CN116261259B - 电路板及芯片组件 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例是一种电路板以及芯片组件,所述电路板,包括:印刷电路PCB板(11);芯片晶圆(12),所述芯片晶圆(12)设置在所述PCB板(11)上,所述芯片晶圆(12)相对于所述PCB板(11)具有第一凸出高度;止挡件,设置在所述PCB板(11)上,所述止挡件相对于所述PCB板(11)上表面具有第二凸出高度;其中,所述第二凸出高度大于所述第一凸出高度,用于在所述电路板(10)上方安装散热器(20)时隔离所述散热器(20)和所述芯片晶圆(12);如此,通过所述止挡件降低所述芯片晶圆所受的压力,保护所述芯片晶圆。
Description
技术领域
本公开涉及芯片制造领域,尤其涉及一种电路板及芯片组件。
背景技术
随着芯片晶圆制造工艺的进步,例如用于中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU)的芯片晶圆功耗增加往往伴随着更加严酷的散热条件,需要芯片晶圆与散热器之间保持良好的贴合。芯片晶圆与散热器贴合的面积越大,芯片晶圆与散热器之间的压力就越大,散热器对芯片晶圆局部的过压力会损坏芯片晶圆。为了保护芯片晶圆,相关技术中,会在芯片晶圆外侧增加封装外壳或者在芯片晶圆下方设置弹点座子缓冲压力。然而这会导致安装复杂,芯片保护成本高。
因此,需要一种简单便捷,降低芯片保护成本的芯片组件。
发明内容
本公开实施例提供一种电路板及芯片组件。
本公开第一方面提供一种电路板,包括:印刷电路PCB板;芯片晶圆,所述芯片晶圆设置在所述PCB板上,所述芯片晶圆相对于所述PCB板具有第一凸出高度;止挡件,设置在所述PCB板上,所述止挡件相对于所述PCB板上表面具有第二凸出高度;其中,所述第二凸出高度大于所述第一凸出高度,用于在所述电路板上方安装散热器时隔离所述散热器和所述芯片晶圆。
可选地,所述电路板,还包括:一个或多个第一连接孔,对称设置在所述PCB板上的所述芯片晶圆周侧;连接件,通过所述连接件安装与所述第一连接孔配合,将所述散热器固定在所述PCB板上。
可选地,所述止挡件为套筒,所述套筒环绕所述连接件。
可选地,所述套筒固定在所述第一连接孔外侧,且朝背离所述芯片晶圆的方向凸起;或者,所述套筒固定在所述第一连接孔内;且所述套筒的外径小于或等于所述第一连接孔的孔径,且所述套筒的内径,大于或等于所述连接件的外径,且等于所述第二凸出高度的所述套筒位于所述第一连接孔外;或者,所述套筒的筒壁具有第一部分和与第一部分连接的第二部分;所述第一部分安装在所述第一连接孔内;所述第二部分位于所述第一连接孔外;所述第二部分的外径大于所述第一连接孔的外径。
可选地,所述止挡件为止挡柱,与所述第一连接孔相邻设置。
可选地,一个所述第一连接孔的周侧对称设置有多个所述止挡柱;或者,一个所述第一连接孔的周侧设置有一个所述止挡柱。
可选地,所述止挡件具有弹性。
本公开第二方面提供一种芯片组件,包括:上述第一方面所述的电路板;通过连接件与所述电路板连接的散热器。
可选地,所述散热器包括:散热片,设置在所述电路板上方,所述散热片用于散热;导热基板,设置在所述散热片与所述芯片晶圆之间,所述导热基板具有下凸部,所述下凸部与所述芯片晶圆相对;所述导热基板用于传导所述芯片晶圆产生的热能至所述散热片。
可选地,所述导热基板包括具有第二连接孔的伸出部,所述第二连接孔用于容置所述连接件的部分;其中,所述伸出部相对于所述下凸部朝向所述导热基板外侧伸出。
可选地,当所述板的止挡件为套筒时,所述套筒环绕所述连接件。
可选地,连接件与所述电路板的第一连接孔内的锁紧件连接,所述止挡件限制对应位置的伸出部在第一预设距离内移动;和/或,在连接件与第一连接孔内的锁紧件接触时,所述止挡件与所述伸出部具有第二预设距离,所述导热基板的下凸部与所述芯片晶圆之间具有第三预设距离;其中,所述第二预设距离大于所述第三预设距离。
本公开第三方面提供一种制造方法,用于上述第二方面所述的芯片组件,包括:在PCB板上安装止挡件;在安装完所述止挡件之后,通过连接件将芯片晶圆的散热器连接在所述PCB板上。
