CN116705771A - 一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构及其封装方法，所述结构，包括芯片、封装基板、塑封材料、导热材料、导电材料和散热盖板；芯片倒装在封装基板上表面；塑封材料包括芯片四周及芯片与封装基板之间的间隙，且塑封材料上表面与芯片上表面持平；在沿芯片四周的塑封材料上开设有一圈槽体，槽体深度直到封装基板表面；槽体中灌有导电材料；塑封材料上表面边缘以及芯片上表面放置有导热材料，导热材料与导电材料高度一致；导热材料和导电材料上放置有散热盖板。本发明中，散热盖板—导电材料—封装基板形成良好导电回路，具有良好的电磁屏蔽。同时，散热盖板与倒装芯片的接触具有较好的散热，比现有技术中采用纯塑封料包裹散热大有提升。

Description

一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构及其封装方法
技术领域
本发明涉及芯片封装中电磁屏蔽技术领域，具体而言，涉及一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构及其封装方法。
背景技术
随着芯片工艺能力越来越先进，集成的晶体管越来越多，芯片的功能越来越多越来越复杂，相应的信号速率也越来越高，造成整个芯片的功耗越来越大，电磁环境也越来越复杂，极易因为芯片自身不同信号之间的干扰，或者不同芯片之间信号的干扰，造成芯片在有的应用场景功能一切正常，而到另外一些应力场景功能变得不正常或者间歇性的不正常而找不到相应的原因，最终发现是芯片之间信号的干扰造成的。
现有的塑封电磁屏蔽技术一般是采用溅射的方式来完成，此种方式在塑封体的5个面射一层金属来实现屏蔽效果。这种方式存在以下缺陷：
(1)屏蔽层在封装表面而且很薄，在使用过程中极易出现因为外力或外部一些环境因素造成溅射层损伤，从而导致屏蔽效果减弱或者失效。
(2)溅射屏的的塑封方式散热能力也较差。
发明内容
本发明旨在提供一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构及其封装方法，以解决上述存在的问题。
本发明提供的一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，包括芯片、封装基板、塑封材料、导热材料、导电材料和散热盖板；
所述芯片倒装在封装基板上表面；
所述塑封材料包括芯片四周及芯片与封装基板之间的间隙，且塑封材料上表面与芯片上表面持平；
在沿芯片四周的塑封材料上开设有一圈槽体，槽体深度直到封装基板表面；所述槽体中灌有导电材料；
所述塑封材料上表面边缘以及芯片上表面放置有导热材料，所述导热材料与导电材料高度一致；
所述导热材料和导电材料上放置有散热盖板。
作为优选，所述芯片上具有凸点，且通过凸点与封装基板电气连接。
作为优选，所述槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片各边平行且距离相等。
作为优选，所述封装基板下表面具有BGA焊球。
作为优选，步骤六中，所述导热材料为导热胶体。
作为优选，所述导热胶体为TIM胶。
作为优选，所述散热盖板为金属片。
本发明还提供一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法，包括：
步骤一，将芯片倒装在封装基板上；
步骤二，注塑，使塑封材料包裹芯片及芯片与封装基板之间的间隙；
步骤三，从塑封材料上方向芯片方向减薄，露出芯片上表面；
步骤四，在沿芯片四周的塑封材料上开出一圈槽体，槽体深度直到封装基板表面；
步骤五，向开出的槽体里灌入导电材料；
步骤六，在塑封材料上表面边缘以及芯片上表面放置导热材料，所述导热材料与导电材料高度一致；再在导热材料和导电材料上放置散热盖板。
进一步的，步骤一中，将芯片倒装在封装基板上的方法为：
将整张晶圆有电路的一面植凸点；
从晶圆背面研磨到一定厚度；
用晶圆切割机将晶圆切割成芯片固有的尺寸大小；
从晶圆上面取出芯片；
将芯片倒装在封装基板上，使芯片通过凸点与封装基板电气连接。
进一步的，步骤四中，开出的槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片各边平行且距离相等。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构中，散热盖板—导电材料—封装基板形成良好导电回路，具有良好的电磁屏蔽。同时，散热盖板与倒装芯片的接触具有较好的散热，比现有技术中采用纯塑封料包裹散热大有提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的侧视示意图。
图2为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构未加散热盖板时的俯视示意图。
图3为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的导电路径示意图。
图4为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法的流程图。
图5为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法中倒装芯片及注塑的示意图。
图6为本发明实施例中塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法中加入导电材料及导热材料的示意图。
图标：1-芯片、11-凸点、2-封装基板、21-走线地网络、22-BGA焊球、3-塑封材料、4-导电材料、5-导热材料、6-散热盖板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
实施例
如图1、图2所示，本实施例提出一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，包括芯片1、封装基板2、塑封材料3、导热材料5、导电材料4和散热盖板6；
所述芯片1倒装在封装基板2上表面；优选地，所述芯片1上具有凸点11，且通过凸点11与封装基板2电气连接；进一步地，所述封装基板2下表面具有BGA焊球22，以实现所述塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构与外部电气连接；
