之间配置了第二助焊材料1122。该第二助焊材料1122配置在位于芯片200内部的焊盘300与导电材料400之间，且第一传热件111围设于第二助焊材料1122对应的内侧焊盘320的外周侧，此时，外部热能通过第一传热件111、焊盘300传导至第二助焊材料1122，实现第二助焊材料1122的融化，从而实现与第二助焊材料1122对应的内侧焊盘320与导电材料400的键合固化。如此，仅在第二助焊材料1122对应的内侧焊盘320的外周侧配置第一传热件111，面对焊脚210较多的芯片200与基板100键合时，可有效减少基板100内导电线路中第一传热件111的配置数量，简化基板100的生产工艺；同时，还可避免基板100内第一传热件111数量过多，影响导电线路中原有线路的设计，使键合后的芯片封装结构的性能变差。
此外，本实施例利用露出的第一助焊材料1121将外部热能精准传导至未露出的第一助焊材料1121，使第一助焊材料1121与基板100上的外围焊盘310固化键合；同时，利用第一传热件111将外部热能精准传导至第二助焊材料1122，使第二助焊材料1122与基板100上的内侧焊盘320固化键合，可灵活针对单个或多个芯片200的不同部位进行键合，适用于芯片封装结构的小规模实验验证或规模化生产。后期修复时，可通过第一传热件111传热进行针对性修复，无需对芯片封装结构整体加热键合固定。对一些热敏感或品质较差的芯片200，可有效保证芯片封装结构的稳定性，防止芯片封装结构出现热失效的问题。
在一示例中，采用热熔导电材料制备第二助焊材料1122，该热熔导电材料由聚合物、导电粉末、稳定剂及促进剂等溶剂混合形成。
此外，参见图11，本申请还提供了一种芯片封装结构的制备方法，第二传热件112还包括第二助焊材料1122，焊盘组还包括内侧焊盘320，外围焊盘310围绕内侧焊盘320，至少部分内侧焊盘320上设置有第二助焊材料1122，第一传热件111围设于内侧焊盘320的外周侧，包括：
步骤S50、提供基板100，基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧；
步骤S51、提供芯片200，芯片200具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400；
步骤S52、将芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；
步骤S53、采用激光从基板100设置有芯片200的一侧照射第一助焊材料1121，以将外部热能通过第一助焊材料1121传导至外围焊盘310对应的导电材料400；
步骤S54、同时，采用激光从远离芯片200的一侧照射第一传热件111，以将外部热能通过第一传热件111和第二助焊材料1122传导至内侧焊盘320对应的导电材料400；
步骤S55、待导电材料400融化后停止激光照射，以使导电材料400与焊盘300固化键合。
本实施例中，通过激光照射第一助焊材料1121以将外部热能传递至部分第一助焊材料1121上，再传递至余下部分第一助焊材料1121上，实现第一助焊材料1121的升温融化，融化后的第一助焊材料1121与对应外围焊盘310固化键合，实现芯片200与外围焊盘310的键合固定；同时，通过激光照射第一传热件111以将外部热能精准传递至内侧焊盘320上，并通过内侧焊盘320将热量传递至第二助焊材料1122上，实现第二助焊材料1122的升温融化；融化后的第二助焊材料1122与对应内侧焊盘320固化键合，从而实现芯片200与位于芯片200内部的内侧焊盘320的键合固定。该芯片封装结构的制备方法规避了传统倒装芯片200键合工艺中需通过回流焊炉固定芯片200的制程，极大缩短了芯片200与基板100的键合固化时间，提高了芯片封装结构的生产效率，降低了生产周期。
此外，通过在外围焊盘310与导电材料400之间配置了第一助焊材料1121，同时在内侧焊盘320与导电材料400之间配置了第二助焊材料1122，保证芯片200焊脚210数量较多（如BGA封装芯片200，其上布置有若干呈阵列分布的焊脚210）时，也可满足芯片200与基板100的键合固化，同时保证键合后的芯片封装结构的性能。
第六实施例
图12示出第六实施例提供的芯片封装结构的侧视图。
参见图12，本实施例提供了一种芯片封装结构，包括：基板100和芯片200。该基板100包括传热结构110和导电线路，基板100上设有焊盘300，焊盘300与导电线路电连接，传热结构110布置在焊盘300的周侧。该芯片200，具有焊脚210，焊脚210与焊盘300之间设置有导电材料400，芯片200与基板100键合时，芯片200的焊脚210通过导电材料400与焊盘300连接；传热结构110用于将外部热能传导至导电材料400，使导电材料400融化以将焊脚210与焊盘300固化键合。本实施例中的芯片封装结构与第五实施例中的芯片封装结构的区别之处在于：本实施例中的第一传热件111包括多个第一导热柱1111、第二导热柱1112及位于第一导热柱1111和第二导热柱1112之间的连接部1113，多个第一导热柱1111围设于内侧焊盘320的周缘，第一导热柱1111的数量大于第二导热柱1112的数量。第二助焊材料1122的熔点为65℃~135℃。
本实施例中，由于第二导热柱1112的吸热能力有限，当第一导热柱1111的数量设置过多时，第二导热柱1112无法为多个第一导热柱1111提供足够热能，使第二助焊材料1122达到熔点融化。基于此，为克服第二导热柱1112的吸热能力和传热能力局限性，将第二助焊材料1122的熔点配置为低于第一助焊材料1121的熔点，以使第二助焊材料1122在较低温度下即可实现融化。
