一种芯片封装结构及封装方法技术

本申请属于电子技术领域，涉及一种芯片封装结构，包括PCB板，所述PCB板上安装有芯片；屏蔽壳，设置有中空部，安装在所述PCB板上且所述芯片位于所述中空部内；导热垫片，安装在所述屏蔽壳的中空部内的芯片上方并与芯片抵触，用于传导芯片产生的热量；热沉零件，安装在PCB板上，用于散去导热垫片上的热量；所述屏蔽壳上的中空部的两侧开口分别朝向所述芯片和所述热沉零件，所述导热垫片的上端面与所述热沉零件抵触。本申请显著的减少了导热通道中的导热界面数量，减小了热阻，明显提高了导热效率，用于芯片封装。于芯片封装。于芯片封装。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装结构及封装方法


[0001]本申请涉及电子
，尤其是一种芯片封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]在目前的芯片级热管理与屏蔽解决方案中，通常都是分别选择导热材料与金属屏蔽壳，在进行整体组装过程中进行逐个装配，之后通过导热材料进行热量传导及通过金属屏蔽壳来屏蔽芯片的信号干扰。基于这种常规的热管理与屏蔽解决方案，对其中的导热材料选择分别有流体类的导热凝胶、导热硅脂，固体类的导热硅胶垫片、取向碳纤维垫片等；屏蔽壳有不同的材料与装配结构类型，有采用卡扣式安装的，也有采用焊锡焊接，方式均视材料、结构、装配难易度决定。
[0003]基于以上的解决方案中，通常对于两种零件的应用，都是采用三明治结构，即从芯片表面加装导热材料，再进行覆盖屏蔽罩，再从屏蔽罩外表面加装导热材料，最后加装热沉零件（金属颗体、散热器、热管等），从而在芯片和热沉零件之间形成导热通道进行散热。
[0004]然而在上述方案中，导热通道中需采用多个导热界面，导致导热通道中热阻较高，整体封装结构的热导效率低。

