【技術(shù)實(shí)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。
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(shí)芯片熱量無(wú)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(jià)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(huì)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(duì)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(wú)法完全阻擋金屬材料溢出的缺點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中具有在芯片的上表面設(shè)置有機(jī)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(wú)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(diǎn)，因此亟待探索新方案解決溢出難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是，針對(duì)上述
技術(shù)介紹
中存在的不足，提供一
2、為了達(dá)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，在芯片上表面貼附一層水溶膠；
5、s3，器件塑封，使塑封料在芯片以及水溶膠四周形成圍壩；
6、s4，使用專用溶劑去除芯片上方的水溶膠，將器件進(jìn)行烘干保持干燥狀態(tài)；
7、s5，在芯片上表面均勻噴涂一層助焊劑；
8、s6，通過貼片機(jī)將金屬熱界面材料貼裝在芯片的上表面；
9、s7，貼裝散熱蓋，使散熱蓋與塑封料連接；
10、s8，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(shí)現(xiàn)金屬熱界面材料與芯片、散熱蓋的連接。
11、進(jìn)一步地，s1包括如下子步驟：
12、s11，將倒裝芯片放置在基板上，通過焊球進(jìn)行對(duì)接；
13、s12，將器件放入回流焊爐中加熱，使焊球熔化并形成電連接；
14、s13，清除基板和芯片表面的雜質(zhì)；
15、s14，對(duì)清洗后的器件進(jìn)行烘干；
16、s15，在芯片的底部填充底填膠；
17、s16，對(duì)底填膠進(jìn)行固化處理，以使底填膠在基板與芯片之間牢固粘接。
18、進(jìn)一步地，s2中水溶膠的厚度與金屬熱界面材料的厚度一致。
19、進(jìn)一步地，s3包括如下子步驟：
20、s31，安裝塑封模具；
21、s32，使用等離子清洗減少表面張力；
22、s33，采用高精度真空塑封機(jī)，將塑封料均勻地涂覆在芯片的四周，控制溫度、壓力和時(shí)間；
23、s34，通過烘箱去除塑封料中的濕氣。
24、進(jìn)一步地，s7包括如下子步驟：
25、s71，在塑封料的上表面按照散熱蓋的形狀涂覆一層粘貼膠，以便將散熱蓋固定到位；
26、s72，精確將散熱蓋貼裝在芯片上，控制貼裝過程中的壓力和溫度；
27、s73，將器件放入烘箱中，完成粘貼膠的固化。
28、進(jìn)一步地，s3中塑封料的高度與金屬熱界面材料的上表面持平。
29、進(jìn)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。
30、進(jìn)一步地，所述金屬熱界面材料為銦片。
31、本專利技術(shù)的上述方案有如下的有益效果：
32、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，通過塑封料對(duì)金屬熱界面材料四周形成保護(hù)，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(xiǎn)；同時(shí)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(shí)現(xiàn)了低孔洞率，有效降低了封裝界面熱阻，增強(qiáng)了封裝的導(dǎo)熱性能，有利于提高芯片和封裝的可靠性；
33、本專利技術(shù)在塑封過程中使用水溶膠替換金屬熱界面材料和助焊劑，可有效降低塑封過程中高溫造成的助焊劑揮發(fā)和金屬熱界面材料氧化，且沒有塑封模具對(duì)金屬熱界面材料造成損傷和污染，避免了后續(xù)高溫回流過程中孔洞率增加和覆蓋率降低；
34、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；
35、本專利技術(shù)的其它有益效果將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
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，S2中水溶膠的厚度與金屬熱界面材料的厚度一致。
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，S3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，S7包括如下子步驟：
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，S3中塑封料的高度與金屬熱界面材料的上表面持平。
7.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，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。
8.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，所述金屬熱界面材料為
...【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，s2中水溶膠的厚度與金屬熱界面材料的厚度一致。
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，s3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...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭文娟，徐蘭英，劉歐飛，甘宗保，李雪，蔡信達(dá)，廖才敬，滕曉東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)沙安牧泉智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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