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CN202010606622.4 一种带有散热结构的半导体封装件及散热方法

技术领域

本发明涉及半导体封装件技术领域,具体的说是一种带有散热结构的半导体封装件及散热方法。

背景技术

倒装芯片球栅阵列半导体封装件是一种同时具有倒装芯片与球栅阵列的封装结构,封装件是使至少一芯片的作用表面可通过多个焊点电性连接至基板的一表面上,并在该基板的另一表面上植设多个作为输入/输出(I/O)端的焊球;这种封装结构可使体积大幅缩减,同时也减去现有焊线的设计,可降低阻抗、提升电性品质,避免信号在传输过程中的衰减,因此已成为芯片与电子组件的主流封装技术。由于该倒装芯片球栅阵列封装的优越特性,使其多用于高集成度的多芯片封装件中,以满足这种电子组件的体积与运算需求,但是这类电子组件由于其高频率运算特性,使其在运行过程产生的热量高于一般的封装件,因此,其散热效果的好坏就成为影响这类封装件品质的关键;对现有的倒装芯片球栅阵列封装件而言,它是直接将散热片粘覆在芯片的非作用表面上,不需通过导热性较差的封装胶体传递热量,从而形成芯片-胶粘剂-散热片-外界的直接散热路径,与其它散热方式相比,它具有较好的散热功效。

现有的半导体封装件通过封装胶体以及外壳将整个半导体芯片以及散热结构封装在其内部,或者在最上方留有散热板面用于散热,这种方式使得散热板与外界接触的面积小,散热慢,同时内部被填充封装使得空气无法进入其内部流通,导致散热慢,效果不好

发明内容

现为了满足上述对半导体封装件散热引入空气、快速散热的需求,本发明提出了一种带有散热结构的半导体封装件及散热方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

一种带有散热结构的半导体封装件,包括半导体芯片,所述半导体芯片的作用表面可通过多个焊点电性连接至基板的一表面上,并在该基板的另一表面上植设多个作为输入或输出端的焊球,所述半导体芯片的另一表面连接散热结构,且两者之间通过封装胶体密封,所述散热结构设置为中空,且包括多个环形分布的聚合形通道,该通道全方位360度的引入外界风力进行快速散热。

所述散热结构包括位于上侧的散热部和位于下侧的吸热部,所述吸热部通过硅脂粘接于所述半导体芯片用于将所述半导体芯片的热量传导给所述散热部,所述散热部通过所述通道的聚合加大风的流速用于快速散热。

所述散热部包括上散热板、下散热板以及两者之间的环形、间隔、等距分布设置的若干组衔接块,相邻的衔接块之间的间隔设置为所述通道,所述衔接块的内部设置安装孔,且所述安装孔内壁设置有台阶用于所述封装胶体的填充固定。

所述衔接块为三角形、四边形或者菱形。

每个所述衔接块的最外侧一个拐角与所述上散热板以及所述下散热板的边沿平齐。

每个所述衔接块的最外侧的一个拐角前端设置有隔板,且所述隔板与所述上散热板和所述下散热板的边沿齐平。

所述吸热部包括固定连接所述散热部下表面的中空管以及所述中空管下方固定连接有多角状吸热板,所述吸热板的内部为中空且通过所述中空管与上方所述散热部中的通道相连通。

一种带有散热结构的半导体封装件的散热方法,包括如下步骤:步骤一:通过所述硅脂将所述半导体芯片的热量传导给所述吸热板;步骤二:所述吸热板中的中空结构可以将热量通过所述中空管导入到所述散热部;步骤三:所述散热部通过聚合状的通道加速外界风的流动带动热量快速散失。

本发明通过将封装胶体至填充到散热结构中下散热板的表面,从而将上散热板和下散热板之间的间隔处留出,并通过设置三角形、四边形或者菱形的衔接块,对吹向散热结构的各个方向上的风进行引导使其在中心处加速,快速的带走位于中心处上排的热量,同时均为中空的设置使得风力也可以进入到吸热板中进行散热,增加了与外界的接触面积,使得半导体芯片散热快,使用效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体剖面示意图;

图2是本发明的实施例一的散热结构立体示意图;

图3是图2的纵向剖面示意图;

图4是本发明的实施例二的散热结构立体示意图;

图5是本发明的实施例三的散热结构立体示意图;

图6是图5的横向剖面示意图。

图中:1、半导体芯片;2、焊点;3、基板;4、散热结构;41、上散热板;42、下散热板;43、衔接块;431、安装孔;432、台阶;44、中空管;45、吸热板;46、通道;5、硅脂;6、封装胶体;7、焊球。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面将结合实施例中的附图,对本发明进行更清楚、更完整的阐述,当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部,基于本实施例,本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例,均在本发明的保护范围内。

实施例一:如图1到3所示,一种带有散热结构的半导体封装件,包括半导体芯片1,半导体芯片1的作用表面可通过多个焊点2电性连接至基板3的一表面上,并在该基板3的另一表面上植设多个作为输入或输出端的焊球7,半导体芯片1的另一表面连接散热结构4,且两者之间通过封装胶体6密封,散热结构4设置为中空,且包括多个环形分布的聚合形通道46,该通道46全方位360度的引入外界风力进行快速散热,散热结构4包括位于上侧的散热部和位于下侧的吸热部,吸热部通过硅脂5粘接于半导体芯片1用于将半导体芯片1的热量传导给散热部,散热部通过通道46的聚合加大风的流速用于快速散热,散热部包括上散热板41、下散热板42以及两者之间的环形、间隔、等距分布设置的若干组衔接块43,相邻的衔接块43之间的间隔设置为通道46,衔接块43的内部设置安装孔431,且安装孔431内壁设置有台阶432用于封装胶体6的填充固定,衔接块43为三角形、四边形或者菱形,吸热部包括固定连接散热部下表面的中空管44以及中空管44下方固定连接有多角状吸热板45,吸热板45的内部为中空且通过中空管44与上方散热部中的通道46相连通。