可选地,若所述止挡件为套筒,则所述在PCB板上安装止挡件,包括以下之一:固定所述套筒在所述第一连接孔外侧,使得所述套筒朝背离所述芯片晶圆的方向凸起;将所述套筒固定在所述第一连接孔内;其中,所述套筒的外径小于或等于所述第一连接孔的孔径,且所述套筒的内径,大于或等于所述连接件的外径,且等于第二凸出长度凸出高度的所述套筒位于所述第一连接孔外;将所述套筒的筒壁的第一部分安装在所述第一连接孔内,将所述套筒的筒壁的第二部分安装在所述第一连接孔外;其中,所述第一部分与所述第二部分连接,所述第二部分的外径大于所述第一连接孔的外径。
可选地,若所述止挡件为止挡柱,则所述在PCB板上安装止挡件,包括以下之一:将多个所述止挡柱对称安装在一个所述第一连接孔的周侧;将一个所述止挡柱安装在一个所述第一连接孔的周侧。
本公开的实施例提供的一种电路板,包括:印刷电路PCB板;芯片晶圆,所述芯片晶圆设置在所述PCB板上,所述芯片晶圆相对于所述PCB板具有第一凸出高度;止挡件,设置在所述PCB板上,所述止挡件相对于所述PCB板上表面具有第二凸出高度;其中,所述第二凸出高度大于所述第一凸出高度,用于在所述电路板上方安装散热器时隔离所述散热器和所述芯片晶圆;如此,相对于给芯片晶圆增设外壳或者在芯片晶圆下方设置弹点座子而言,本公开实施例通过止挡件阻止散热器朝向所述芯片晶圆局部的过移动,从而起到保护芯片晶圆的同时,结构更简单,降低了制作和物料成本。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开一示例性实施例示出的电路板以及芯片组件的结构示意图;
图2是本公开一示例性实施例示出的套筒的结构示意图;
图3是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图;
图4是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图;
图5是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图;
图6是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图;
图7是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图;
图8是本公开一示例性实施例示出的芯片组件的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。
本公开实施例中,结合图1所示,提供一种电路板10,包括:
印刷电路PCB板11;
芯片晶圆12,所述芯片晶圆12设置在所述PCB板11上,所述芯片晶圆12相对于所述PCB板11具有第一凸出高度;
止挡件,设置在所述PCB板11上,所述止挡件相对于所述PCB板11上表面具有第二凸出高度;其中,所述第二凸出高度大于所述第一凸出高度,用于在所述电路板10上方安装散热器20时隔离所述散热器20和所述芯片晶圆12。
本公开实施例中,所述芯片晶圆12包括未封装的裸芯片晶圆,也就是芯片未封装前的晶粒(Die)。该所述芯片晶圆12也可以是被封装好的芯片晶圆。
芯片晶圆12里面具有完整的集成电路,主要的半导体材料成分为硅,所述芯片晶圆12在受到外力较大时容易被破坏。如图3所示的相关技术中,在拧紧螺钉16时,散热器20容易先接触到芯片晶圆12,从而造成一定破坏。
在一些实施例中,所述芯片晶圆12可以直接焊接在所述印刷电路板(PrintedCircuit Board,PCB)11上。或者所述芯片晶圆12与所述PCB板11之间的PCB板11上也可以焊接有带有很多弹点的座子,再将用于封装的金属外壳压制在所述芯片晶圆12上。
这里,所述芯片晶圆12相对于所述PCB板11的第一凸出高度,为所述芯片晶圆12的厚度或者所述芯片晶圆12与弹点座子的共同厚度。例如,所述第一凸出高度可以是4寸晶圆的厚度如0.520mm左右、6寸晶圆的厚度0.670mm左右等。本公开实施例不限于上述举例。
