專利名稱：倒裝芯片的散熱結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域，具體而言，涉及一種倒裝芯片的散熱結構。
背景技術：
目前，自然散熱設備中的高熱耗芯片都是通過一定厚度的導熱墊片將熱量傳遞至散熱外殼上進行散熱，但是，在該方案中，由于芯片的不同封裝會存在不同的高度尺寸公 差，因此，導熱墊片厚度需要滿足以下條件安裝后的壓縮形變量控制在一定范圍之內(nèi)。滿 足上述條件，可以確保因公差引起的壓縮力不會過大而壓壞芯片。對于大多數(shù)芯片而言，可以通過上述方式在芯片與設備外殼之間添加導熱墊片填 充間隙，調(diào)整尺寸公差的同時向設備的外殼散熱。而對于倒裝芯片(flip chip)，一般整體 高度公差可以達到0. 8mm以上，芯片核心相對于封裝基板的高度公差卻在0. Imm左右，對于 這種高熱流密度、高尺寸公差封裝的電子器件，要通過導熱墊的壓縮來彌補尺寸公差以保 證結構上的良好接觸，至少需要3mm的導熱墊，這會導致熱阻非常大，因此，滿足結構可靠 性的同時卻無法滿足散熱可靠性。

實用新型內(nèi)容針對相關技術中存在的倒裝芯片封裝電子器件結構可靠性與散熱可靠性無法同 時滿足的問題而提出本實用新型，為此，本實用新型的主要目的在于提供一種倒裝芯片的 散熱結構，以解決上述問題至少之一。根據(jù)本實用新型，提供了一種倒裝芯片的散熱結構。根據(jù)本實用新型的散熱結構，用于對安裝于芯片基板的倒裝芯片進行散熱，包括 與設備散熱外殼內(nèi)表面相貼合的導熱墊片，其中，該散熱結構還包括輔助散熱結構，連接 于倒裝芯片與導熱墊片之間。優(yōu)選地，輔助散熱結構包括導熱金屬塊，位于導熱墊片上部且與導熱墊片相貼 合；絕緣硬介質(zhì)，連接于導熱金屬塊與芯片基板之間，中部具有空腔，用于容納倒裝芯片的 凸起部，其中，倒裝芯片與導熱金屬塊具有預定厚度的間隙；導熱界面材料，位于間隙中，連 接于倒裝芯片和導熱金屬塊之間。優(yōu)選地，輔助散熱結構還包括軟膠紙，位于絕緣硬介質(zhì)與導熱金屬塊之間，用于 將絕緣硬介質(zhì)與導熱金屬塊進行粘合。優(yōu)選地，絕緣硬介質(zhì)周邊圍成的表面積小于芯片基板的表面積。優(yōu)選地，導熱金屬塊的上下表面對稱平行且面積相等，上下表面的面積均大于倒 裝芯片的表面積，小于等于芯片基板的表面積。優(yōu)選地，散熱結構安裝于倒裝芯片的正下方，通過螺釘固緊倒裝芯片所在的單板， 將散熱結構壓緊于倒裝芯片與設備散熱外殼之間。優(yōu)選地，絕緣硬介質(zhì)包括聚碳酸酯墊圈。優(yōu)選地，導熱界面材料包括導熱硅脂。[0014]通過本實用新型，在倒裝芯片與導熱墊片之間增加輔助散熱結構，解決了相關技 術中存在的倒裝芯片封裝電子器件結構可靠性與散熱可靠性無法同時滿足的問題，進而可 以在保證器件核心不被過壓的情況下，保證器件核心與設備外殼之間的良好接觸，并提高 散熱可靠性。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當 限定。在附圖中圖1是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的倒裝芯片的散熱結構的三維示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的倒裝芯片的散熱結構的側(cè)面剖視圖。
具體實施方式
下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖 突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。根據(jù)本實用新型實施例，提供了 一種倒裝芯片的散熱結構。根據(jù)本實用新型實施例的倒裝芯片的散熱結構，用于對安裝于芯片基板的倒裝芯 片進行散熱，包括與設備散熱外殼內(nèi)表面相貼合的導熱墊片，其中，該散熱結構還包括 輔助散熱結構，連接于倒裝芯片與導熱墊片之間。上述輔助散熱結構可以調(diào)整倒裝芯片整體的高尺寸公差，與直接用墊片與芯片核 心接觸相比，可以降低熱流密度，減小熱阻，保證倒裝芯片散熱的可靠性。優(yōu)選地，上述輔助散熱結構可以進一步包括導熱金屬塊、絕緣硬介質(zhì)、導熱界面 材料。以下分別介紹各組分。