CN221327698U - 一种厚膜塑封芯片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种厚膜塑封芯片封装结构，包括基板、设置在所述基板上的电子器件和塑封体，所述塑封体将所述电子器件塑封包裹在内，在位于基板上的芯片的顶部上设置有散热模块，所述散热模块的一端与芯片的顶部连接，所述散热模块的另外一端与塑封体的顶面平齐，从而将芯片产生的热量传导出去。本实用新型结构稳定可靠且能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高了芯片的散热性能，保证了芯片封装的可靠性，从而提高了产品质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种芯片封装结构，尤其涉及一种厚膜塑封芯片封装结构，属于SiP封装技术领域。
背景技术
SiP（System-in-Package）是一种系统级封装技术，用于将多个芯片、组件或模块集成在同一封装中，从而形成一个完整的功能单元。SiP通过直接在芯片级别进行封装，提供了更高的集成度和性能。
当需要封装的电子器件厚度较大时，塑封料厚度也相对较厚，其厚度H可超过1mm，有时可达4mm甚至更厚。因此，厚膜塑封芯片技术采用一层相对较厚的塑料薄膜作为封装材料，其具有良好的物理性能和化学稳定性，能够有效防止芯片受到机械损伤、湿度侵害和化学腐蚀等，能够提供一定程度的冲击吸收和振动缓冲，增强芯片的抗震动和抗冲击性能，耐受较高的温度，具有较低的热膨胀系数，能够提供一定的尺寸稳定性。
如图1所示，现有技术中，首先是将电容1、电阻2、电感3等电子器件以表面贴装的方式焊接在基板4上，随后将芯片5用粘片胶6贴在基板上，之后通过引线7键合的方式将芯片5的电信号引到基板4上，再对整个基板4进行塑封形成塑封体8。对于这种高密度的SiP系统级封装，其内部集成的电子器件很多，此类产品在PCB板工作时会发出大量的热量，但是由于塑封体8的厚度H很厚，因此热量无法很好的从塑封体传递上去，导致散热性能低，影响了产品的质量。
经过检索，暂未找到与本申请的技术方案相同或相似的专利文献。
综上，如何设计一种厚膜塑封芯片封装结构，使其能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高芯片的散热性能，保证芯片封装的可靠性，从而提高产品质量是急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种厚膜塑封芯片封装结构，其结构稳定可靠且能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高了芯片的散热性能，保证了芯片封装的可靠性，从而提高了产品质量。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种厚膜塑封芯片封装结构，包括基板、设置在所述基板上的电子器件和塑封体，所述塑封体将所述电子器件塑封包裹在内，在位于基板上的芯片的顶部上设置有散热模块，所述散热模块的一端与芯片的顶部连接，所述散热模块的另外一端与塑封体的顶面平齐，从而将芯片产生的热量传导出去。
优选的，所述芯片采用倒装芯片。
优选的，所述散热模块设置为导热块，导热块的底面与芯片的顶面连接，导热块的顶面与塑封体的顶面平齐。
优选的，在所述芯片的顶面和导热块的底面还设置有导热连接部，所述导热连接部设置成金属焊接层或导热胶粘层。
优选的，在所述塑封体的顶面上还设置有金属层，所述导热块的一端与芯片的顶部连接，所述导热块的另外一端与所述金属层相接触，所述金属层的面积＞导热块的另外一端的端面面积。
优选的，所述金属层设置成盖状，盖状的金属层倒扣在塑封体的顶面上。
优选的，在所述导热块的另外一端与所述金属层之间还设置有导热连接层。
优选的，所述导热连接层采用石墨烯贴片。
优选的，所述散热模块包括设置在所述芯片的顶部上的导热块和设置在所述导热块顶部上的散热器，所述导热块的底面与芯片的顶面相连接，所述导热块的顶面与散热器的底面相连接，散热器的顶面与塑封体的顶面平齐。
优选的，在所述散热模块的四周位置设置有由隔热层围合形成的散热通道，散热模块位于所述散热通道内。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在芯片的顶部上设置散热模块，利用散热模块穿过塑封体将产生的热量传递出去，从而避免了因塑封体太厚而导致热量滞留在塑封体内部的问题发生，本实用新型的结构稳定可靠且能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高了芯片的散热性能，保证了芯片封装的可靠性，从而提高了产品质量。将散热模块设置为导热块，在塑封体的顶面上还设置有金属层，利用金属层与导热块导接触散热，能够增加散热面积，从而进一步提升散热性能。将散热模块设置为导热块和散热器，利用导热块和散热器相配合进行散热，从而能够进一步增加散热性能。