所述芯片晶圆12包括凸起界面121和晶圆底座122,则第一凸出高度为凸起界面121的厚度和晶圆底座122的厚度之和。
在一些实施例中,所述止挡件的材料可以是具有一定弹性和硬度的材料。例如可以是金属材料或合金材料。具体例如可以是:铁、铜或铝及其合金。止挡件的硬度系数需要满足止挡所需的硬度要求,且弹性系数满足止挡件被挤压之后的弹性变形所需的弹性要求,通过这种变形使得散热器20和芯片晶圆12充分接触,从而实现更好的散热。
或者所述止挡件也可以是塑性材料与金属材料的拼接结构,例如所述止挡件的上方可以是塑性材料或弹性材料,所述止挡件的下方可以是金属材料。如此,可以将止挡件的下方焊接在所述PCB板11上的同时,也可以通过所述止挡件上方的弹性或塑性材料,在阻止所述散热器20的移动的同时,也能减少对所述散热器20的损耗以及止挡件本身结构的损耗,延长使用寿命。
在一些实施例中,所述止挡件相对于所述芯片晶圆12可以略微凸出一部分高度。即第二凸出高度可以略微大于第一凸出高度,例如第二凸出高度可以比第一凸出高度大5mm、6mm、7mm或8mm等任意合适的高度。
在一些实施例中,所述止挡件可以是任意合适的结构类型,例如可以是但不限于是筒状、柱形、球形、三角形以及六边形等任意合适的结构。
如此,可以通过为止挡件设置合适的结构并且选择合适的材料,从力学角度满足所述散热器20所需的支撑性能要求且降低对散热器20的破坏。
本公开实施例中,在散热器20向所述芯片晶圆12贴合的过程中,通过合理设置所述止挡件的结构、尺寸以及材料,使得所述止挡件可以弹性稳定地及时阻止所述散热器20朝向所述芯片晶圆12的局部移动。从而也能减缓所述芯片晶圆12所受的局部压力,从而保护了所述芯片晶圆12。
本公开实施例中,结合图1所示,所述电路板10,还包括:
一个或多个第一连接孔14,对称设置在所述PCB板11上的所述芯片晶圆12周侧;
连接件,通过所述连接件安装与所述第一连接孔14配合,将所述散热器20固定在所述PCB板11上。
本公开实施例中,所述第一连接孔14可以有多个。所述第一连接孔14可以对称地设置在所述芯片晶圆12的周侧。例如,可以在所述芯片晶圆12的周侧设置4个、6个、8个等合理数量的第一连接孔14,从而便于将锁紧件设置在所述第一连接孔14。
在一些实施例中,所述连接件可以是:螺钉、螺栓、销、卡扣或键等。所述锁紧件15包括但不限于是:螺母、销孔或键孔等。
所述第一连接孔14可以贯穿或者不贯穿所述PCB板11的底部。所述第一连接孔14的种类可以包括但不限于是:沉孔、通孔、盲孔。
在一些实施例中,可以将多个锁紧件通过焊接、过盈连接、卡扣连接或者粘接的方式固定在所述第一连接孔14内。
所述连接件与所述锁紧件之间的尺寸是可以相配的。
这里,所述连接件通过与所述锁紧件连接,将所述散热器20与所述PCB板11连接在一起。
如此,可以实现散热器20与所述PCB板11的连接,并且将所述散热器20与所述芯片晶圆12贴合。
本公开实施例中,结合图1、图2所示,所述止挡件为套筒131,所述套筒131环绕所述连接件。
在一些实施例中,所述套筒131为直筒状或者阶梯状。通过设置的所述套筒131,可以容纳所述连接件在所述套筒131内的活动,同时也能抵挡所述散热器20朝向所述PCB板11的过移动。
在一些实施例中,所述连接件可以是如图1所示的螺钉16,所述螺钉16至少包括第一螺钉部分161以及第二螺钉部分162。则套筒131可以环绕所述螺钉16的第二螺钉部分162。
且所述套筒131的内径大于所述第二螺钉部分162的外径,从而允许所述螺钉16在所述套筒131内自由移动。
如此,通过设置的套筒131作为止挡件,可以抵挡所述散热器20的朝向所述芯片晶圆12的移动,并且套筒131具有一定的结构稳定性。
本公开实施例中,结合图1、图2所示,所述套筒131固定在所述第一连接孔14外侧,且朝背离所述芯片晶圆12的方向凸起;或者,所述套筒131固定在所述第一连接孔14内;且所述套筒131的外径小于或等于所述第一连接孔14的孔径,且所述套筒131的内径,大于或等于所述连接件的外径,且等于所述第二凸出高度的所述套筒131位于所述第一连接孔14外;或者,所述套筒131的筒壁具有第一部分1311和与第一部分1311连接的第二部分1312;所述第一部分1311安装在所述第一连接孔14内;所述第二部分1312位于所述第一连接孔14外;所述第二部分1312的外径大于所述第一连接孔14的外径。