導熱金屬塊，位于導熱墊片上部且與導熱墊片相貼合；絕緣硬介質(zhì)，連接于導熱金屬塊與芯片基板之間，中部具有空腔，用于容納倒裝芯 片的凸起部，其中，倒裝芯片與導熱金屬塊具有預定厚度的間隙；因此，絕緣硬介質(zhì)中部的空腔面積需要大于芯片凸起部的面積，厚度需要等于或 者稍大于倒裝芯片的最大厚度。一般情況下，絕緣硬介質(zhì)的厚度不超過倒裝芯片的最大厚 度 0.05mmo優(yōu)選地，絕緣硬介質(zhì)周邊圍成的表面積小于芯片基板的表面積。優(yōu)選地，導熱金屬塊的上下表面對稱平行且面積相等，上下表面的面積均大于倒 裝芯片的表面積，小于等于芯片基板的表面積。例如，上述導熱金屬塊為規(guī)則長方體，該長方體的上下表面的面積均大于倒裝芯 片的表面積，小于等于芯片基板的表面積。通常情況下，上下表面的面積可以為倒裝芯片的 表面積的5至6倍。導熱界面材料，位于間隙中，連接于倒裝芯片和導熱金屬塊之間。優(yōu)選地，上述輔助散熱結構還可以包括軟膠紙，位于絕緣硬介質(zhì)與導熱金屬塊之 間，用于將絕緣硬介質(zhì)與導熱金屬塊進行粘合?？蛇x地，在具體實施過程中，也可以采用其他方式將絕緣硬介質(zhì)與導熱金屬塊進行固緊。其中，將絕緣硬介質(zhì)通過軟膠紙墊圈粘到金屬塊一個表面上后，與芯片的封裝基板配合，借助絕緣硬介質(zhì)的固定厚度以及膠紙的可形變性能，可以保證金屬塊與芯片核心 之間的硅脂層為預定厚度。優(yōu)選地，可以將上述散熱結構安裝于倒裝芯片的正下方，通過螺釘固緊倒裝芯片 所在的單板，將散熱結構壓緊于倒裝芯片與設備散熱外殼之間。優(yōu)選地，上述絕緣硬介質(zhì)包括但不限于聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱為PC)墊圈。優(yōu)選地，上述導熱界面材料包括但不限于導熱硅脂。以下結合圖1進行詳細描述。圖1是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的倒裝芯片的散熱結構的三維示意圖。如1所 示，根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的倒裝芯片的散熱結構包括PC墊圈103、軟膠紙104、導熱 硅脂105、金屬塊107 (即上面提到的導熱金屬塊)、導熱墊片108等部分組成。其中，導熱 墊片108與設備散熱外殼(即圖中所示散熱片主體109)內(nèi)表面相貼合。圖2是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的倒裝芯片的散熱結構的側(cè)面剖視圖。如圖2 所示，該散熱結構由下往上分別包括導熱墊片108，與散熱片主體109相貼合，金屬塊107 位于導熱墊片108上部，軟膠紙104粘合在金屬塊107的上部，PC墊圈103通過軟膠紙104 合在金屬塊107上。芯片基板102位于PC墊圈103之上，該PC墊圈103中部具有空腔，用 于容納倒裝芯片的凸起部。PC墊圈103和軟膠紙104相互配合，控制芯片核心與金屬塊之 間的間隙在0. Imm左右，保證了核心不會被金屬塊過壓損壞。在具體實施過程中，可以通過以下方式實現(xiàn)該倒裝芯片的散熱結構。以下結合圖 1和圖2進行描述。倒裝芯片通過芯片基板102焊接在PCB板101上；該散熱結構在此產(chǎn)品上進行實現(xiàn)時，將附著有軟膠紙104的PC墊圈103粘接到金 屬塊107的一個表面；金屬塊107的另一個表面通過一定厚度的導熱墊片108與設備的散熱外殼109安
裝在一起；上述整個結構布置在倒裝芯片核心(即倒裝芯片的凸起部)106的正下方；芯片的裸露核心106涂抹有一定厚度(一般為0. Imm)的導熱硅脂105，然后將芯 片核心朝下與該散熱結構安裝到一起；在PCB板101的上部采用至少一個螺釘將該散熱結構與散熱片主體109進行固 緊，完成安裝，具體安裝的示意圖可以參見圖1和圖2。在具體實施過程中，為了安裝該散熱結構，還可以在設備外殼內(nèi)表面設置凹槽，如 圖1所示，將該散熱結構固緊于倒裝芯片與設備散熱外殼的凹槽之間。也可以不設置凹槽， 具體視實際情況而定。通過本實用新型實施例，可以依靠幾種簡單的結構件來實現(xiàn)結構公差的修正、降 低芯片導熱熱阻，對設備安裝要求極低，適用于各種不同設備中高熱耗、高尺寸公差芯片的 散熱，因此具有良好的通用性。