[實用新型]一種大功耗芯片封裝結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320372543.7
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN203351588U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 陸春榮;胡立棟;金若虛;劉鵬
• 申請（專利權）人: 力成科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

技術領域

本實用新型屬于半導體內存封裝技術領域，具體涉及一種大功耗芯片封裝結構，這種結構有效解決了大功耗芯片在鍵合BGA封裝中的散熱問題。

背景技術

傳統(tǒng)芯片的功耗一般不超過0.5W，而用于鍵合BGA封裝結構中的大功耗芯片功耗為2～5W，由于功耗較傳統(tǒng)芯片增加了4～10倍，相應的散熱問題也就凸顯出來，傳統(tǒng)的鍵合塑封結構已經不能滿足大功耗芯片的散熱，在使用過程中，由于發(fā)熱量很大，容易出現(xiàn)散熱不良，會導致元器件損壞率提升，可靠性不良。現(xiàn)有的一些技術改進是通過增加散熱片的封裝結構能部分解決大功耗芯片散熱的問題，如PBGA、FlipChip等，但對人員的素質，機臺的種類，材料工藝復雜度高，產能偏低，這種封裝技術帶來的成本遠大于成熟低價的鍵合塑封封裝結構。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種不必要改變封裝形式或額外增設散熱片換封裝結構，而造成封裝成本的增加，便能解決傳統(tǒng)塑封體鍵合封裝構造的大功率芯片散熱不良的問題的大功耗芯片封裝結構。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種大功耗芯片封裝結構，其特征在于，包括：

一基板，具有相對的一頂面和一底面；基板的內部為基材，基板表面為刻蝕好的金屬線路層，所述金屬線路層上還涂覆有阻焊層；

芯片，配置于所述基板的頂面上；在芯片的正下方、基板的阻焊層上設有多個綠油開窗，所述綠油開窗區(qū)域暴露的金屬線路層直接與芯片接觸；

設于基板上的多個過孔，設于芯片下方；

多個散熱錫球，配置于基板的底面，所述散熱錫球焊接于PCB板；

封裝結構的封裝空間內填充的絕緣樹脂。

作為優(yōu)化，所述綠油開窗的形狀為分散的圓弧狀開窗。

作為補充優(yōu)化，所述綠油開窗為半徑為150um的圓形，數(shù)量為9個，呈九宮格排列，位于芯片的正下方，距離芯片外邊沿100um框內。

作為優(yōu)化，所述綠油開窗內區(qū)域全為金屬線路層，無裸露的基材。

作為優(yōu)化，所述過孔內鍍實心銅或者填滿銅漿，用來增加導熱效率。

實用新型原理：

本實用新型的封裝熱傳導原理是利用芯片正下方的導電銀漿和基板接觸的金屬特質，在銀漿材料的選取上選取較高熱傳導系數(shù)的材料，傳導熱能至封裝外部的散熱錫球，再經由散熱錫球傳導至PCB，最終經由PCB線路表面將熱能散發(fā)出去。我們采取對封裝基板阻焊層進行部分開窗處理，增大芯片正下方的開窗面積，使得基板的金屬線路層暴露出來，增大金屬的傳熱面積，增加芯片下基板的過孔數(shù)量，增加錫球數(shù)量，于此同時增加工作芯片對應PCB位置的過孔數(shù)量。當芯片正常工作時產生的熱能可以較快速的從阻焊開窗下面的金屬線路層傳導出去。

本實用新型是在芯片下基板增加的錫球數(shù)量及阻焊開窗的區(qū)域為GND信號，增加接地球后可以有效降低高速信號的回流路徑，提高系統(tǒng)信號完整性和電源完整性。可以結合PCB的協(xié)同設計，進一步有效地提高芯片的散熱。

實用新型優(yōu)點：

本實用新型有著較低工藝復雜度及可觀的成本對比優(yōu)勢，與現(xiàn)有的主流鍵合塑封封裝技術相比，對于大功耗封裝芯片的散熱效果更好，能夠顯著降低芯片表面結溫溫差，對于半導體制造工藝則完全是成熟的工藝流程。而與其它提高散熱效率的封裝技術相比較，可以提供更具成本優(yōu)勢的封裝產品。

附圖說明

圖1為本實用新型大功耗芯片封裝結構的剖面圖；

圖2為本實用新型一優(yōu)選實施例的綠油開窗示意圖；

圖3為硅核到空氣的熱阻系數(shù)與散熱孔數(shù)量的關系圖。

其中，1、基板，2、阻焊層，3、芯片，4、綠油開窗，5、金屬線路層，6、過孔，7、錫球，8、絕緣樹脂，9、金線，10、基材。

具體實施方式

以下結合附圖及一優(yōu)選實施例對本實用新型的技術方案作進一步的說明。

實施例：

如圖1所示：一種大功耗芯片封裝結構，包括：一基板1，具有相對的一頂面和一底面；基板1的內部為基材10，基板1表面為刻蝕好的金屬線路層5，金屬線路層5上還涂覆有阻焊層2；

還包括芯片3，配置于所述基板1的頂面上；在芯片3的正下方、基板1的阻焊層2上設有多個綠油開窗4，所述綠油開窗4區(qū)域暴露的金屬線路層5直接與芯片3接觸；

還包括設于基板1上的多個過孔6，設于芯片3下方；

還包括多個散熱錫球7，配置于基板1的底面，所述散熱錫球7焊接于PCB板；

封裝結構的封裝空間內填充的絕緣樹脂8。