在一些实施例中,所述套筒131可以是直筒状也可以是阶梯状。
所述套筒131为直筒状时,所述套筒131固定在所述第一连接孔14的外侧,也可以固定在所述第一连接孔14的内侧。
所述套筒131为阶梯状时,所述套筒131的筒壁具有第一部分1311、与第一部分1311连接的第二部分1312、位于所述第一部分1311与所述第二部分1312之间的过渡部分1313。所述过渡部分1313与所述第一部分1311和第二部分1312构成一定角度。
这里,所述一定角度可以是80°、90°等合适的角度。
所述第一部分1311的外径大于所述第一连接孔14的内径,使得所述第一部分1311可以与所述第一连接孔14过盈连接。并且所述套筒131的第一部分1311可以接触或不接触到所述锁紧件。
在一些实施例中,所述套筒131的过渡部分1313贴合在所述PCB板11上。例如,可以通过焊接或者粘接的方式将所述套筒131的过渡部分1313贴合在所述PCB板11上。如此,可以将所述套筒131较为牢固地固定在所述PCB板11上。
在一些实施例中,所述套筒131也可以为直筒状,所述套筒131的底部可以抵靠在螺母15上方。并且所述套筒131的可以焊接或粘接在所述PCB板11上。所述套筒131的外径可以大于所述第一连接孔14的内径,以使得所述套筒131与所述第一连接孔14过盈连接。
如此,通过设置的套筒131作为止挡件,可以抵挡所述散热器20的朝向所述芯片晶圆12的移动。
本公开实施例中,结合图4所示,所述止挡件为止挡柱132,与所述第一连接孔14相邻设置。
本公开实施例中,所述止挡柱132可以为圆柱或者为多棱柱。
在一个实施例中,所述止挡柱132可以是结构较为稳定的三棱柱。
这里,所述止挡柱132可以焊接在所述PCB板11上。
如此,通过设置所述止挡柱132,也可以实现对所述散热器20的朝向所述芯片晶圆12的移动。
本公开实施例中,结合图 4所示,一个所述第一连接孔14的周侧对称设置有多个所述止挡柱132;或者,一个所述第一连接孔14的周侧设置有一个所述止挡柱132。
在一些实施例中,可以在所述第一连接孔14附近偏置一定距离处设置关于所述第一连接孔14对称的止挡柱132。也可以在所述第一连接孔14的一侧设置止挡柱132。所述一定距离可以是5mm、6mm、7mm、8mm等合适的距离。
如此,在所述第一连接孔14附近设置对称的止挡柱132,可以提升稳定性。
本公开实施例中,所述止挡件具有弹性。
例如,所述止挡件可以包括金属柱和弹性件。所述止挡件与所述PCB板11连接的部分可以是金属件,所述金属件包括金属材料,所述止挡件朝向所述散热器20的部分可以是弹性件,所述弹性件包括弹性材料。
本一些实施例中,所述金属材料可以是:铁、铝、铜及其合金。
在一些实施例中,所述弹性材料可以是:橡胶。例如,所述止挡件朝向所述散热器20的部分的弹性件也可以是弹簧。
如此,可以提升所述止挡件的弹性性能,能较稳定地止挡所述散热器20的移动且降低对所述散热器20的损耗。
本公开实施例中,结合图1、图4以及图5所示,提供一种芯片组件30,包括:
上述实施例任一项所述的电路板10;
通过连接件与所述电路板10连接的散热器20。
在一些实施例中,所述散热器20可以用于对所述电路板10的散热。
本公开实施例中,结合图1、图4以及图5所示,
所述散热器20包括:
散热片21,设置在所述电路板10上方,所述散热片21用于散热;
导热基板22,设置在所述散热片21与所述芯片晶圆12之间,所述导热基板22具有下凸部221,所述下凸部221与所述芯片晶圆12相对;所述导热基板22用于传导所述芯片晶圆12产生的热能至所述散热片21。
本公开实施例中,所述下凸部221用于与所述芯片晶圆12贴合,从而所述芯片晶圆12产生的热能可以通过所述下凸部221传导至所述散热片21。
