芯片组件及芯片封装方法

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种芯片组件及芯片封装方法。

背景技术

随着微电子产业向轻量化、薄型化、小型化以及功能多样化的发展，封装技术和封装材料是影响电子封装可靠性最重要的两个面因素，它们之间相互促进、相互制约。

在半导体产业中，高端的处理器进行封装时还需要考虑高散热性。现有的倒装芯片封装技术是在散热盖背面镀上纯金，然后在完成BSM(Back Side Metal，背金工艺)的芯片背面采用助焊剂+预制铟片+助焊剂的结构与散热盖背面贴合，以对芯片进行散热。但是采用该方式对芯片进行散热成本高、工艺流程复杂，且芯片与散热盖之间通过多种金属界面进行连接可靠性差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的芯片组件及芯片封装方法，通过在散热盖的表面镀上浸润膜，使散热盖通过浸润膜和散热膜与芯片进行封装，简化了芯片本体与散热盖封装的工艺流程，降低了芯片本体与散热盖封装的成本。

第一方面，本发明提供一种芯片封装方法，包括：

在散热盖的底面形成浸润膜；

在芯片本体的背面形成散热膜，所述浸润膜用于在通过助焊剂将散热盖与芯片本体焊接在一起时，与散热膜熔融接触在一起；

在所述散热膜上涂布助焊剂；

将助焊剂与浸润膜贴合；

对所述芯片本体和散热盖进行焊接处理，以使所述芯片本体和散热盖通过所述浸润膜和散热膜结合在一起。

可选地，所述浸润膜的材料包括：铟或铟合金。

可选地，所述浸润膜厚度为10～400微米。

可选地，所述散热膜的材料包括：铝、钛、镍、金、钒和铟中的多种。

可选地，所述散热膜的厚度为0.4～2纳米。

可选地，所述助焊剂的重量为0.1～1毫克。

可选地，所述浸润膜的面积与所述芯片本体结合面的面积的比值为0.80～2.25；

所述芯片本体结合面为所述芯片本体用于与散热盖结合的平面区域；

所述散热膜相对所述芯片本体的背面的覆盖率不小于0.995；

所述助焊剂相对所述芯片本体的背面的覆盖率不小于0.99。

第二方面，本发明提供一种芯片组件，包括：芯片本体和散热盖；

所述散热盖中朝向芯片本体的表面镀有浸润膜，所述芯片本体中朝向散热盖的表面镀有散热膜；

所述浸润膜用于在通过助焊剂将散热盖与芯片本体焊接在一起时，与散热膜熔融接触在一起；

所述散热盖通过所述散热膜和浸润膜与所述芯片本体焊接。

可选地，所述浸润膜的材料包括：铟；

所述散热膜的材料包括：铝、钛、镍、金和铟中的至少一种。

可选地，所述浸润膜厚度为10～400微米；

所述散热膜的厚度为0.4～2纳米。

本发明实施例提供的芯片组件及芯片封装方法，通过在散热盖的表面镀上浸润膜，使散热盖通过浸润膜和散热膜与芯片进行封装，简化了芯片本体与散热盖封装的工艺流程，降低了芯片本体与散热盖封装的成本，不但提高了芯片的散热效率，同时还提高了芯片与散热盖之间连接的可靠性。

附图说明

图1为本申请一实施例的散热盖的仰视图；

图2a至图2g为本申请一实施例中封装芯片组件的示意图；

图3为本申请一实施例的芯片组件的示意性结构图。

附图标记

1、芯片本体；11、散热膜；2、散热盖；21、浸润膜；3、基板；4、助焊剂；5、熔融界面；6、密封胶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

实施例一

本实施例提供一种芯片组件，结合图1、图2f和图2g，该芯片组件包括：芯片本体1和散热盖2。

所述散热盖2的底面开设有储放槽，在所述储放槽的底面镀有浸润膜21。所述芯片本体1中衬底的背面位于所述储放槽内，所述芯片本体1的背面镀有散热膜11。所述浸润膜21用于在通过助焊剂4将散热盖2与芯片本体1焊接在一起时，与散热膜11熔融接触在一起。所述散热盖2通过所述散热膜11和浸润膜21与所述芯片本体1连接。

在本实施例中，由于在芯片本体1的背面与散热盖2接触的部分和散热盖2的底面与芯片本体1接触的部分均进行了镀膜处理，在进行熔融处理时，形成的液态的散热膜11与浸润膜21的润湿角将会变小，如此浸润效果更好，能够有效减小或消除熔融界面5之间的裂缝或气泡，从而提高了芯片本体1的散热性能以及长期使用的可靠性。

所述浸润膜21的材料为单种材料，所述散热膜11为多层多金属结构或者单层结构，所述散热膜11的材料包括所述浸润膜21的材料。所述浸润膜21的材料包括：铟或铟合金。在本实施例中，所述浸润膜21的材料为铟，所述散热盖2的材料为铜，但不限于此。所述浸润膜21厚度为10～400微米，在本实施例中，所述浸润膜21厚度为200微米。所述散热膜11的材料包括：铝、钛、镍、金、钒和铟中的多种，在本实施例中，所述散热膜11为多层多金属结构，散热膜11的材料包括：铝、钛和铟，进一步的，散热膜中每一金属层的材料为铝、钛和铟中的至少一种金属，其中，离芯片本体1最远的金属层的材料与浸润膜的材料相同。所述散热膜11的厚度为0.4～2纳米，在本实施例中，所述散热膜11的厚度为1.2纳米。可选的，所述散热膜11的材料与所述浸润膜21的的材料相同。在本该可选的实施例中，所述散热膜11的材料与所述散热膜11的材料均为铟，如此不但能够进一步降低芯片组件的成本，同时由于散热膜11与浸润膜21的材料相同，会使得散热膜11与浸润膜21熔融接触的效果更好，所形成的熔融界面5结构更加稳定，导热效果更好，厚度更小，节省了芯片组件的厚度。

