封装散热盖和BGA封装器件的制作方法

封装散热盖和bga封装器件
技术领域
1.本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体而言，涉及一种封装散热盖和bga封装器件。


背景技术：

2.随着半导体行业的快速发展，bga焊球阵列封装(ball grid array package)封装结构广泛应用于半导体行业中。一般采用bga封装结构通过贴装散热片实现散热，其要求散热片满足散热，通常采用封装模具上设计散热片凹槽，然后在塑封时封装模具固定散热片，在散热片与芯片件注入塑封料，完成注塑操作。
3.现有技术中，为了保证散热需求，散热片通常采用金属等刚性材料制成，其硬度较大，在注塑过程中，合模压力过大，容易导致内部较吹的芯片受到过大的合模压力而产生裂痕，甚至损坏，不利于产品的可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种封装散热盖和bga封装器件，其能够避免合模过程中对芯片的损害。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种封装散热盖，包括散热盖本体，所述盖本体具有相对的模接面和塑接面，所述模接面用于接合模具，以使所述散热盖本体固定在所述模具上，所述塑接面用于贴合塑封体，所述塑接面上开设有多个镂空孔，每个所述镂空孔向着所述模接面延伸，且每个所述镂空孔中填充有第一弹性胶层。
7.在可选的实施方式中，每个所述镂空孔周围的所述塑接面上还开设有镂空环槽，所述镂空环槽环设在所述镂空孔周围，且每个所述镂空环槽内填充有第二弹性胶层。
8.在可选的实施方式中，所述镂空环槽与所述镂空孔间隔设置，且所述镂空孔的周缘设置有成型环板，所述成型环板的内侧与所述镂空孔相接，所述成型环板的外侧与所述镂空环槽相接。
9.在可选的实施方式中，所述镂空孔包括同心设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段和所述第二孔段相接，所述第一孔段延伸至所述模接面，所述第二孔段延伸至所述塑接面，且所述第一孔段的孔径小于所述第二孔段的孔径，以使所述第一孔段和所述第二孔段的相接处形成环状台阶面。
10.在可选的实施方式中，所述散热盖本体包括贴合在一起的第一散热金属层和第二散热金属层，所述模接面位于所述第一散热金属层的表面，所述塑接面位于所述第二散热金属层的表面，所述镂空孔至少贯穿所述第二散热金属层。
11.在可选的实施方式中，多个所述镂空孔阵列分布在所述塑接面，每相邻两个所述镂空孔之间的距离相等。
12.在可选的实施方式中，所述散热盖本体的边缘还设置有第一挡胶围栏，所述第一
挡胶围栏位于所述模接面，并围设在所述模接面的边缘，且所述第一挡胶围栏朝着远离所述塑接面的方向凸起设置。
13.在可选的实施方式中，所述散热盖本体的边缘还设置有第二挡胶围栏，所述第二挡胶围栏位于所述塑接面，并围设在所述塑接面的边缘，且所述第二挡胶围栏朝着远离所述模接面的方向凸起设置。
14.在可选的实施方式中，所述塑接面还涂覆有绿漆层或电镀有瘤化层，以提高所述散热盖本体和所述塑封体之间的结合力。
15.第二方面，本实用新型提供一种bga封装器件，包括基板、芯片、塑封体和如前述实施方式任一项所述的封装散热盖，所述芯片贴装在所述基板上，所述塑封体设置在所述基板上并包覆在所述芯片外，所述散热盖本体通过所述塑接面贴合在所述塑封体上。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：
17.本实用新型提供的封装散热盖和bga封装器件，通过在散热盖本体上设置镂空孔，并且在镂空孔中填充第一弹性胶层，利用镂空孔和第一弹性胶层，能够起到有效的缓冲作用，有效避免了合模过程中由于合模压力大造成芯片受损的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型第一实施例提供的封装散热盖在第一视角下的结构示意图；
20.图2为本实用新型第一实施例提供的封装散热盖在第二视角下的结构示意图；
21.图3为本实用新型第一实施例提供的封装散热盖的剖面结构示意图；