将菱形、三角形或者四边形的衔接块43环形且间隔等距设置在上散热板41和下散热板42之间,将上散热板41和下散热板42之间的间隔处全方位等距分割,进而让从各个方向上吹向散热结构4中心处的风均能够被通道46先聚合加速后再导到散热部的中心处,对下方吸热部通过中空管44排上来的热量进行带走。

实施例二:如图4所示,一种带有散热结构的半导体封装件,包括半导体芯片1,半导体芯片1的作用表面可通过多个焊点2电性连接至基板3的一表面上,并在该基板3的另一表面上植设多个作为输入或输出端的焊球7,半导体芯片1的另一表面连接散热结构4,且两者之间通过封装胶体6密封,散热结构4设置为中空,且包括多个环形分布的聚合形通道46,该通道46全方位360度的引入外界风力进行快速散热,散热结构4包括位于上侧的散热部和位于下侧的吸热部,吸热部通过硅脂5粘接于半导体芯片1用于将半导体芯片1的热量传导给散热部,散热部通过通道46的聚合加大风的流速用于快速散热,散热部包括上散热板41、下散热板42以及两者之间的环形、间隔、等距分布设置的若干组衔接块43,相邻的衔接块43之间的间隔设置为通道46,衔接块43的内部设置安装孔431,且安装孔431内壁设置有台阶432用于封装胶体6的填充固定,衔接块43为三角形、四边形或者菱形,每个衔接块43的最外侧一个拐角与上散热板41以及下散热板42的边沿平齐,吸热部包括固定连接散热部下表面的中空管44以及中空管44下方固定连接有多角状吸热板45,吸热板45的内部为中空且通过中空管44与上方散热部中的通道46相连通。

将衔接块43最外侧的拐角与上散热板41和下散热板42的边沿对其,从而可以将从四周吹向散热结构4本体的风均进行分割引导后通过通道46进行聚合加速,带走位置散热部中心处即中空管44上方的热量带走,比实施例一只能够引导吹向散热结构4中心处的风向,本实施例扩大了引导风的范围,使得风力和风量更大,散热的作用效果更好。

实施例三:如图5到6所示,一种带有散热结构的半导体封装件,包括半导体芯片1,半导体芯片1的作用表面可通过多个焊点2电性连接至基板3的一表面上,并在该基板3的另一表面上植设多个作为输入或输出端的焊球7,半导体芯片1的另一表面连接散热结构4,且两者之间通过封装胶体6密封,散热结构4设置为中空,且包括多个环形分布的聚合形通道46,该通道46全方位360度的引入外界风力进行快速散热,散热结构4包括位于上侧的散热部和位于下侧的吸热部,吸热部通过硅脂5粘接于半导体芯片1用于将半导体芯片1的热量传导给散热部,散热部通过通道46的聚合加大风的流速用于快速散热,散热部包括上散热板41、下散热板42以及两者之间的环形、间隔、等距分布设置的若干组衔接块43,相邻的衔接块43之间的间隔设置为通道46,衔接块43的内部设置安装孔431,且安装孔431内壁设置有台阶432用于封装胶体6的填充固定,衔接块43为三角形、四边形或者菱形,每个衔接块43的最外侧的一个拐角前端设置有隔板,且隔板与上散热板41和下散热板42的边沿齐平,吸热部包括固定连接散热部下表面的中空管44以及中空管44下方固定连接有多角状吸热板45,吸热板45的内部为中空且通过中空管44与上方散热部中的通道46相连通。

在衔接块43最外侧的拐角处固定连接一个外侧与上散热板41和下散热板42相平齐的隔板,从而在偏心情况下(吸热部不位于散热部的中心处下方,即中空管44在下散热板42上偏离中心位置)将上散热板41和下散热板42之间间隔处的风向进行各个方向上的引导,使得不同方向的风力均能够将为与中空管44排上来的热量带走,本实施例比实施例一增加了引导风的范围,比实施例二中空管44位于中心的特殊情况,更加具有普适性,使用范围更加的广。

吸热部包括固定连接散热部下表面的中空管44以及中空管44下方固定连接有多角状吸热板45,吸热板45的内部为中空且通过中空管44与上方散热部中的通道46相连通。多角状的吸热板45设置,从而可以从多个方向上与下方的半导体芯片1通过硅脂5接触导热,对半导体芯片1各个方向进行均等的散热,避免半导体芯片1局部热量过高,同时也增加与半导体芯片1的接触面积,增加了散热的面积,提升了散热的速度和效率,中空的吸热板45,一方面避免内部可能形成的湿气或者水汽流入到下方,另一方面便于内部的热量汇集后直接通过中空管44上排被带走。

一种带有散热结构的半导体封装件的散热方法,包括如下步骤:步骤一:通过硅脂5将半导体芯片1的热量传导给吸热板45;步骤二:吸热板45中的中空结构可以将热量通过中空管44导入到散热部;步骤三:散热部通过聚合状的通道46加速外界风的流动带动热量快速散失。

在使用时:半导体芯片1在使用的过程中产生热量,并通过硅脂5传导给吸热板45,吸热板45的外壁缓缓变热后,且内部的中空也缓缓变热,由于上方散热部通过衔接块43将风力分割并通过通道46汇集加速后流走,使得中空管44上方空气流动大,热量小,中空管44下方吸热板45中的热量沿着中空管44缓缓上移,直至被空气带走,从而如此往复,实现对半导体芯片1的快速降温散热。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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