技术实现思路

[0005]为了改善现有技术中芯片封装中导热界面多而导致热导效率低的问题，本申请提供的一种芯片封装结构及封装方法采用如下的方案：第一方面，公开了一种芯片封装结构，包括：PCB板，所述PCB板上安装有芯片；屏蔽壳，设置有中空部，安装在所述PCB板上且所述芯片位于所述中空部内；导热垫片，安装在所述屏蔽壳的中空部内的芯片上方并与芯片抵触，用于传导芯片产生的热量；热沉零件，安装在PCB板上，用于散去导热垫片上的热量；所述屏蔽壳上的中空部的两侧开口分别朝向所述芯片和所述热沉零件，所述导热垫片的上端面与所述热沉零件抵触。
[0006]通过采用上述方案，有效的减少了在芯片与热沉零件之间所使用的导热垫片数量，从而使得芯片与热沉零件之间的导热通道热阻较小，散热效果较佳。传统技术方案中，通常采用从芯片表面加装导热材料，再进行覆盖屏蔽罩，再从屏蔽罩外表面加装导热材料，最后加装热沉零件的方式，在芯片与热沉零件之间形成三明治式的导热通道，导致该导热通道中具有多个导热界面，热阻较高，散热效果差。本申请通过在屏蔽壳上贯穿开设中空结构，使得芯片与热沉零件分别抵触于导热垫片的两端，明显的减少了所需的导热垫片数量，从而形成了一种高效导热通道，显著的减少了导热通道中的导热界面数量，减小了热阻，明显提高了导热效率。
[0007]可选的，所述导热垫片与所述屏蔽壳通过粘胶固化连接。
[0008]通过采用上述方案，将导热垫片与屏蔽壳通过粘胶固化连接，安装较为方便。本申请技术方案中，通过粘胶固化的方式，将导热垫片与屏蔽壳固化安装为一体，对于一些脆性的导热垫片，能够通过拿取屏蔽壳从而实现对导热垫片的拿取，避免之间拿取导热垫片造
成的损坏，起到了保护的效果。
[0009]可选的，所述中空部侧缘的屏蔽壳上环绕凸设有立板，所述立板具有朝向中空部中心的内壁，所述导热垫片的四周贴合安装于所述立板的内壁以封闭所述中空部。
[0010]通过采用上述方案，通过导热垫片将中空部封闭的方式，能够有效的提升对于芯片的屏蔽性能，保障屏蔽效果。在一些技术方案中，为了便于装配，通常将屏蔽壳上的中空部开孔较大，该种方式会导致中空部与导热垫片之间难以避免的形成了屏蔽空隙，影响了整体封装结构的屏蔽效果。本申请技术方案中，通过封胶工艺，将导热垫片与中空部的立板贴合安装，使导热垫片与屏蔽壳成型为一体式结构，从而将中空部封闭，有效的减少了屏蔽空隙的产生，相对于传统方案，本申请方案能够有效的保证屏蔽效果，屏蔽效果较佳。
[0011]可选的，所述立板环绕所述芯片布置且抵触于所述芯片的周向侧壁上，以封闭所述中空部的下部开口。
[0012]通过采用上述方案，立板环绕芯片并抵触于芯片的周向侧壁上，立板能够对芯片起到一定的限位作用，使得芯片与屏蔽壳之间相对稳定。
[0013]可选的，所述热沉零件的下部盖合于所述中空部(21)的上部开口并与所述导热垫片抵触，并使得所述芯片(11)、立板(23)以及热沉零件(4)围合形成封闭的导热腔室(25)。
[0014]通过采用上述方案，通过芯片、立板以及热沉零件将导热垫片围合。在实际工况中，由于导热垫片中可能存在一些特殊的金属颗粒材质，导致封装后的结构中，可能存在导热垫片上的金属颗粒物掉落至芯片以及PCB板上，导致短路问题。而本申请方案中，导热垫片被夹持与芯片和热沉零件之间，并且通过立板将导热垫片围合于封闭的导热腔室中，导热垫片上的金属颗粒若掉落也无法落出导热腔室外，从而有效的避免了导电颗粒脱落而短路的问题。
[0015]可选的，所述导热垫片为弹性材质，所述导热垫片能够受所述热沉零件抵压而完全容纳于所述导热腔室中。
[0016]通过采用上述方案，导热垫片为弹性材质，且导热垫片能够受热沉零件抵压而容纳于导热腔室中，使得二者之间的抵触连接较为稳定。传统技术方案，由于导热垫片与芯片以及热沉零件之间的接触力不能太大，以防止压损，因此相互之间的连接稳定性不佳。本申请技术方案中，导热垫片安装在导热腔室中时，其受到热沉零件的抵压而压缩，导热垫片蓄积有弹性势能，因此，导热垫片与热沉零件之间的抵触力较大，稳定性较佳，导热效果好。
[0017]可选的，所述导热垫片为碳纤维或石墨烯材质。
[0018]通过采用上述方案，导热垫片采用碳纤维或石墨烯材质，使得导热垫片具有导热性能的同时，还具有较佳的屏蔽性能。在一些技术方案中，由于屏蔽壳体开设有空槽以便安装导热垫片，但是与此同时，屏蔽壳的屏蔽性能容易受到影响而变差。本申请技术方案中，导热垫片兼具导热以及屏蔽性能，能够有效的防止电磁波由中空部进出，从而有效的保证了整体封装结构的屏蔽性能。
[0019]可选的，所述屏蔽壳上还凸设有定位板，所述PCB板上对应的开设有定位槽，所述定位板安装在所述定位槽中。
[0020]通过采用上述方案，在屏蔽壳上凸设定位板，并在PCB板上对应开设定位槽，从而进一步提升屏蔽壳安装的稳定性。实际工况中，屏蔽壳能够通过将定位板插接在定位槽中或焊接在定位槽中，从而将屏蔽壳与PCB板相对固定安装。另一方面，屏蔽壳插接在PCB板
上，即使得屏蔽壳的定位板位于芯片周向外侧，进而进一步围合芯片，保证了整体封装结构的屏蔽效果。
[0021]可选的，所述屏蔽壳卡接或/和粘接在所述热沉零件上。
[0022]通过采用上述方案，屏蔽壳以热沉零件为安装基准，将屏蔽壳安装在热沉零件上以稳定安装。在一些工况中，受限于PCB板的大小以及布局，不便于在PCB板上开设额外的结构以安装屏蔽壳，导致屏蔽壳的安装稳定性较差。本申请技术方案中，屏蔽壳能够卡接或粘接在热沉零件上，从而使得不具有粘性的导热垫片也能够稳定的安装。本申请封装结构的适配性较强。适配于一些PCB板难以安装的芯片大小，适配性较强。
[0023]第二方面，公开了一种导热界面材料封装方法，安装芯片：将所述芯片配置于PCB板上，电性连接所述芯片与所述PCB板；安装导热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：PCB板(1)，所述PCB板(1)上安装有芯片(11)；屏蔽壳(2)，设置有中空部(21)，安装在所述PCB板(1)上且所述芯片(11)位于所述中空部(21)内；导热垫片(3)，安装在所述屏蔽壳(2)的中空部(21)内的芯片(11)上方并与芯片(11)抵触，用于传导芯片(11)产生的热量；热沉零件(4)，安装在PCB板(1)上，用于散去导热垫片(3)上的热量；所述屏蔽壳(2)上的中空部(21)的两侧开口分别朝向所述芯片(11)和所述热沉零件(4)，所述导热垫片(3)的上端面与所述热沉零件(4)抵触。2.根据权利要求1所述的一种芯片封装结构，其特征在于，所述导热垫片(3)与所述屏蔽壳(2)通过粘胶固化连接。3.根据权利要求1所述的一种芯片封装结构，其特征在于，所述中空部(21)侧缘的屏蔽壳(2)上环绕凸设有立板(23)，所述立板(23)具有朝向中空部中心的内壁，所述导热垫片(3)的四周贴合安装于所述立板(23)的内壁以封闭所述中空部(21)。4.根据权利要求3所述的一种芯片封装结构，其特征在于，所述立板(23)环绕所述芯片(11)布置且抵触于所述芯片(11)的周向侧壁上，以封闭所述中空部(21)的下部开口。5.根据权利要求4所述的一种芯片封装结构，其特征在于，所述热沉零件(4)的下部盖合于所述中空部(21)的上部开口并与所述导热垫片(3)抵触，并使得所述芯片(11)、立板(23)以及热沉零件(4)围合形成封闭的导热腔室(25)。6.根据权利要求5所述的一种芯片封装结构，其特征在于，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱祥，周晓燕，张海兴，郑家治，
申请(专利权)人：深圳市鸿富诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：