在一个实施例中,如图6所示,散热器20的下凸部221先与芯片晶圆12的界面材料接触。此时,止挡件的凸出高度要保证散热器20往下放时,散热器20先与止挡件接触。
在另一个实施例中,如图7所示,螺钉16先和螺母15接触。当螺钉16接触到螺母15时,套筒131与散热器20之间的距离为D,芯片晶圆(Die)12与散热器20距离为d,为了保证装配到位后散热器20跟芯片晶圆12的充分接触,D应该大于d。
这里,所述下凸部221的尺寸大于或等于所述芯片晶圆12的尺寸。所述连接件可以是所述螺钉16,锁紧件可以是所述螺母15。所述螺母15位于所述第一连接孔14内,所述螺钉16先与所述导热基板22连接,再将所述导热基板22连接在所述PCB板上。
相关技术中,由于所述导热基板22上可以设置多个所述螺钉16,因此在拧紧任意一个所述螺钉16时,所述导热基板22会由于对应侧的受力而发生偏移。从而所述导热基板22的下凸部221也会侧压向所述芯片晶圆12。从而会造成对所述芯片晶圆12的局部损耗。
在一些实施例中,所述止挡件也可以设置在散热器20上,此时所述止挡件的凸出高度需要大于所述下凸部22的凸出高度。
因此本公开实施例在所述PCB板11上设置的止挡件就可以止挡所述导热基板22的下凸部221对所述芯片晶圆12的局部侧压。从而降低了对所述芯片晶圆12的压损。
本公开实施例中,结合图1所示,
所述导热基板22包括具有第二连接孔224的伸出部223,所述第二连接孔224用于容置所述连接件的部分;其中,所述伸出部223相对于所述下凸部221朝向所述导热基板22外侧伸出。
所述导热基板22,还包括:上凸部222,与所述散热片21连接;
所述第二连接孔224与PCB板11上的第一连接孔14相对。
在一些实施例中,所述上凸部222可以与所述散热片21焊接或粘接,也可以是螺纹连接。
所述伸出部223边缘部分对称设置的第二连接孔224的内径大于所述第一连接孔14的内径。
所述第二连接孔224与所述第一连接孔14相对,便于螺钉16连接所述第二连接孔224与所述第一连接孔14。
如此,可以通过伸出部223实现所述散热器20与所述PCB板11的连接。
本公开实施例中,连接件与所述电路板10的第一连接孔14内的锁紧件连接,所述止挡件限制对应位置的伸出部223在第一预设距离内移动;和/或,在连接件与第一连接孔14内的锁紧件接触时,所述止挡件与所述伸出部223具有第二预设距离,所述导热基板22的下凸部221与所述芯片晶圆12之间具有第三预设距离;其中,所述第二预设距离大于所述第三预设距离。
本公开实施例中,参考图4、图5,当任意一侧的连接件与锁紧件接触时,所述止挡件与所述导热基板22有第二预设距离D,所述下凸部221与所述芯片晶圆12之间具有第三预设距离d,则第二预设距离D大于第三预设距离d。如此,可以保证装配到位后散热器20的下凸部221能与芯片晶圆12充分接触。
在一些实施例中,以所述多个锁紧件的中心点为杠杆支点,根据杠杆原理以及所述第三预设距离,确定所述第一预设距离。
例如,以图5中分布呈方形的多个螺母15的对角线为截面,以对角线中心点为杠杆支点。所述杠杆支点与图中左侧的螺钉16的直线距离为L2。
所述芯片晶圆12具有凸起界面121,所述凸起界面的靠近所述左侧螺钉16的边缘具有的直线距离为L1。
则根据杠杆原理以及相似三角形原理,若左侧连接件如螺钉16拧紧后下降距离为DL,则芯片晶圆12的凸起界面121靠近所述左侧螺钉16的边缘的下降距离为(L2-L1)/L2*DL,只需要满足(L2-L1)/L2*DL≤d,就可以保证散热器20的倾斜不会压倒所述芯片晶圆12的凸起界面121。
则关于第一预设距离D的取值,假设第三预设距离d已知,根据杠杆原理,可以确定第一预设距离D小于或等于DL的最大值d* L2/ (L2-L1)。
如此,保证了所述芯片晶圆12不会被侧压。同理,其他任意一侧的第一预设距离也可以如上述步骤确定。
所述第二连接孔224,可以用于容纳所述连接件。所述连接件的外径可以大于所述第二连接孔224的内径,从而实现过盈配合。
在一个实施例中,参考图1,若所述连接件是螺钉16,则所述第二连接孔可以容纳电路板10的螺钉16;
所述螺钉16,包括:
