[发明专利]一种倒装焊高散热球型阵列封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域的散热结构封装方法，特别是涉及一种倒装焊高散热球型阵列封装方法。

背景技术

传统的半导体倒装焊封装结构大多通过基板来散热，主要会存在以下不足：

1、随着半导体技术的不断发展，以塑料基板材质为芯片承载底板的中高阶封装越来越多，特别是球型阵列封装多采用基板材质，但由于塑料基板本身的导热性能较差，散热效果不佳。

2、传统的倒装焊封装结构中，芯片通过电互联材料倒扣在基板上，而悬着的芯片很难将热充分散出去，加上基板本身的散热效果不佳，传统的倒装结构往往散热效果很差，进而影响到最终产品的电热性能以及可靠性。

3、受本身的封装结构限制而散热不佳的半导体封装，也有采用高导热塑封料的方式来提高散热效果，但高导热塑封料除了本身高昂的成本价格外，对产品塑封工艺的控制也提出了更高的要求，且散热效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种倒装焊高散热球型阵列封装方法，使得半导体封装散热结构的散热性强、结构简单、散热空间利用率高、适用性强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种倒装焊高散热球型阵列封装方法，包括以下步骤：

(1)将正面植有电互联材料的芯片倒装在基板上；

(2)注入下填充料以填满芯片与基板之间的空隙；

(3)将弹簧散热器粘在芯片的背面；

(4)对已完成弹簧散热器植入作业的半成品用塑封料进行包封作业，使包封后弹簧散热器的另一端裸露于塑封体表面，并对包封后的半成品进行后固化作业；

(5)在基板背面植入焊球，使焊球呈矩阵排列；

(6)将排列在一起的半导体封装体独立分割开来，形成倒装焊高散热球型阵列封装。

所述的倒装焊高散热球型阵列封装方法，在所述的步骤(1)前，在基板上贴装被动元件，其中，所述的被动元件为电阻、或电容、或电感、或晶振。

所述的倒装焊高散热球型阵列封装方法，在所述的步骤(5)后，在弹簧散热器的另一端上加焊外接散热装置。

所述的倒装焊高散热球型阵列封装方法，在所述的步骤(1)中的电互联材料为锡球、或铜柱、或金凸点、或合金凸块。

所述的倒装焊高散热球型阵列封装方法，在所述的步骤(4)中采用高温烘烤实行后固化作业。

所述的倒装焊高散热球型阵列封装方法，在所述的步骤(5)中的焊球为锡球、或铜柱、或金凸点、或合金凸块。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、内置弹簧散热器，大大增加了芯片的散热面积，使芯片由原来靠承载底座的单面散热结构变成靠承载底座与弹簧散热器同时散热的芯片双面散热结构。

2、解决了一些没有外露金属承载底座或倒装芯片封装的散热难题，大大提高了产品的电热性能和可靠性。

3、封装体内置弹簧散热器的结构使封装体在原有的空间内实现了很好的散热效果，满足了半导体封装轻薄短小的趋势要求。

4、弹簧散热器的弹簧伸缩特性，使其在不同封装厚度的产品中具备了一定的通用性，适用性的提高也降低了弹簧散热器的开模成本。

5、弹簧散热器本身的柔性结构使其在高度空间上具有很强的灵活性，和传统非可压缩性金属块或金属片散热结构相比，弹簧的柔性结构不会因封装各环节中的高度公差而造成对芯片的压伤，弹簧良好的应力吸收功能更有利于产品可靠性的提高。

6、在弹簧散热器裸露于塑封体的一端加焊大型外接散热装置，满足了大功率产品的超高散热要求。

7、在封装结构中加入被动元件，使得封装结构更为紧凑，具有封装密度高的系统集成优点。

附图说明

图1是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构的剖面图；

图2是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构中弹簧散热器的示意图；

图3是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构的底部示意图；

图4是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构中焊有外接散热装置的产品示意图；

图5是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构中贴有被动元件的产品示意图；

图6是本发明倒装焊高散热球型阵列封装结构中贴有被动元件并焊有外接散热装置的产品示意图；

图7是本发明倒装焊高散热球型阵列封装方法实施第1步后的产品结构示意图；

图8是本发明倒装焊高散热球型阵列封装方法实施第2步后的产品结构示意图；

图9是本发明倒装焊高散热球型阵列封装方法实施第3步后的产品结构示意图；