22.图4为本实用新型第二实施例提供的封装散热盖的结构示意图；
23.图5为图4中镂空孔与镂空环槽的开槽结构示意图；
24.图6为图4中镂空孔与镂空环槽的填胶结构示意图；
25.图7为本实用新型第三实施例提供的封装散热盖上镂空孔的结构示意图；
26.图8为本实用新型第四实施例提供的bga封装器件的结构示意图。
27.图标:
28.100-封装散热盖；110-散热盖本体；111-第一散热金属层；113-第二散热金属层；115-第一挡胶围栏；117-第二挡胶围栏；119-倒圆角结构；130-模接面；150-塑接面；170-镂空孔；171-第一弹性胶层；173-第一孔段；175-第二孔段；190-镂空环槽；191-第二弹性胶层；193-成型环板；200-bga封装器件；210-基板；230-芯片；250-塑封体。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.正如背景技术中所公开的，现有的散热片，通常采用了一体式的刚性材料，其材料较硬，在合模过程中，容易导致内部较脆的芯片受到过大的合模压力而产生裂痕，影响产品的可靠性。此外，现有散热片在塑封过程中，由于模具的挤压作用，塑封料可能会顺着散热片的侧壁侧爬至散热片的上侧表面，在散热片的表面留下溢胶，一旦散热片的上侧表面留有溢胶，则直接回影响散热片的散热效率以及产品外观的整洁性。故现有技术中需要额外进行去胶处理，无疑直接增加了封装成本，同时也有可能损伤散热片。
36.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种封装散热盖和bga封装器件，其能够避免合模过程中对芯片的损害，保证产品的可靠性，并且能够有效避免溢胶至散热片上侧表面的问题，保证散热片的散热效率和产品外观的整洁性。值得注意的是，在不冲突的情况下，本实施例的实施例中的特征可以相互结合。
37.第一实施例
38.请参照图1至图3，本实施例提供了一种封装散热盖100，其能够避免合模过程中对芯片230的损害，保证产品的可靠性，并且在塑封过程中，能够有效避免残留溢胶的问题，保证其散热效率和产品外观的整洁性。
39.本实施例提供的封装散热盖100，包括散热盖本体110，盖本体具有相对的模接面130和塑接面150，模接面130用于接合模具，以使散热盖本体110固定在模具上，塑接面150用于贴合塑封体250，塑接面150上开设有多个镂空孔170，每个镂空孔170向着模接面130延伸，且每个镂空孔170中填充有第一弹性胶层171。
40.在实际塑封时，首先通过模具结合在模接面130上，使得散热盖本体110保持固定，
然后注入塑封料，塑封料在散热盖本体110的挤压下定型，由于散热盖本体110上设置有多个镂空孔170，每个镂空孔170中填充有第一弹性胶层171，散热盖本体110整体挤压时具有一定的缓冲作用，有效避免了合模过程中由于合模压力大造成芯片230受损的问题。
41.需要说明的是，本实施例中镂空孔170可以贯穿散热盖本体110，并且第一弹性胶层171的弹性模量明显低于散热盖本体110的弹性模量，从而能通过多个第一弹性胶层171起到一定的缓冲作用。其中第一弹性胶层171可以通过印刷或者点胶的方式填充在镂空孔170中。
42.在本实施例中，多个镂空孔170阵列分布在塑接面150，每相邻两个镂空孔170之间的距离相等。具体地，多个镂空孔170阵列均匀分布，其分布密度可以根据实际需求或仿真实验确定。
43.在本实施例中，第一弹性胶层171可以采用导热胶，其能够起到导热作用，从而保证散热盖本体110的散热作用。
44.在本实施例中，散热盖本体110包括贴合在一起的第一散热金属层111和第二散热金属层113，模接面130位于第一散热金属层111的表面，塑接面150位于第二散热金属层113的表面，镂空孔170至少贯穿第二散热金属层113。具体地，第一散热金属层111和第二散热金属层113均为铜箔，镂空孔170开设在第二散热金属层113的下侧表面，即开设在塑接面150，并向上贯穿至第一散热金属的上侧表面，即贯穿至模接面130，通过采用双层金属层的结构，能够提升导热效率，保证散热效果。