所述塑封材料3包括芯片1四周及芯片1与封装基板2之间的间隙，且塑封材料3上表面与芯片1上表面持平；通过所述塑封材料3保护芯片1提高芯片1可靠性的同时，保持芯片1电气性能的正常；
在沿芯片1四周的塑封材料3上开设有一圈槽体，槽体深度直到封装基板2表面，所述槽体中灌有导电材料4，使导电材料4与封装基板2的走线地网络21充分接触，形成良好的导电回路；优选地，所述槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片1各边平行且距离相等；
所述塑封材料3上表面边缘以及芯片1上表面放置有导热材料5，所述导热材料5与导电材料4高度一致；所述导热材料5和导电材料4上放置有散热盖板6，形成良好的导热路径，同时也形成了完整的地回路导电路径。作为优选，所述散热盖板6为具有散热能力的金属片。
由此，如图3所示，在所述塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构中，散热盖板6—导电材料4—封装基板2形成良好导电回路，具有良好的电磁屏蔽。同时，散热盖板6与倒装芯片1的接触具有较好的散热，比现有技术中采用纯塑封料包裹散热大有提升。
对于上述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其封装方法如图4所示，包括如下步骤：
步骤一，将芯片1倒装在封装基板2上，如图5所示，具体地：
将整张晶圆有电路的一面植凸点11；
从晶圆背面研磨到一定厚度，厚度根据芯片1尺寸设定；
用晶圆切割机将晶圆切割成芯片1固有的尺寸大小；
从晶圆上面取出芯片1；
将芯片1倒装在封装基板2上，使芯片1通过凸点11与封装基板2电气连接。
步骤二，注塑，使塑封材料3包裹芯片1及芯片1与封装基板2之间的间隙；
步骤三，从塑封材料3上方向芯片1方向减薄，露出芯片1上表面；即，让芯片1与塑封材料3达到相应合适的高度满足相应的外观尺寸要求及可靠性要求；
步骤四，在沿芯片1四周的塑封材料3上开出一圈槽体，槽体深度直到封装基板2表面；可选地，开出的槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片1各边平行且距离相等；
步骤五，向开出的槽体里灌入导电材料4，使导电材料4与封装基板2的走线地网络21充分接触，形成良好的导电回路；
步骤六，在塑封材料3上表面边缘以及芯片1上表面放置导热材料5，所述导热材料5与导电材料4高度一致，如图6所示；再在导热材料5和导电材料4上放置散热盖板6。为了牢固安装散热盖板6，所述导热材料5为导热胶体，优选地，所述导热胶体为TIM胶。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其特征在于，包括芯片(1)、封装基板(2)、塑封材料(3)、导热材料(5)、导电材料(4)和散热盖板(6)；
所述芯片(1)倒装在封装基板(2)上表面；
所述塑封材料(3)包括芯片(1)四周及芯片(1)与封装基板(2)之间的间隙，且塑封材料(3)上表面与芯片(1)上表面持平；
在沿芯片(1)四周的塑封材料(3)上开设有一圈槽体，槽体深度直到封装基板(2)表面；所述槽体中灌有导电材料(4)；
所述塑封材料(3)上表面边缘以及芯片(1)上表面放置有导热材料(5)，所述导热材料(5)与导电材料(4)高度一致；
所述导热材料(5)和导电材料(4)上放置有散热盖板(6)。
2.根据权利要求1所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其特征在于，所述芯片(1)上具有凸点(11)，且通过凸点(11)与封装基板(2)电气连接。
3.根据权利要求1所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其特征在于，所述槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片(1)各边平行且距离相等。
4.根据权利要求1所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其特征在于，所述封装基板(2)下表面具有BGA焊球(22)。
5.根据权利要求1所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽方法，其特征在于，步骤六中，所述导热材料(5)为导热胶体。
6.根据权利要求5所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽方法，其特征在于，所述导热胶体为TIM胶。
7.根据权利要求1所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构，其特征在于，所述散热盖板(6)为金属片。
8.一种塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法，其特征在于，包括：
步骤一，将芯片(1)倒装在封装基板(2)上；
步骤二，注塑，使塑封材料(3)包裹芯片(1)及芯片(1)与封装基板(2)之间的间隙；
步骤三，从塑封材料(3)上方向芯片(1)方向减薄，露出芯片(1)上表面；
步骤四，在沿芯片(1)四周的塑封材料(3)上开出一圈槽体，槽体深度直到封装基板(2)表面；
步骤五，向开出的槽体里灌入导电材料(4)；
步骤六，在塑封材料(3)上表面边缘以及芯片(1)上表面放置导热材料(5)，所述导热材料(5)与导电材料(4)高度一致；再在导热材料(5)和导电材料(4)上放置散热盖板(6)。
9.根据权利要求8所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法，其特征在于，步骤一中，将芯片(1)倒装在封装基板(2)上的方法为：
将整张晶圆有电路的一面植凸点(11)；
从晶圆背面研磨到一定厚度；
用晶圆切割机将晶圆切割成芯片(1)固有的尺寸大小；
从晶圆上面取出芯片(1)；
将芯片(1)倒装在封装基板(2)上，使芯片(1)通过凸点(11)与封装基板(2)电气连接。
10.根据权利要求8所述的塑封可靠性散热增强型电磁屏蔽结构的封装方法，其特征在于，步骤四中，开出的槽体俯视为矩形结构，该矩形结构各边与芯片(1)各边平行且距离相等。
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