【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造和微電子封裝，特別涉及一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法和結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、目前大規(guī)模應(yīng)用于芯片封裝的熱界面材料(tim)主要包括硅脂、硅膠、導(dǎo)熱膠等，但存在諸如材料熱導(dǎo)率低(≤6w/m·k)、界面熱阻值高等缺陷，導(dǎo)致導(dǎo)熱性能低、散熱材料與散熱器及芯片之間的界面空穴率高，應(yīng)用在高算力、高功耗芯片中時芯片熱量無法有效散出，算力受限且封裝可靠性問題突出。金屬基熱界面材料(metal-tim)具有高熱導(dǎo)率特性(銦的熱導(dǎo)率為86w/m·k)、界面熱阻低，可顯著降低封裝結(jié)殼溫差和熱阻，在cpu、gpu等高性能封裝中有重要應(yīng)用價值。
2、在使用高溫回流工藝完成金屬熱界面材料封裝的過程中有嚴(yán)重的金屬溢出問題，導(dǎo)致tim界面孔洞率增加、覆蓋率降低惡化熱阻，且溢出的金屬會使器件短路導(dǎo)致封裝電學(xué)功能失效。因此，控制溢出成為制約金屬熱界面材料應(yīng)用的重要技術(shù)難題。
3、針對該難題，當(dāng)前工藝方案是在器件周圍涂布圍壩膠以阻擋金屬材料溢出，但圍壩膠存在耐高溫性能不佳，且無法完全阻擋金屬材料溢出的缺點?，F(xiàn)有技術(shù)中具有在芯片的上表面設(shè)置有機可碳化基材的方案，通過激光輻射使基材碳化形成多孔碳層，并將金屬熱界面材料滲透其中形成熱界面材料與多孔碳層的組合體，從而期望減少金屬材料的溢出和飛濺，但該方案存在金屬材料無法有效填充多孔碳層，造成碳層存在孔洞降低導(dǎo)熱性能的缺點，因此亟待探索新方案解決溢出難題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是，針對上述
技術(shù)介紹
中存在的不足，
2、為了達到上述目的，本專利技術(shù)提供了一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，包括如下步驟：
3、s1，通過fcbga封裝完成芯片與基板的連接；
4、s2，在芯片上表面均勻噴涂助焊劑；
5、s3，通過貼片機將金屬熱界面材料貼裝在芯片的上表面；
6、s4，器件塑封，且使塑封料在芯片上方圍成容納金屬熱界面材料的空間；
7、s5，貼裝散熱蓋，使散熱蓋與塑封料連接；
8、s6，將器件通過高溫回流設(shè)備，完成金屬熱界面材料的高溫回流，實現(xiàn)金屬熱界面材料與芯片、散熱蓋的連接。
9、進一步地，s1具體包括如下子步驟：
10、s11，將倒裝芯片放置在基板上，通過焊球進行對接；
11、s12，將器件放入回流焊爐中加熱，使焊球熔化并形成電連接；
12、s13，清除基板和芯片表面的雜質(zhì)；
13、s14，對清洗后的器件進行烘干；
14、s15，在芯片的底部填充底填膠；
15、s16，對底填膠進行固化處理，以使底填膠在基板與芯片之間牢固粘接。
16、進一步地，s4包括如下子步驟：
17、s41，安裝塑封模具；
18、s42，使用等離子清洗減少表面張力；
19、s43，采用高精度真空塑封機，將塑封料均勻地涂覆在芯片的四周，控制溫度、壓力和時間；
20、s44，通過烘箱去除塑封料中的濕氣。
21、進一步地，s5包括如下子步驟：
22、s51，在塑封料的上表面按照散熱蓋的形狀涂覆一層粘貼膠；
23、s52，將散熱蓋貼裝在芯片上，控制貼裝過程中的壓力和溫度；
24、s53，將器件放入烘箱中，完成粘貼膠的固化。
25、進一步地，s4中塑封料的高度與金屬熱界面材料的上表面持平。
26、進一步地，s4中僅對塑封料進行初步固化，使塑封料能夠維持預(yù)設(shè)的形狀。
27、本專利技術(shù)還提供了一種基于金屬熱界面材料的芯片結(jié)構(gòu)，采用如前所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法進行封裝，包括基板、芯片、塑封料、金屬熱界面材料和散熱蓋，所述芯片通過焊球與基板電連接，所述芯片與所述基板之間填充底填膠，所述金屬熱界面材料設(shè)置在所述芯片的上表面，所述散熱蓋設(shè)置在所述芯片的上方，所述金屬熱界面材料用于連接所述芯片的上表面與所述散熱蓋的下表面，以形成熱傳導(dǎo)通路，所述塑封料圍繞所述芯片以及所述金屬熱界面材料的四周設(shè)置，所述塑封料的上表面涂覆有粘貼膠，所述散熱蓋的底部通過粘貼膠與所述塑封料的上表面連接。
28、進一步地，所述散熱蓋的下表面設(shè)置有第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部與所述金屬熱界面材料的上表面接觸，所述第二凸起部與所述塑封料的上表面接觸。
29、進一步地，所述金屬熱界面材料為銦片。
30、本專利技術(shù)的上述方案有如下的有益效果：
31、本專利技術(shù)提供的基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法和結(jié)構(gòu)，通過塑封料對金屬熱界面材料四周形成保護，有效防止了高溫回流過程中金屬熱界面材料的溢出，降低了器件短路的風(fēng)險；同時通過控制金屬熱界面材料不溢出，增加了金屬熱界面材料的覆蓋率并實現(xiàn)了低孔洞率，有效降低了封裝界面熱阻，增強了封裝的導(dǎo)熱性能，有利于提高芯片和封裝的可靠性；采用本專利技術(shù)能夠助力解決高算力、高功耗處理器、al和hpc產(chǎn)品的功耗墻等；
32、本專利技術(shù)的其它有益效果將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，S1包括如下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，S4包括如下子步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，S5包括如下子步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，S4中塑封料的高度與金屬熱界面材料的上表面持平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，S4中僅對塑封料進行初步固化，使塑封料能夠維持預(yù)設(shè)的形狀。
7.一種基于金屬熱界面材料的芯片結(jié)構(gòu)，采用如權(quán)利要求1-6任意一項所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法進行封裝，其特征在于，包括基板、芯片、塑封料、金屬熱界面材料和散熱蓋，所述芯片通過焊球與基板電連接，所述芯片與所述基板之間填充底填膠，所述金屬熱界面材料設(shè)置在所述芯片的上表面，所述散熱蓋設(shè)置在所述芯
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱蓋的下表面設(shè)置有第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部與所述金屬熱界面材料的上表面接觸，所述第二凸起部與所述塑封料的上表面接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬熱界面材料為銦片。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，s1包括如下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，s4包括如下子步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，s5包括如下子步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，s4中塑封料的高度與金屬熱界面材料的上表面持平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬熱界面材料的芯片封裝方法，其特征在于，s4中僅對塑封料進行初步固化，使塑封料能夠維持預(yù)設(shè)的形狀。
7.一種基于金屬熱界面材料的芯片結(jié)構(gòu)，采用如權(quán)利要求1-6任意一項所述的一種基于金屬熱界面...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐蘭英，郭文娟，劉歐飛，甘宗保，李雪，蔡信達，廖才敬，滕曉東，
申請(專利權(quán))人：長沙安牧泉智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。