45.需要说明的是，此处镂空孔170也可以只贯穿第二散热金属层113，在实际制作时，可以通过激光开槽的工艺在第二散热金属层113上开孔形成镂空孔170，然后填充胶体形成第一弹性胶层171，再贴附第一散热金属层111，利用胶层实现粘接。并且采用这种结构，能够大幅减少铜箔的残铜率，减少加工成本。
46.在本实施例中，散热盖本体110的边缘还设置有第一挡胶围栏115，第一挡胶围栏115位于模接面130，并围设在模接面130的边缘，且第一挡胶围栏115朝着远离塑接面150的方向凸起设置。具体地，可以在形成散热盖本体110后，利用激光开槽或冲压工艺在模接面130开槽，并在开槽边缘处形成第一挡胶围栏115，通过设置第一挡胶围栏115，能够有效防止塑封时塑封料侧爬至散热盖本体110的上侧表面，防止散热盖本体110上侧表面溢胶现象的发生。
47.进一步地，在本实施例中，散热盖本体110的边缘还设置有第二挡胶围栏117，第二挡胶围栏117位于塑接面150，并围设在塑接面150的边缘，且第二挡胶围栏117朝着远离模接面130的方向凸起设置。具体地，可以在形成散热盖本体110后，利用激光开槽或冲压工艺在塑接面150开槽，并在开槽边缘处形成第二挡胶围栏117，通过设置第二挡胶围栏117，能够进一步防止塑封料的侧爬现象，并且能够减缓塑封料的外溢现象，进一步防止了散热盖本体110上侧表面溢胶现象的发生。
48.在本实施例中，第一挡胶围栏115和第二挡胶围栏117的内侧还设置有至少一个沟槽，位于第一挡胶围栏115内侧的沟槽能够起到存储塑封料的作用，以使得即便塑封料侧爬至散热盖本体110的上侧表面，也能够大部分都存储在沟槽中，避免塑封料进一步向着散热盖本体110的中央位置流动。位于第二挡胶围栏117内侧的沟槽一方面能够起到存储塑封料的作用，防止塑封料外溢，另一方面也提高了塑封料与散热盖本体110之间的结合力，从而
防止在塑封时散热盖本体110脱落。
49.需要说明的是，本实施例中散热盖本体110上还设置有切割道，切割道为产品切割轨迹，其中切割道同时位于第一挡胶围栏115和第二挡胶围栏117的内侧，从而使得产品切割后能够将第一挡胶围栏115和第二挡胶围栏117切除，保证封装产品的外观一致性。
50.在本实施例中，散热盖本体110的模接面130还电镀形成有耐氧金属层，具体地，耐氧金属层可以是外层铬、内层镍组合而成，其中铬材料能够提高耐磨性和耐氧化性，镍材料可以提升耐氧金属层与散热盖本体110之间的结合力。
51.在本实施例中，散热盖本体110的塑接面150还涂覆有绿漆层，以提高散热盖本体110和塑封体250之间的结合力。具体地，绿漆层为阻焊油墨，结合力较强，使得塑封料与散热盖本体110能够塑封为一体。当然，此处散热盖本体110的塑接面150也可以电镀形成有瘤化层，具体地，通过电镀粗化工艺在塑接面150形成蜂窝状的瘤化面，同样能够提升与塑封料之间的结合力。
52.在本实施例中，散热盖本体110呈矩形，其规格尺寸可以根据塑封体250的尺寸确定，在散热盖本体110四周设置有倒圆角结构119，以提升散热盖本体110和模具的分离角度。具体地，散热盖本体110的四周设计r倒角，其倒角可以提升散热盖本体110与模具凹槽的分离角度，模具在压合该封装散热盖100后，可以更好地分离。
53.综上所述，本实施例提供了一种封装散热盖100，通过在散热盖本体110上开设镂空孔170，并且在镂空孔170中填充形成第一弹性胶层171，散热盖本体110整体挤压时具有一定的缓冲作用，有效避免了合模过程中由于合模压力大造成芯片230受损的问题。并且通过第一挡胶围栏115和第二挡胶围栏117有效防止了塑封料侧爬至模接面130，避免了残留溢胶现象，保证了封装散热盖100的散热能力和产品的外观整洁性。
54.第二实施例
55.参见图4至图6，本实施例提供了一种封装散热盖100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
56.封装散热盖100包括散热盖本体110，盖本体具有相对的模接面130和塑接面150，模接面130用于接合模具，以使散热盖本体110固定在模具上，塑接面150用于贴合塑封体250，塑接面150上开设有多个镂空孔170，每个镂空孔170向着模接面130延伸，且每个镂空孔170中填充有第一弹性胶层171。