附图说明
图1为现有技术中基于SiP封装技术的厚膜塑封芯片封装结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的厚膜塑封芯片封装结构示意图；
图3为图2中位于一个芯片和导热块处的结构示意图；
图4为本实用新型实施例二的厚膜塑封芯片封装结构示意图；
图5为本实用新型实施例三的厚膜塑封芯片封装结构示意图；
图中：1.电容，2.电阻，3.电感，4.基板，5.芯片，6.粘片胶，7.引线，8.塑封体，9.散热模块，911.导热块，912.散热器，10.导热连接部，11.金属层，12.隔热层。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型的技术方案做进一步详细的阐述。
实施例一：如图2所示，一种厚膜塑封芯片封装结构，包括基板4、设置在所述基板4上的电子器件和塑封体8，所述塑封体8将所述电子器件塑封包裹在内，在位于基板4上的芯片5的顶部上设置有散热模块9，所述散热模块9的一端与芯片5的顶部连接，所述散热模块9的另外一端与塑封体8的顶面平齐，从而将芯片产生的热量传导出去。在本实施例中，所述芯片5可采用FC芯片（flip chip），即倒装芯片，FC芯片倒装贴在基板4上，并通过FC芯片底部的微焊点与基板4接触连接，在这里，芯片5也采用正装芯片，采用正装芯片时，只要在芯片5的顶部预留出打线位置，使其能够通过引线与基板实现电联通即可。芯片5可以是单个芯片也可以是多个芯片。这样设计，是因为在工作中，芯片5是产生热量的主要来源，本实施例通过在芯片5的顶部上设置散热模块9，利用散热模块9穿过塑封体8将产生的热量传递出去，从而避免了因塑封体太厚而导致热量滞留在塑封体内部的问题发生，本实施例的结构稳定可靠且能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高了芯片的散热性能，保证了芯片封装的可靠性，从而提高了产品质量。
在本实施例中，所述散热模块9设置为导热块，导热块的底面与芯片的顶面连接，导热块的顶面与塑封体8的顶面平齐，导热块采用热传导性能较好的金属材料制成，比如铜块，在这里，也可以进一步通过对散热模块9的结构或材料进行不同的设计，从而达到更好的散热效果。
如图3所示，在芯片5的顶面和导热块911的底面还设置有导热连接部10，所述导热连接部10可设置成金属焊接层，如在芯片5的顶面进行背金处理形成背金层，即先在芯片5的顶面镀上一层可焊接的金属层（如铜或铝等），再通过铟焊等焊接的方式对导热块911进行焊接，从而通过形成的金属焊接层将芯片5的顶面和导热块911的底面焊接起来。在这里，导热连接部10也可设置成导热胶粘层，如采用散热胶（即导热凝胶），通过导热凝胶将芯片5的顶面与导热块911的底面连接起来。
本实施例的一种制作步骤如下：首先在减薄后晶圆上进行背金处理，即在晶圆背面镀上一层可焊接的金属层，对晶圆正面做bumping工艺，即将晶圆正面的电信号通过bumping引出，再将导热块通过铟焊的方式与晶圆背金面焊接在一起，焊接之后晶圆与导热块的厚度应与设计的厚膜塑封厚度保持一致，使得导热块的顶面在塑封后与塑封体的顶面平齐，然后按照设计的芯片尺寸进行晶圆切割，使其成为一个个独立的unit单元，即单颗芯片。然后将电容、电阻、电感等电子器件以表面贴装的方式焊接在基板上，随后将焊接有导热块的芯片以倒装上芯的方式焊接在基板上，实现芯片与基板之间电信号的导通，并对其点底部填充胶进行保护。之后在对其进行open molding塑封，使得塑封体的顶面与导热块的顶面平齐，这样做的目的是保护电子器件的同时将芯片的热量散发的空气中，提升散热性能。
实施例二：如图4所示，与实施例一相比，不同之处在于：在所述塑封体8的顶面上还设置有金属层11，所述导热块911的一端与芯片5的顶部连接，所述导热块911的另外一端与所述金属层11相接触，所述金属层11的面积＞导热块911的另外一端的端面面积。通过设置金属层，能够增加散热面积，从而进一步提升散热性能。在本实施例中，将所述金属层11设置成盖状，盖状的金属层11倒扣在塑封体8的顶面上。
