[發明專利]一種集成電路氣密性封裝散熱結構

無效

• 申請號: 201210535005.5
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103021973A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 丁榮崢;李欣燕;高娜燕
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/31
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉集成電路封裝結構，具體地說是一種氣密性高可靠陶瓷封裝的倒扣焊（FC）芯片的散熱結構，屬于電子制造技術領域。

背景技術

半導體集成電路芯片倒扣焊在外殼或基板的焊盤/凸點上，對于功耗大的電路僅僅通過外殼或基板的熱傳導，以及芯片向四周空氣對流、輻射來散熱是不夠的，尤其空封結構的氣密性高功率密度集成電路，常常會帶來芯片溫升過高而導致電性能下降甚至功能失效。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，解決倒扣焊封裝氣密性與散熱問題，提出一種集成電路散熱結構，為空封結構的氣密性倒扣焊（FC）高可靠陶瓷封裝。

按照本發明提供的技術方案，所述的集成電路氣密性封裝散熱結構包括外殼或基板和倒扣焊芯片，所述倒扣焊芯片用軟焊料與熱沉焊接在一起，熱沉的一周與焊框通過釬焊料釬焊在一起；再將焊框與外殼或基板上的密封環焊接在一起，形成氣密性封裝。

所述焊框上可設有一圈凹槽，形成緩沖環，圍繞熱沉一周。

所述焊框與外殼或基板上的密封環用激光焊接、平行縫焊方式焊接在一起。

本發明具有以下優點：

1、本發明使高功率密度集成電路倒扣焊封裝實現了氣密性密封；

2、本發明未改變集成電路封裝結構，與現有散熱方式完全兼容；

3、本發明不改變現有封裝結構，利用現有組裝設備和工藝即可實現氣密性和優異散熱。

附圖說明

圖1是氣密性倒扣焊陶瓷封裝散熱結構的1/4剖面圖。

圖2是實施例1的1.00mm節距氣密性FC-CCGA1144封裝外形示意圖。

圖3是實施例2的1.00mm節距氣密性FC-CCGA1760封裝外形示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明所述的散熱結構采用與外殼/基板熱膨脹基數相配的高導熱金屬熱沉1，與可伐等材料制成的焊框7通過釬焊料3釬焊在一起；熱沉1用軟焊料4與金屬化處理的倒扣焊芯片5焊接在一起；最后再用激光焊接、平行縫焊等方式將焊框7與外殼或基板6上的密封環2焊接在一起，形成氣密性封裝，熱沉1并可將芯片熱高效地向冷板等導出，形成優異的熱通道。焊框2上可設置一圈凹槽，形成緩沖環8，圍繞熱沉1一周。

本發明的集成電路氣密性封接散熱結構，其熱沉1與外殼或基板6為匹配封接結構；對小尺寸倒扣焊芯片不帶緩沖環8，大尺寸倒扣焊芯片則帶緩沖環8；熱沉1對內直接與芯片5粘接或焊接，再密封；熱沉1對外可直接與冷板等粘接或焊接。

本發明不改變現有封裝材料和工藝，以及組裝焊接設備，解決高功率密度集成電路倒扣焊封裝的氣密性和散熱。

如圖2所示，為本發明實施例1的1.00mm節距氣密性FC-CCGA1144封裝外形。高溫共燒氧化鋁陶瓷外殼/基板上的密封環2釬焊有焊框7，芯片5通過SAC305等低溫軟焊料4與熱沉1焊接，熱沉1通過平行縫焊與焊框7焊接，然后再利用回流焊工藝在外殼/基板上植上1144根（34×34陣列）2.00mm長的φ0.50mm的焊料柱，電路即完成。

如圖3所示，為本發明實施例2的1.00mm節距氣密性FC-CCGA1760封裝外形。高溫共燒氧化鋁陶瓷外殼/基板上的密封環2釬焊有焊框7，芯片5通過SAC305等低溫軟焊料4與熱沉1焊接，熱沉1通過平行縫焊與焊框7焊接，然后再利用回流焊工藝在外殼/基板上植上1760根（42×42陣列）2.00mm長的φ0.50mm的焊料柱，電路即完成。

綜上所述，本發明提供的散熱結構為大尺寸芯片、高功率密度倒扣焊封裝提供了氣密結構；倒扣焊芯片與熱沉直接焊接，并直接與冷板等接觸，導熱優異。