所述浸润膜21和所述散热膜11熔融后形成的熔融界面5的厚度为150～250微米，熔融界面5的具体厚度由芯片组件具体的设计结构以及实际工程能力等确定，本实施例不做具体限定。

在本实施例中，所述芯片组件还包括：基板3。所述散热盖2将所述芯片本体1罩在所述基板3的上表面；所述芯片本体1倒贴在所述基板3的上表面；所述散热盖2的底部通过密封胶6与所述基板3固定连接，以将芯片本体1罩在散热盖2的内部。

所述芯片组件通过在散热盖2的表面镀上浸润膜21，使散热盖2通过浸润膜21和散热膜11与芯片进行封装，如此减少了助焊剂4涂布的次数，只需在浸润膜21和散热膜11之间涂布一层助焊剂4即可实现散热盖2与芯片本体1的结合，从而简化了芯片本体1与散热盖2封装的工艺流程，降低了芯片本体1与散热盖2封装的成本，不但提高了芯片的散热效率，同时还提高了芯片与散热盖2之间连接的可靠性。

实施例二

本实施例提供一种芯片组件，该芯片组件与实施例一中的芯片组件不同之处在于，所述浸润膜21的厚度为20～300微米。其中，在所述浸润膜21的厚度小于阈值厚度时，所述散热盖2与所述芯片本体1之间设置有预制铟片，所述预制铟片相对的两面分别通过与浸润膜21和散热膜11熔融，将所述散热盖2和所述芯片本体1结合在一起；在所述浸润膜21的厚度大于阈值厚度时，所述散热盖2与所述芯片本体1直接通过浸润膜21与散热膜11熔融结合在一起。在本实施例中，所述阈值厚度为200微米。

实施例三

本实施例提供一种芯片封装方法，结合图2a至图2g和图3，所述芯片封装方法可用于封装出实施例一中的芯片组件。所述芯片封装方法包括步骤S101至步骤S101，具体如下：

步骤S101：提供散热盖2。所述散热盖2的材料为铜。

步骤S102：在散热盖2的底面形成浸润膜21。

所述浸润膜21用于在通过助焊剂4将散热盖2与芯片本体1焊接在一起时，与散热膜11熔融接触在一起。所述浸润膜21厚度为10～400微米。所述浸润膜21的材料包括：铟，但不限于此，任何满足TIM(Thermal Interface Material，界面散热材料，如硅脂、金属等)均可。在本实施例中，所述浸润膜21采用镀膜工艺，如电镀，PVD(物理气相沉积)等形成在所述散热盖2的底面。

步骤S103：提供芯片本体1。

步骤S104：在芯片本体1的背面形成散热膜11。

所述散热膜11的厚度为0.4～2纳米。所述散热膜11相对所述芯片本体1的背面的覆盖率不小于0.995。所述散热膜11的材料包括：铝、钛、镍、金和铟中的至少一种。在本实施例中，所述散热膜11的材料为铟。在本实施例中，所述散热膜11采用镀膜工艺，如电镀，PVD(物理气相沉积)等形成在所述芯片本体1的背面。

步骤S105：在所述散热膜11上涂布助焊剂4。所述助焊剂4的重量为0.1～1毫克。

步骤S106：将助焊剂4与浸润膜21贴合。

将助焊剂4与浸润膜21贴合的过程中，浸润膜21的几何中心与散热膜11的几何中心在水平面上重合。在本实施例中，步骤S106包括：提供基板3；将芯片本体1倒装在基板3上；将散热盖2封装在所述基板3上，以将所述芯片本体1罩在散热盖2内，使所述散热膜11与浸润膜21贴合。

步骤S107：对所述芯片本体1和散热盖2进行回流焊处理，以使所述芯片本体1和散热盖2通过所述散热膜11和浸润膜21结合在一起。

其中，步骤S101至步骤S102可与步骤S103至步骤S105进行调换。所述浸润膜21的面积与所述芯片本体1结合面的面积的比值为0.80～2.25，所述芯片本体1结合面为所述芯片本体1用于与散热盖2结合的平面区域；所述助焊剂4相对所述芯片本体1的背面的覆盖率不小于0.99。通过对助焊剂4的重量和覆盖率的限定能够避免出现金属扩散的现象，从而导致熔融界面5覆盖率不足，如此会影响芯片本体的散热效果。

所述芯片封装方法通过在散热盖2的表面镀上浸润膜21，使散热盖2通过浸润膜21和散热膜11与芯片进行封装，如此减少了助焊剂4涂布的次数，只需在浸润膜21和散热膜11之间涂布一层助焊剂4即可实现散热盖2与芯片本体1的结合，从而简化了芯片本体1与散热盖2封装的工艺流程，降低了芯片本体1与散热盖2封装的成本，不但提高了芯片的散热效率，同时还提高了芯片与散热盖2之间连接的可靠性。

可选的，在所述浸润膜21的厚度小于阈值厚度的时，在步骤S107之前，实施例三中的芯片封装方法还包括：在助焊剂4的上方放置阈值铟片，如此能够保证熔融界面5结构的稳定性以及良好的散热效果，同时该芯片封装方法取消了现有技术中在散热盖2的表面镀金的方式，从而降低了通过采用该芯片封装方法所形成如实施例一或二中的芯片组件的制造成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。