綜上所述，根據(jù)本實用新型實施例，提供的倒裝芯片的散熱結構新穎巧妙，維護方便可靠，將PC墊圈通過軟膠紙墊圈粘到金屬塊一個表面上后與芯片的封裝基板配合，借 助PC墊的固定厚度以及膠紙的可形變性能，可以保證金屬塊與芯片核心之間的硅脂層在 0. Imm左右，再通過一定厚度的導熱墊片填充金屬塊另一表面與外殼的間隙，調(diào)整芯片整體 的高尺寸公差，這兩個措施在保證器件核心不被過壓的同時，也保證了與設備外殼之間的 良好接觸進行散熱；同時大面積金屬塊、薄硅脂層與小面積的芯片核心接觸，與直接用墊片 與芯片核心接觸相比，降低了熱流密度，減少了熱阻，保證了器件的散熱可靠性。并且批量 成本低廉，對安裝要求低，具有良好的通用性。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本實用新型的各模塊或各步驟可以用 通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所 組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們 存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將 它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本實用新型不限制于任 何特定的硬件和軟件結合。以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域 的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求一種倒裝芯片的散熱結構，用于對安裝于芯片基板的倒裝芯片進行散熱，包括與設備散熱外殼內(nèi)表面相貼合的導熱墊片，其特征在于，所述散熱結構還包括輔助散熱結構，連接于所述倒裝芯片與所述導熱墊片之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的散熱結構，其特征在于，所述輔助散熱結構包括導熱金屬塊，位于所述導熱墊片上部且與所述導熱墊片相貼合；絕緣硬介質(zhì)，連接于所述導熱金屬塊與所述芯片基板之間，中部具有空腔，用于容納所 述倒裝芯片的凸起部，其中，所述倒裝芯片與所述導熱金屬塊具有預定厚度的間隙；導熱界面材料，位于所述間隙中，連接于所述倒裝芯片和所述導熱金屬塊之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的散熱結構，其特征在于，所述輔助散熱結構還包括軟膠紙，位于所述絕緣硬介質(zhì)與所述導熱金屬塊之間，用于將所述絕緣硬介質(zhì)與所述 導熱金屬塊進行粘合。
4.根據(jù)權利要求2所述的散熱結構，其特征在于，所述絕緣硬介質(zhì)周邊圍成的表面積 小于所述芯片基板的表面積。
5.根據(jù)權利要求2所述的散熱結構，其特征在于，所述導熱金屬塊的上下表面對稱平 行且面積相等，上下表面的面積均大于所述倒裝芯片的表面積，小于等于所述芯片基板的 表面積。
6.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的散熱結構，其特征在于，所述散熱結構安裝于所 述倒裝芯片的正下方，通過螺釘固緊所述倒裝芯片所在的單板，將所述散熱結構壓緊于所 述倒裝芯片與所述設備散熱外殼之間。
7.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的散熱結構，其特征在于，所述絕緣硬介質(zhì)包括 聚碳酸酯PC墊圈。
8.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的散熱結構，其特征在于，所述導熱界面材料包 括導熱硅脂。
專利摘要本實用新型公開了一種倒裝芯片的散熱結構，該散熱結構用于對安裝于芯片基板的倒裝芯片進行散熱，包括與設備散熱外殼內(nèi)表面相貼合的導熱墊片，其中，該散熱結構還包括輔助散熱結構，連接于倒裝芯片與導熱墊片之間。根據(jù)本實用新型提供的技術方案，可以在保證器件核心不被過壓的情況下，保證器件核心與設備外殼之間的良好接觸，并提高散熱可靠性。
文檔編號H01L23/367GK201590413SQ200920291608
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權日2009年12月7日
發(fā)明者劉帆, 劉欣, 徐寶亮 申請人:中興通訊股份有限公司