第一螺钉部分161,所述第一螺钉部分161用于与所述第二连接孔224配合;
第二螺钉部分162,所述第二螺钉部分162用于与所述PCB板11上的所述第一连接孔14内的螺母15配合;其中,所述第一螺钉部分161的尺寸大于所述第二螺钉部分162的尺寸。
在一些实施例中,所述第一螺钉部分161的外径大于所述第二连接孔224的内径,从而实现所述第一螺钉部分161与所述第二连接孔224的过盈配合。
所述第一螺钉部分161的外径大于所述第二螺钉部分162的外径,使得所述螺钉16构造成阶梯状。
且所述第一螺钉部分161与所述第二螺钉部分162之间可以具有螺钉16过渡部分163,所述螺纹过渡部分163可以构造成倒圆角或者倒斜角。如此,可以减少毛刺。
若所述连接件为如图1所述的螺钉16,则所述套筒131环绕所述第一螺钉部分161。
在一些实施例中,所述第一螺钉部分161的外径小于套筒的第二部分1312的内径,如此,便于所述第一螺钉部分161在所述套筒131的第二部分1312内自由移动。所述套筒的第二部分1312的内径可以比所述第一螺钉部分161的外径大3mm、4mm、5mm等任意合适的尺寸。
在一些实施例中,所述第一螺钉部分161的外径大于第二套筒部分1312的内径。如此,所述第一螺钉部分161可以实现与所述第二套筒部分1312的过盈配合。
在另一些实施例中,若所述套筒131为直筒,则所述第一螺钉部分161的外径小于所述套筒131的内径。这里,所述套筒131的内径可以比所述第一螺钉部分161大2mm、3mm、4mm等合适的尺寸。所述直筒可以直接焊接在所述PCB板11上。如此,便于所述第一螺钉部分161在所述套筒131内自由移动。
本公开实施例中,结合图1、图4所示,所述第二螺钉部分162,包括:
螺钉槽(图未示出),所述螺钉槽中容纳有弹性垫17;
所述第一螺钉部分161的外侧,环绕有弹簧件18。
本公开实施例中,在所述第二螺钉部分162靠近所述螺钉过渡部分163的附近可以通过车床车出螺钉槽,其中,所述螺钉槽可以是环绕在所述螺钉上的环形槽。
所述弹性垫17可以是O型橡胶垫。
如此,通过弹性垫17的设置可以起到连接后密封,以及缓冲螺钉16对PCB板11的应力。
在一些实施例中,所述第一螺钉部分161的外侧的弹簧件18具体设置在第一螺钉部分161的在所述导热基板22的上方。当所述螺钉16往下拧紧时,所述弹簧件18压缩,给所述导热基板22向下的压力。当所述导热基板22抵靠在所述止挡件上时,所述弹簧件18受到所述导热基板22向上的压力。
如此,所述弹簧件18可以向所述导热基板22提供弹性缓冲。
本公开实施例中,结合图1所示,提供一种制造方法,用于上述实施例所述的芯片晶圆12组件,包括:
在PCB板11上安装止挡件;
在安装完所述止挡件之后,通过连接件将芯片晶圆12的散热器20在所述PCB板11上。
本公开实施例中,若所述止挡件为套筒131,则所述在PCB板11上安装止挡件,包括以下之一:
固定所述套筒131在所述第一连接孔14外侧,使得所述套筒131朝背离所述芯片晶圆12的方向凸起;
将所述套筒131固定在所述第一连接孔14内;其中,所述套筒131的外径小于或等于所述第一连接孔14的孔径,且所述套筒131的内径,大于或等于所述连接件的外径,且等于所述第二凸出高度的所述套筒131位于所述第一连接孔14外;
将所述套筒131的筒壁的第一部分1311安装在所述第一连接孔14内,将所述套筒131的筒壁的第二部分1312安装在所述第一连接孔14外;其中,所述第一部分1311与所述第二部分1312连接,所述第二部分1312的外径大于所述第一连接孔14的外径。
本公开实施例中,若所述止挡件为止挡柱132,则所述在PCB板11上安装止挡件,包括以下之一:
将多个所述止挡柱132对称安装在一个所述第一连接孔14的周侧;
将一个所述止挡柱132安装在一个所述第一连接孔14的周侧。
示例提供一种芯片组件。
相关技术中,Die指的是芯片未封装前的晶粒,是从硅晶圆(Wafer)上用激光切割而成的小片(Die),里面有完整的集成电路,每一个Die就是一个独立的功能芯片。Die是一种半导体材料,主要成分为硅,受到较大外力时易被破坏。
