一种芯片封装结构及芯片连接结构

技术领域

本申请涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构及芯片连接结构。

背景技术

芯片封装结构包括散热盖、芯片及基板，芯片和散热盖连接至基板上，且芯片位于散热盖内。在基板背向芯片的表面上设有锡球。

在芯片封装结构与印制电路板连接时，回流焊融化锡球使得基板与印制电路板连接。在上述过程中，相邻两个锡球之间容易发生桥接问题。

发明内容

因此，本发明提供一种芯片封装结构及芯片连接结构，至少部分地解决上面提到的问题。

第一方面：

本发明提供了一种芯片封装结构，所述芯片封装结构包括：

基板，所述基板的表面设有若干个导电件，所述导电件被焊料层包裹，所述导电件的熔点高于所述焊料层的熔点。

作为可实现的最优方式，所述导电件与所述焊料层通过连接层连接，所述连接层包裹所述导电件。

作为可实现的最优方式，还包括被动元器件，所述被动元器件连接至所述基板背向所述导电件的表面，所述被动元器件被保护材料覆盖。

作为可实现的最优方式，还包括芯片和散热盖，所述芯片和所述散热盖连接至所述基板背向所述导电件的表面，且所述被动元器件和所述芯片位于所述散热盖内，所述散热盖和所述芯片通过导热层连接，所述导热层的的熔点高于所述焊料层的熔点。

作为可实现的最优方式，所述导电件的导电率大于所述焊料层的导电率。

作为可实现的最优方式，所述导电件的导热率大于所述焊料层的导热率。

第二方面：

本发明提供了一种芯片连接结构，所述芯片连接结构包括芯片封装结构和印制电路板，所述芯片封装结构包括基板，所述基板和所述印制电路板相对设置，

所述基板朝向所述印制电路板的表面设有多个导电件；

所述印制电路板朝向所述基板的表面涂覆多个间隔设置的焊料块，每一个所述焊料块对应一个所述导电件，所述焊料块连接所述印制电路板和所述导电件，所述导电件的熔点高于所述焊料块的熔点。

作为可实现的最优方式，所述导电件的导电率高于所述焊料块的导电率。

作为可实现的最优方式，所述导电件的导热率高于所述焊料块的导热率。

作为可实现的最优方式，所述芯片封装结构还包括芯片和散热盖，所述芯片和所述散热盖连接至所述基板背向所述导电块的表面，且所述芯片位于所述散热盖内，

所述散热盖和所述芯片通过导热层连接，所述导热层的的熔点高于所述焊料块的熔点。

本实施例通过导电件的熔点高于焊料层的熔点，在芯片封装结构与印制电路板连接时，高温融化焊料层，而导电件继续保持现有的形状。融化后的焊料层连接基板与印制电路板，有效避免了在芯片封装结构与印制电路板连接时相邻两个导电件的桥接问题，使得芯片的一个引脚与印制电路板的一个引脚一一对应，二者稳定传递信息；被动元器件上的保护材料避免了熔融态液滴对被动元器件的侵蚀，被动元器件能够稳定运行；导热层的熔点高于焊料层的熔点，避免导热层多次回流空洞率的增加。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请的实施方式的一种芯片封装结构的结构示意图一；

图2根据本申请的实施方式的一种芯片连接结构示意图；

图3是根据本申请的实施方式的另一种芯片封装结构的结构示意图一；

图4是根据本申请的实施方式的另一种芯片连接结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与申请相关的部分。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1示出了一种芯片封装结构的结构示意图。

一种芯片封装结构包括：散热盖10、芯片30及基板40。散热盖10和芯片30连接在基板40的同一表面上，且芯片30位于散热盖10内。在基板40背向芯片30的表面上设有若干个导电件50，该导电件50被焊料层61包裹，其中，导电件50的熔点高于焊料层61的熔点。例如，导电件50可以由铜材料、镍材料或者其他合适的材料制成；焊料层61可以是锡膏SAC305、锡膏SAC307、Sn58％Bi42％合金等。