57.在本实施例中，每个镂空孔170周围的塑接面150上还开设有镂空环槽190，镂空环槽190环设在镂空孔170周围，且每个镂空环槽190内填充有第二弹性胶层191。具体地，镂空环槽190可以与镂空孔170通过激光开槽工艺一并成型，第一弹性胶层171和第二弹性胶层191也可以一次性点胶形成，节省工艺流程。或者，也可以通过在镂空孔170中点胶形成第一弹性胶层171后在此激光开槽形成镂空环槽190，并再次点胶形成第二弹性胶层191。并且，第二弹性胶层191可以与第一弹性胶层171采用同一胶材料。
58.在本实施例中，镂空环槽190与镂空孔170间隔设置，且镂空孔170的周缘设置有成型环板193，成型环板193的内侧与镂空孔170相接，成型环板193的外侧与镂空环槽190相接。具体地，成型环板193呈圆筒状，且其厚度在0.5mm-1mm之间。通过间隔设置的镂空环槽190和镂空孔170，能够使得第一弹性胶层171和第二弹性胶层191相互隔离，从而分别起到
缓冲作用，以进一步提高缓冲效果。
59.在本实施例中，通过额外设置的镂空环槽190，并在镂空环槽190中填充第二弹性胶层191，结合第一弹性胶层171起到弹性缓冲作用，提高了弹性缓冲的效果，进一步避免了芯片230受损。
60.第三实施例
61.参见图7，本实施例提供了一种封装散热盖100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
62.在本实施例中，封装散热盖100包括散热盖本体110，盖本体具有相对的模接面130和塑接面150，模接面130用于接合模具，以使散热盖本体110固定在模具上，塑接面150用于贴合塑封体250，塑接面150上开设有多个镂空孔170，每个镂空孔170向着模接面130延伸，且每个镂空孔170中填充有第一弹性胶层171。
63.在本实施例中，镂空孔170包括同心设置的第一孔段173和第二孔段175，第一孔段173和第二孔段175相接，第一孔段173延伸至模接面130，第二孔段175延伸至塑接面150，且第一孔段173的孔径小于第二孔段175的孔径，以使第一孔段173和第二孔段175的相接处形成环状台阶面。具体地，第一孔段173和第二孔段175均可以通过激光开槽工艺形成，其中第一孔段173位于上部，第二孔段175位于下部，且第二孔段175的直径为第一孔段173直径的1-2倍，从而使得镂空孔170下部形成扩孔结构，以进一步提高了第一弹性胶层171的下部体积，从而提高了其缓冲效果。
64.需要说明的是，本实施例中第一孔段173和第二孔段175均为直孔段，即第一孔段173的孔径处处相同，第二孔段175的孔径处处相同，方便利用激光开槽工艺成型。当然，在其他较佳的实施例中，第二孔段175也可以呈倒置的喇叭状，从而形成下部锥台状的第一胶层，能够更好地起到缓冲效果。
65.第四实施例
66.参见图8，本实施例提供了一种bga封装器件200，包括基板210、芯片230、塑封体250和封装散热盖100，其中封装散热盖100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例、第二实施例或第三实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例、第二实施例或第三实施例中相应内容。
67.本实施例提供了一种bga封装器件200，包括基板210、芯片230、塑封体250和如前述实施方式任一项的封装散热盖100，封装散热盖100包括散热盖本体110，盖本体具有相对的模接面130和塑接面150，模接面130用于接合模具，以使散热盖本体110固定在模具上，塑接面150用于贴合塑封体250，塑接面150上开设有多个镂空孔170，每个镂空孔170向着模接面130延伸，且每个镂空孔170中填充有第一弹性胶层171。芯片230贴装在基板210上，塑封体250设置在基板210上并包覆在芯片230外，散热盖本体110通过塑接面150贴合在塑封体250上。
68.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。