相关技术中,术语“封装”是指:Die没有引脚,是不能直接使用,需要给Die安装一个外壳,这个外壳将Die里的接点用导线连接到引脚上,是沟通Die内部世界与外部电路的桥梁,还起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。安装这个外壳在晶粒上称为封装,Die要经过封装后才能成为芯片。
相关技术中,球栅阵列封装(Ball Grid Array Package,BGA)是一种将芯片直接焊接在电路板上的封装技术。
裸DIE芯片是指芯片封装时将Die部分外露出来,封装没有起到对Die的保护作用。
随着CPU制造工艺的进步,CPU功耗急剧增加,高功耗的增加需要更严酷的散热条件,其中条件之一是CPU要跟散热器20之间要保证良好的接触,即导热界面材料要求接触压强在10~30PSI之间才会发挥比较好的热传导性。同时,CPU采用多核多线程设计,因此CPU的Die面积要比普通芯片大,即在压强不变的情况下,Die面积越大CPU跟散热器20之间需要的压力也越大。
如图5所示,为了保证CPU受力均匀,在CPU跟散热器20之间的多颗螺钉16一般采用对称式布局。
安装散热器20时先将散热器20放在CPU上面,如图8所示。此时螺钉16还未被拧向螺母15,Die跟散热器20已经接触。在拧紧螺钉16时不可能多颗螺钉16一起拧,一般是先拧好一颗再拧另一颗。
如图3所示:在先拧其中任何一颗螺钉16时,由于弹簧力的作用,弹簧会将散热器20这个位置往下压。随着螺钉16进一步拧入,散热器20的倾斜越严重,Die的受力会更加集中到这个角。Die这个角被破坏的可能性就越大。
另外说明:有的在设计散热器20时将螺钉16设计的比较长,散热器20放在CPU上面后,是螺钉16先碰到螺母15,此时散热器20并未与Die接触。
这种情况下,尽管散热器20开始并未跟Die接触,但是在拧螺钉16时也会导致Die的一个角跟散热器20先接触,螺钉16拧入过程中Die的受力也是越来越大,越来越集中。
相关技术中,一般为了避免Die受力过于集中,首先不会采用裸Die设计,设计带有金属或者其他材料的外壳,将Die包裹起来。
这样即使CPU某个角局部受力,受力先作用在外面的壳上,Die受到保护。
其次,CPU不会采用BGA封装,即不会把CPU直接焊接在电路板上,而是将一个带有很多弹点(弹点可保证CPU与座子之间的良好接触)的座子焊接正在电路板上,然后把CPU放在在这个座子上,外面再用一金属件压住CPU,这个金属件遍布CPU四周。只要设定这个金属片跟CPU之间的高度尺寸,就可以360°无死角保护好CPU在安装散热器20时不受破坏。
CPU这样封装后,需要更多地配件如座子、金属件等配件,成本明显增加;Die跟散热器20之间隔了一个金属外壳,Die跟散热器20没有直接接触,散热器20效果变差。
本公开实施例中,在每个散热器20螺钉16处增加一个套筒131,该套筒131可以阻止对应角落的散热器20在拧螺钉16时被弹簧下压,避免散热器20倾斜角度过大而压到CPUDie 局部角落。
本公开实施例中,分以下两种情况说明。
第一种:即散热器20往下放时,散热器20跟CPU Die先接触到。
这种情况下,套筒131的高度设置要保证散热器20往下放时,套筒131跟散热器20先接触。如下图所示把左边的螺钉16往下拧时,套筒131会阻止散热器20往下走,这样无论先锁哪个螺钉16散热器20都不会倾斜,Die的受力就比较均匀。
但是这种情况有个问题需要注意,即由于加工及装配公差的存在,散热器20在接触套筒131后,要保证Die跟散热器20之间需要留有一定的间隙,来吸收加工和装配误差,这样CPU才能得到很好的保护。由于散热器20跟Die之间还有界面材料,而界面材料在0.2mm(对应的压强在10~30PSI)以内才会有较好的导热效果。即散热器20、CPU、套筒131的高度方向尺寸链公差可控制在0.2mm以内时,可采用套筒131先于Die接触散热器20的方式来保护CPU。
第二种:即散热器20往下放时,散热器20螺钉16先接触到螺母15。