参考图2，在芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，高温融化焊料层61，而导电件50继续保持现有的形状。融化后的焊料粘附在导电件50上，同时焊料连接基板40与印制电路板70。上述芯片封装结构的结构，有效避免了在芯片封装结构与印制电路板70连接时相邻两个导电件50的桥接问题，使得芯片30的一个引脚与印制电路板70的一个引脚一一对应，二者稳定传递信息。

在一些优选的实施例中，芯片封装结构还包括被动元器件80，被动元器件80连接至基板40背向导电件50的表面，被动元器件80被保护材料90覆盖。

参考图1，在本实施例中，芯片封装结构包括基板40、芯片30、散热盖10及若干个被动元器件80。在基板40的一表面设有若干个导电件50，该导电件50被焊料层61包裹。散热盖10、芯片30及被动元器件80连接在基板40背向导热件的表面上，且芯片30和被动元器件80位于散热盖10内，若干个被动元器件80围绕芯片30设置。散热盖10包括顶部和围绕顶部的侧部，散热盖10的侧部通过粘接剂与基板40连接，散热盖10的顶部通过导热层20与芯片30连接。被动元器件80被保护材料90覆盖。

芯片封装结构的焊料层61为焊锡膏，例如锡膏SAC305或锡膏SAC307，其熔点为217～227℃。而导热层20是铟层，铟的熔点为156℃。在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，高温融化焊料层61。因导热层20的熔点低于焊料层61的熔点，导热层20已先于焊料层61融化，导热层20的熔融态液滴会溅射于被动元器件80。而被动元器件80上的保护材料90避免了熔融态液滴对被动元器件80的侵蚀，使得被动元器件80能够稳定运行。

进一步地，散热盖10和芯片30通过导热层20连接，导热层20的的熔点高于焊料层61的熔点。

在本实施例中，芯片封装结构的焊料层61为Sn58％Bi42％合金，Sn58％Bi42％合金的熔点139℃。而导热层20的材料是铟层，铟的熔点为156℃。在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，高温融化焊料层61，因导热层20的熔点高于焊料层61的熔点，导热层20继续保持现有状态，不融化，避免导热层20多次回流空洞率的增加。且低温回流可有效抑制基板40的翘曲，芯片封装结构的封装性能提高。

在一些优选的实施例中，导电件50与焊料层61通过连接层连接，该连接层包裹导电件50。

参考图1，在本实施例中，在基板40背向芯片30的表面上设有若干个导电件50，导电件50呈矩形阵列布置，使得任意相邻两个导电件50之间的距离为定值C。导电件50可以由铜材料制成，导电件50为球形，导电件50的直径为80～700um。焊料层61包裹导电件50，焊料层61是Sn58％Bi42％合金，焊料层61的厚度为10～30um。

导电件50与焊料层61通过连接层连接，连接层为镍层，连接层的厚度为2～5um。该连接层能够防止铜元素扩散，阻止导电件50与焊料层61之间的金属间化合物(IMC)生长。

在一些优选的实施例中，导电件50的导电率大于焊料层61的导电率。

在本实施例中，在基板40背向芯片30的表面上设有若干个导电件50，导电件50呈矩形阵列布置，使得任意相邻两个导电件50之间的距离为定值C。导电件50可以由铜材料、镍材料或者其他合适的材料制成，导电件50为球形，导电件50的直径为80～700um。焊料层61包裹导电件50，焊料层61是锡膏SAC305、锡膏SAC307、Sn58％Bi42％合金等，焊料层61的厚度为10～30um。

在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，因导电件50的导电性大于焊料层61的导电性，与相关技术中的锡球作为导电件50相比，本申请的导电件50有利于芯片30与印制电路板70之间导电，提高二者之间的传递信息效率。

在一些优选的实施例中，导电件50的导热率大于焊料层61的导热率。

在本实施例中，芯片封装结构包括基板40、芯片30和散热盖10。散热盖10和芯片30连接在基板40的同一表面上，且芯片30位于散热盖10内。散热盖10包括顶部和围绕顶部的侧部，散热盖10的侧部通过粘接剂与基板40连接，散热盖10的顶部通过导热层20与芯片30连接。在基板40背向芯片30的表面上设有设有若干个导电件50，该导电件50被焊料层61包裹。

