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集成电路半导体基板的插片散热器封装

发布时间:2019-4-26     来源:电子散热器
 

      集成电路半导体基板使用的插片散热器封装操作是通过银浆或其它粘结剂将芯片粘结到基板上方,通过金线将芯片的内电路与基板电路连接封装。基板电路由上下两层布线组成,布线之间由带有金属渡层的过孔连通。上层布线与金线连接,下层电路有焊盘暴露在外。将芯片和金线用塑封料5密封起来。基板下面焊盘上焊接锡球6作为输入和输出端,将基板电路、芯片电路与外电路连接起来。常规球栅阵列半导体封装方式剖面结构,图二示出了现有的常规球栅阵列半导体封装方式平面结构。

      在集成电路的封装领域,随着集成电路的密集程度在不断的增加,同时封装尺寸在不断变小,导致芯片产生的热量就越来越集中。封装中的散热问题就越发关键。现有的封装形式由于塑封料的导热系数不高,芯片产生的热不能及时散发出去,导致了芯片温度容易过高,降低了芯片能够支持的功率。而有些封装形式虽然能够提高散热性能,但成本很高。另一目的在于并通过结构的特殊设计,能够防止塑封料在塑封过程中溢到散热片的外露的顶端影响芯片散热性能。

      为了达到上述目的,所采用的封装结构是用粘接剂将芯片粘接到基板上,通过金线连通芯片电路和基板电路。在基板上粘结一散热装置——散热片。然后再用塑封胶把芯片、金线、散热片等塑封起来。散热片的工作部分布置在芯片上方,高度与塑封体高度相同,其上表面暴露在空气中。散热片能将芯片产生的热快速发散,使整个芯片得到迅速冷却,防止芯片温度过高。基板下焊有锡球,将基板电路与外电路连通。散热片与基板的连接部分采用了若干向下的突起,使散热片的下部与基板之间形成一定的间隙,在注塑过程中,空气能够通过间隙排出,塑封料也能够通过此间隙充满散热片下面的空腔。在散热片的下部边缘制作若干缺口,在注塑过程中当受到来自模具上表面的压力时,缺口处产生微小变形,从而降低侧壁受到的应力。散热片的侧壁上有若干开口,注塑过程中塑封料可以顺利的通过这些开口灌入散热片下面的空腔,空气也可以由此开口顺利排出,防止空洞和气穴的产生。在散热片的顶端边缘处采用一环形槽的结构,在塑封过程中,通过一个凸起减慢塑封料的流速,然后用一个较大的容腔容纳漫过凸起部分的塑封胶,并使塑封胶在高温下快速固化,从而防止溢胶情况的发生。

      半导体封装具有以下作用,即通过在球栅阵列的封装形式中加装一散热片,散热片布置在芯片上方,芯片产生的大量的热传导至散热片,然后由散热性能极好的散热片发散到空气中;散热片采用了凸台和侧壁开口的结构保证塑封料充满整个容腔;散热片下部通孔的设计,保证了散热片在塑封体中的固定;特别是散热片的顶部边缘采用环形槽的结构,解决了胶体上溢到散热片顶部的问题。

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