如图7所示:当螺钉16接触到螺母15时,套筒131距离散热器20距离为D,CPU Die距离散热器20距离为d,为了保证装配到位后散热器20跟Die的充分接触,D应该大于d。
如图3所示当拧左边的螺钉16时,散热器20会以靠近该螺钉16的两个螺钉16连线为支点发生倾斜,散热器20位于这个连线左侧的部分下降,右侧的部分升高。
假设支点离左侧螺钉16的距离为L2,Die最左侧离该螺钉16的距离为L1。当最左侧螺钉16拧到位后其下降的距离为DL,则Die最左侧下降的距离为(L2-L1)/L2*DL,只要满足(L2-L1)/L2*DL≤d,就可以保证散热器20的倾斜不会压到CPU。
在一些实施例中,在PCB螺钉孔处增加套筒131是一种实现保护Die的其中一种方式,套筒131也可设置在散热器20侧;如图7所示,或者在螺钉16周围增加柱子来限制散热器20的运动行程也可实现对CPU Die的保护,当然,柱子设置在PCB板11上或者设置在散热器20上都可达到一样的效果。
本公开实施例中,可以带来以下技术效果:在安装散热器20时有效保护CPU Die不用受力不均而被破坏。结构简单,实现起来成本非常低。PCB侧的占用的空间少,对PCB板11布局基本上无影响。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种电路板(10),其特征在于,包括:
印刷电路PCB板(11),所述印刷电路PCB板(11)具有一个或多个第一连接孔(14),所述第一连接孔(14)用于通过与连接件配合在所述电路板(10)上方安装散热器(20);
芯片晶圆(12),所述芯片晶圆(12)焊接在所述PCB板(11)上,所述芯片晶圆(12)相对于所述PCB板(11)具有第一凸出高度;
止挡件,设置在所述PCB板(11)上,所述止挡件相对于所述PCB板(11)上表面具有第二凸出高度;其中,所述第二凸出高度大于所述第一凸出高度,用于在所述电路板(10)上方安装散热器(20)时隔离所述散热器(20)和所述芯片晶圆(12);所述止挡件为套筒(131),所述套筒(131)环绕所述连接件;
其中,所述套筒(131)固定在所述第一连接孔(14)外侧,且朝背离所述芯片晶圆(12)的方向凸起;或者,
所述套筒(131)固定在所述第一连接孔(14)内;且所述套筒(131)的外径小于或等于所述第一连接孔(14)的孔径,且所述套筒(131)的内径大于或等于所述连接件的外径,且等于所述第二凸出高度的所述套筒(131)位于所述第一连接孔(14)外;或者,
所述套筒(131)的筒壁具有第一部分(1311)和与第一部分(1311)连接的第二部分(1312);所述第一部分(1311)安装在所述第一连接孔(14)内;所述第二部分(1312)位于所述第一连接孔(14)外;所述第二部分(1312)的外径大于所述第一连接孔(14)的外径。
2.根据权利要求1所述的电路板(10),其特征在于,
所述一个或多个第一连接孔(14),对称设置在所述PCB板(11)上的所述芯片晶圆(12)周侧。
3.根据权利要求1所述的电路板(10),其特征在于,
所述止挡件具有弹性。
4.一种芯片组件(30),其特征在于,包括:
权利要求1至3任一项所述的电路板(10);
通过连接件与所述电路板(10)连接的散热器(20)。
5.根据权利要求4所述的芯片组件(30),其特征在于,
所述散热器(20)包括:
散热片(21),设置在所述电路板(10)上方,所述散热片(21)用于散热;
导热基板(22),设置在所述散热片(21)与所述芯片晶圆(12)之间,所述导热基板(22)具有下凸部(221),所述下凸部(221)与所述芯片晶圆(12)相对;所述导热基板(22)用于传导所述芯片晶圆(12)产生的热能至所述散热片(21)。
6.根据权利要求5所述的芯片组件(30),其特征在于,
所述导热基板(22)包括具有第二连接孔(224)的伸出部(223),所述第二连接孔(224)用于容置所述连接件的部分;其中,所述伸出部(223)相对于所述下凸部(221)朝向所述导热基板(22)外侧伸出。
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