在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接后，除了芯片30的热量通过散热盖10散热外，因导电件50的导热率大于焊料层61的导热率，与相关技术中的锡球作为导电件50相比，本申请的导电件50有利于芯片30与印制电路板70之间的热量传递，提高二者之间的热量传递效率，进一步降低芯片30的温度。

图4示出了一种芯片连接结构的结构示意图。

参考图3和图4，一种芯片连接结构包括芯片封装结构和印制电路板70，芯片封装结构和印制电路板70相对设置。芯片封装结构包括基板40、芯片30和散热盖10，芯片30和散热盖10连接在基板40的同一表面上，且芯片30位于散热盖10内。在基板40背向芯片30的表面设有多个导电件50。导电件50可以由铜材料、镍材料或者其他合适的材料制成，导电件50为球形，导电件50的直径为80～700um。

在芯片封装结构与印制电路板70连接时，芯片封装结构的基板40朝向印制电路板70，导电件50位于基板40与印制电路板70之间。在印制电路板70朝向基板40的表面涂覆多个间隔设置的焊料块62，每一个焊料块62对应一个导电件50。焊料块62可以是锡膏SAC305、锡膏SAC307、Sn58％Bi42％合金等。其中，焊料块62的熔点低于导电件50的熔点。

高温融化焊料块62，因焊料块62的熔点低于导电件50的熔点，焊料块62融化，而导电件50继续保持现有的形状。融化后的焊料块62连接基板40与印制电路板70。上述芯片封装结构与印制电路板70的连接方式，有效避免了相邻两个导电件50的桥接问题，使得芯片30的一个引脚与印制电路板70的一个引脚一一对应，二者稳定传递信息。

在一些优选的实施例中，芯片封装结构还包括芯片30和散热盖10，芯片30和散热盖10连接至基板40上，且芯片30位于散热盖10内。散热盖10和芯片30通过导热层20连接，导热层20的的熔点高于焊料块62的熔点。

参考图3，在本实施例中，芯片封装结构的焊料块62为Sn58％Bi42％合金，Sn58％Bi42％合金的熔点139℃。而导热层20的材料是铟层，铟的熔点为156℃。在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，高温融化焊料块62，因导热层20的熔点高于焊料块62的熔点，导热层20继续保持现有状态，不融化，避免导热层20多次回流空洞率的增加。且低温回流可有效抑制基板40的翘曲，芯片封装结构的封装性能提高。

在一些优选的实施例中，导电件50的导电率大于焊料块62的导电率。

在本实施例中，在基板40背向芯片30的表面上设有若干个导电件50，导电件50呈矩形阵列布置，使得任意相邻两个导电件50之间的距离为定值C。导电件50可以由铜材料、镍材料或者其他合适的材料制成，导电件50为球形，导电件50的直径为80～700um。焊料块62包裹导电件50，焊料块62是锡膏SAC305、锡膏SAC307、Sn58％Bi42％合金等，焊料块62的厚度为10～30um。

在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接时，因导电件50的导电性大于焊料块62的导电性，与相关技术中的锡球作为导电件50相比，本申请的导电件50有利于芯片30与印制电路板70之间导电，提高二者之间的传递信息效率。

在一些优选的实施例中，导电件50的导热率大于焊料块62的导热率。

在本实施例中，芯片封装结构包括基板40、芯片30和散热盖10。散热盖10和芯片30连接在基板40的同一表面上，且芯片30位于散热盖10内。散热盖10包括顶部和围绕顶部的侧部，散热盖10的侧部通过粘接剂与基板40连接，散热盖10的顶部通过导热层20与芯片30连接。在基板40背向芯片30的表面上设有设有若干个导电件50，该导电件50被焊料块62包裹。

在该芯片封装结构与印制电路板70(PCB板)连接后，除了芯片30的热量通过散热盖10散热外，因导电件50的导热率大于焊料块62的导热率，与相关技术中的锡球作为导电件50相比，本申请的导电件50有利于芯片30与印制电路板70之间的热量传递，提高二者之间的热量传递效率，进一步降低芯片30的温度。

以上各实施例仅说明申请的技术方案而非对其限制，尽管参照各实施例对本申请进行详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。