一种适用于导热垫片的FCBGA封装结构的制作方法

本发明涉及芯片封装，特别涉及一种适用于导热垫片的fcbga封装结构。

背景技术：

1、在fcbga器件中，散热盖(lid)承担起了保护芯片、为芯片(chip)提供支撑、以及引导芯片热量散出缓解热沉散热压力的作用。而散热盖与基板(substrate)连接则依靠的是粘结胶(adhensive胶，ad胶)以及热界面材料(thermal interface material,tim1)，其中ad胶主要提供粘附性以保证散热盖与基板连接紧密并且提供密闭环境，热界面材料主要负责将芯片热量传递到散热盖。

2、现有技术中，散热盖下表面直接与热界面材料相连，而散热盖与热界面材料的接触直接影响了芯片散热的效果。在实际的服役过程之中，由于芯片与散热盖的热膨胀系数不匹配易产生内应力，而这些应力会造成散热盖与热界面材料的分层现象产生，导致热界面材料与散热盖的覆盖率下降，接触面积降低，在热界面材料的边缘处此现象尤为明显。热界面材料目前采用导热凝胶与导热垫片较多，其中导热垫片的热导率一般比导热凝胶更高，但是其附着力不如导热凝胶，更容易在服役条件下与散热盖分层。

3、该问题的现有解决方案为：优化点胶工艺以及加强热界面材料的附着力、断裂伸长率、回弹比等性能以加强服役条件下热界面材料与散热盖的连接，避免分层。

4、现有解决方案的缺点在于，热界面材料本身具有很大的局限性，往往其附着力与热导率很难共存，尤其对于导热垫片提高附着力加强连接较为困难，单纯依靠热界面材料的提升来减少分层现象是个很大的挑战。因此，开发一种适用于导热垫片式热界面材料的封装结构是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种适用于导热垫片式热界面材料的、新的fcbga封装结构，解决热界面材料与散热盖分层的问题，通过新结构的导入，封装模块在经过precon可靠性测试后，其覆盖率相比于常规结构散热盖/热界面材料显著上升。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，包括基板、芯片、热界面材料、散热盖，所述芯片与所述基板通过焊球焊接，所述热界面材料与所述芯片相接触，所述散热盖与所述基板通过原ad胶粘接，且所述散热盖与所述基板之间围成安装所述芯片、所述热界面材料的腔室，所述热界面材料与所述散热盖相接触；

3、所述散热盖与所述基板之间还设置有加强ad胶，所述加强ad胶位于所述散热盖与所述基板之间的间隙内，所述加强ad胶贴近所述热界面材料所在的位置。

4、进一步地，所述加强ad胶环绕所述热界面材料所在的位置连续设置。

5、进一步地，所述热界面材料设置为矩形，所述加强ad胶环绕所述热界面材料形成矩形框体。

6、进一步地，所述加强ad胶的截面设置为矩形或工字形。

7、进一步地，所述散热盖的内表面形成有第一凹槽，所述第一凹槽与所述加强ad胶相对应。

8、进一步地，所述散热盖的内表面形成有第二凹槽，所述第二凹槽与所述热界面材料相对应，所述热界面材料全部或部分地没入所述第二凹槽内。

9、进一步地，所述加强ad胶的厚度为0.1mm～0.5mm。

10、本发明的上述方案有如下的有益效果：

11、本发明提供的适用于导热垫片的fcbga封装结构，通过在散热盖与基板之间填充加强ad胶，且加强ad胶环绕热界面材料设置的方式，提升了散热盖与热界面材料的覆盖率，相比于常规的封装结构来说可靠性测试后覆盖率从84.69％提升至91.09％～96.83％，提升效果明显，避免了热界面材料与散热盖边缘处出现明显的分层，从而避免了在长期使用后基板的热变形现象下整体散热性能的明显降低，保证了芯片在长时间服役过程中的可靠性、稳定性等；

12、本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，包括基板、芯片、热界面材料、散热盖，所述芯片与所述基板通过焊球焊接，所述热界面材料与所述芯片相接触，所述散热盖与所述基板通过原ad胶粘接，且所述散热盖与所述基板之间围成安装所述芯片、所述热界面材料的腔室，所述热界面材料与所述散热盖相接触；

2.根据权利要求1所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述加强ad胶环绕所述热界面材料所在的位置连续设置。

3.根据权利要求2所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述热界面材料设置为矩形，所述加强ad胶环绕所述热界面材料形成矩形框体。

4.根据权利要求1所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述加强ad胶的截面设置为矩形或工字形。

5.根据权利要求1所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述散热盖的内表面形成有第一凹槽，所述第一凹槽与所述加强ad胶相对应。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述散热盖的内表面形成有第二凹槽，所述第二凹槽与所述热界面材料相对应，所述热界面材料全部或部分地没入所述第二凹槽内。

7.根据权利要求1所述的一种适用于导热垫片的fcbga封装结构，其特征在于，所述加强ad胶的厚度为0.1mm～0.5mm。

技术总结
本发明提供了一种适用于导热垫片的FCBGA封装结构，包括基板、芯片、热界面材料、散热盖，所述散热盖与所述基板之间设置有加强AD胶，所述加强AD胶位于所述散热盖与所述基板之间的间隙内，所述加强AD胶贴近所述热界面材料所在的位置。本发明通过在散热盖与基板之间填充加强AD胶，且加强AD胶环绕热界面材料设置的方式，提升了散热盖与热界面材料的覆盖率，经过测试相比于常规的封装结构来说可靠性测试后覆盖率从84.69％提升至91.09％～96.83％，避免了热界面材料与散热盖边缘处出现明显的分层，避免了热界面材料与散热盖边缘处出现明显的分层，从而避免了在长期使用后基板的热变形现象下整体散热性能的明显降低，保证了芯片在长时间服役过程中的可靠性、稳定性等。

技术研发人员：滕晓东,郑博宇,刘振
受保护的技术使用者：长沙安牧泉智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25