在所述导热块911的另外一端与所述金属层11之间还设置有导热连接层12，所述导热连接层12可采用导热性能好的材料制成，如石墨烯贴片等。通过设置导热连接层12，能够将热量更好的传递给金属层进行散热，从而进一步提高了散热性能。
实施例三：如图5所示，与实施例一相比，不同之处在于：所述散热模块9包括设置在所述芯片5的顶部上的导热块911和设置在所述导热块911顶部上的散热器912，所述导热块911的底面与芯片5的顶面相连接，所述导热块911的顶面与散热器912的底面相连接，散热器912的顶面与塑封体8的顶面平齐。在工作过程中，芯片5产生的热量依次通过导热块911和散热器912传递到空气中去，这样能够进一步增加散热性能。散热器912可采用翅片散热器或者其他类型的芯片散热器。
在散热模块9的四周位置设置有由隔热层12围合形成的散热通道，散热模块9位于所述散热通道内，设置隔热层12主要是将传递过来的热量与四周的塑封体8隔离开来，以避免热量对塑封体8造成影响，从而进一步保证了产品的质量。隔热层15可采用树脂等隔热材料制成。
综上，本实用新型通过在芯片的顶部上设置散热模块，利用散热模块穿过塑封体将产生的热量传递出去，从而避免了因塑封体太厚而导致热量滞留在塑封体内部的问题发生，本实用新型的结构稳定可靠且能将工作过程中产生的热量很好的传递出去，提高了芯片的散热性能，保证了芯片封装的可靠性，从而提高了产品质量。将散热模块设置为导热块，在塑封体的顶面上还设置有金属层，利用金属层与导热块导接触散热，能够增加散热面积，从而进一步提升散热性能。将散热模块设置为导热块和散热器，利用导热块和散热器相配合进行散热，从而能够进一步增加散热性能。
本实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。
Claims (10)
1.一种厚膜塑封芯片封装结构，包括基板、设置在所述基板上的电子器件和塑封体，所述塑封体将所述电子器件塑封包裹在内，其特征在于：在位于基板上的芯片的顶部上设置有散热模块，所述散热模块的一端与芯片的顶部连接，所述散热模块的另外一端与塑封体的顶面平齐，从而将芯片产生的热量传导出去。
2.根据权利要求1所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：所述芯片采用倒装芯片。
3.根据权利要求1所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：所述散热模块设置为导热块，导热块的底面与芯片的顶面连接，导热块的顶面与塑封体的顶面平齐。
4.根据权利要求3所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：在所述芯片的顶面和导热块的底面还设置有导热连接部，所述导热连接部设置成金属焊接层或导热胶粘层。
5.根据权利要求3或4所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：在所述塑封体的顶面上还设置有金属层，所述导热块的一端与芯片的顶部连接，所述导热块的另外一端与所述金属层相接触，所述金属层的面积＞导热块的另外一端的端面面积。
6.根据权利要求5所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：所述金属层设置成盖状，盖状的金属层倒扣在塑封体的顶面上。
7.根据权利要求5所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：在所述导热块的另外一端与所述金属层之间还设置有导热连接层。
8.根据权利要求7所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：所述导热连接层采用石墨烯贴片。
9.根据权利要求1所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：所述散热模块包括设置在所述芯片的顶部上的导热块和设置在所述导热块顶部上的散热器，所述导热块的底面与芯片的顶面相连接，所述导热块的顶面与散热器的底面相连接，散热器的顶面与塑封体的顶面平齐。
10.根据权利要求9所述的厚膜塑封芯片封装结构，其特征在于：在所述散热模块的四周位置设置有由隔热层围合形成的散热通道，散热模块位于所述散热通道内。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN221327698U true CN221327698U (zh) | 2024-07-12 |
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