在一示例中，第二助焊材料1122的熔点为65℃~135℃，第一助焊材料1121的熔点为140℃~296℃。也就是说，第二助焊材料可为热熔导电材料，主要可由聚合物、导电粉末、稳定剂、促进剂等溶剂混合形成。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：
基板，包括传热结构和导电线路，所述基板上设有焊盘，所述焊盘与所述导电线路电连接，所述传热结构布置在所述焊盘的周侧；和
芯片，具有焊脚，所述焊脚与所述焊盘之间设置有导电材料，所述芯片与所述基板键合时，所述芯片的焊脚通过所述导电材料与所述焊盘连接；所述传热结构用于将外部热能传导至所述导电材料，使所述导电材料融化以将所述焊脚与所述焊盘固化键合。
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述传热结构包括第一传热件，所述第一传热件贯穿所述基板并布置于所述焊盘的周侧。
3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件的材质为金属材料，所述第一传热件与所述焊盘间隔设置；和/或，
所述第一传热件的材质为金属材料，所述第一传热件避开所述导电线路设置。
4.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件的材质为绝缘材料，所述第一传热件的至少部分与所述焊盘贴合。
5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件贴合于所述焊盘的周缘。
6.根据权利要求2至4任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件包括多个第一导热柱，多个所述第一导热柱围设于所述焊盘。
7.根据权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件还包括第二导热柱及位于所述第一导热柱和所述第二导热柱之间的连接部，所述第一导热柱的数量大于所述第二导热柱的数量。
8.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述传热结构还包括第二传热件，所述第二传热件设于所述焊盘和所述导电材料之间。
9.根据权利要求8所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二传热件包括第一助焊材料，所述基板上的所述焊盘形成一个或多个焊盘组，每个所述焊盘组分别对应键合一个所述芯片，所述焊盘组包括对应布置在所述芯片边缘的外围焊盘，至少部分所述外围焊盘上设置有所述第一助焊材料，所述第一助焊材料在所述基板上的正投影至少部分位于所述芯片在所述基板上的正投影的外侧。
10.根据权利要求9所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二传热件还包括第二助焊材料，所述焊盘组还包括内侧焊盘，所述外围焊盘围绕所述内侧焊盘，至少部分所述内侧焊盘上设置有所述第二助焊材料，所述第一传热件围设于所述内侧焊盘的周侧。
11.根据权利要求10所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一传热件包括多个第一导热柱、第二导热柱及位于所述第一导热柱和所述第二导热柱之间的连接部，多个所述第一导热柱围设于所述内侧焊盘的周侧，所述第一导热柱的数量大于所述第二导热柱的数量。
12.根据权利要求10所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二助焊材料的熔点为65℃~135℃。
13.一种芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供基板，所述基板包括传热结构和导电线路，所述基板上设有焊盘，所述焊盘与所述导电线路电连接，所述传热结构布置在所述焊盘的周侧；
提供芯片，所述芯片具有焊脚，所述焊脚与所述焊盘之间设置有导电材料；
将所述芯片的焊脚通过所述导电材料与所述焊盘连接；
采用激光照射所述传热结构，以将外部热能通过所述传热结构传导至所述芯片的所述导电材料；
待所述导电材料融化后停止激光照射，以使所述导电材料与所述焊盘固化键合。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述传热结构包括第一传热件，所述第一传热件贯穿所述基板并布置于所述焊盘的周侧，所述采用激光照射所述传热结构包括：
所述激光从所述基板远离所述芯片的一侧照射所述第一传热件，以将热能通过所述第一传热件传导至所述导电材料。
15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述传热结构还包括第二传热件，所述第二传热件包括第一助焊材料，所述基板上的所述焊盘形成一个或多个焊盘组，每个所述焊盘组分别对应键合一个所述芯片，所述焊盘组包括对应布置在所述芯片边缘的外围焊盘，至少部分所述外围焊盘上设置有所述第一助焊材料，所述第一助焊材料在所述基板上的正投影至少部分位于所述芯片在所述基板上的正投影的外侧，所述采用激光照射所述传热结构包括：
所述激光从所述基板设置有所述芯片的一侧照射所述第一助焊材料，以将热能通过所述第一助焊材料传导至所述导电材料。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述第二传热件还包括第二助焊材料，所述焊盘组还包括内侧焊盘，所述外围焊盘围绕所述内侧焊盘，至少部分所述内侧焊盘上设置有所述第二助焊材料，所述第一传热件围设于内侧焊盘的周侧，所述采用激光照射所述传热结构包括：
所述激光从所述基板远离所述芯片的一侧照射所述第一传热件，以将热能通过所述第一传热件和所述第二助焊材料传导至所述导电材料。
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