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CN119812041A - 一种芯片封装设备和芯片封装方法 - Google Patents

一种芯片封装设备和芯片封装方法 Download PDF

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CN119812041A
CN119812041A CN202411894826.7A CN202411894826A CN119812041A CN 119812041 A CN119812041 A CN 119812041A CN 202411894826 A CN202411894826 A CN 202411894826A CN 119812041 A CN119812041 A CN 119812041A
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CN
China
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heat dissipation
piece
loading chamber
chip packaging
dissipation cover
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CN202411894826.7A
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金英镇
董云亮
沈叶磊
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Ningbo Shijie Electronic Co ltd
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Ningbo Shijie Electronic Co ltd
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Abstract

本申请提供一种芯片封装设备和芯片封装方法。本申请提供的芯片封装设备,通过将真空泵与装载室进行连接,在每次将散热盖和第一中间件装入装载室中后,通过真空泵将装载室内部的空气抽出,形成装载室内部的真空空间,此时,打开装载室和真空室之间的闸门,再利用具有机械臂的机器人将散热盖和第一中间件转移到热压设备中,组成待处理件,此时,由于真空作业环境,散热盖和界面散热材料预成型件之间为负压区域,这样,在热压时,界面散热材料预成型件可以填充散热盖上的不平整区域,与散热盖形成面接触,避免在界面散热材料预成型件和散热盖之间形成气泡,可以提高芯片封装结构的热传导性和机械稳定性。

Description

一种芯片封装设备和芯片封装方法
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设备和芯片封装方法。
背景技术
在半导体封装领域,高效的热传递对于芯片的可靠运行至关重要。界面散热材料预成型件(TIM)被应用于芯片和散热盖之间以促进散热。然而,在利用界面散热材料预成型件固定芯片和散热盖时,会在芯片和散热盖之间形成较大的气泡,严重影响该芯片封装结构的热传递性和结构稳定性。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种芯片封装设备和芯片封装方法,用以解决利用界面散热材料预成型件对散热盖和芯片进行焊接时产生气泡的问题,以提高芯片封装结构的热传递性和结构稳定性。
具体地,本申请是通过如下技术方案实现的:
本申请第一方面提供一种芯片封装设备,所述芯片封装设备包括装载室、真空室、真空泵和控制器;所述装载室和所述真空室通过闸门连通;所述装载室和所述真空泵通过管道连通;
所述装载室包括第一容置部和第二容置部;所述第一容置部用于容置散热盖;所述第二容置部用于容置第一中间件;其中,所述第一中间件包括基板、固定在所述基板上的芯片、以及放置在所述芯片上的界面散热材料预成型件,且所述基板上设置有用于固定散热盖的密封胶;
所述真空室包括具有机械臂的机器人和热压设备;
其中,所述控制器,用于在将待封装的散热盖装入所述装载室的所述第一容置部、且将第一中间件装入所述装载室的所述第二容置部时,控制所述真空泵对所述装载室抽真空,并在所述装载室处于真空环境时,控制所述闸门打开;
所述控制器,还用于控制所述机器人将所述中间件从所述第二容置部转移到所述热压设备上,并将所述散热盖放置到所述中间件上,形成待处理件;
所述控制器,还用于控制所述热压设备对所述待处理件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖的下表面与所述界面散热材料预成型件的上表面紧密贴合,形成面接触
本申请第二方面提供一种芯片封装方法,所述芯片封装方法基于上述提供的任一芯片封装设备实现,所述芯片封装方法包括:
将待封装的散热盖装入装载室的第一容置部、且将待封装的第一中间件装入述装载室的第二容置部;
控制真空泵对所述装载室抽真空,并在所述装载室处于真空环境时,打开装载室与真空室之间的闸门;
控制机器人将所述第一中间件从所述第二容置部转移到真空室内的热压设备上,并将所述散热盖放置到所述中间件上,形成待处理件;
控制所述热压设备对所述待处理件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖的下表面与所述界面散热材料预成型件的上表面紧密贴合,形成面接触。
本申请提供的芯片封装设备和芯片封装方法,通过将真空泵与装载室进行连接,在每次将散热盖和第一中间件装入装载室中后,通过真空泵将装载室内部的空气抽出,形成装载室内部的真空空间,此时,打开装载室和真空室之间的闸门,再利用具有机械臂的机器人将散热盖和第一中间件转移到热压设备中,组成待处理件,此时,由于真空作业环境,散热盖和界面散热材料预成型件之间为负压区域,这样,在热压时,界面散热材料预成型件可以填充散热盖上的不平整区域,与散热盖形成面接触,避免在界面散热材料预成型件和散热盖之间形成气泡,可以提高芯片封装结构的热传导性和机械稳定性。
附图说明
图1为本申请提供的芯片封装设备实施例一的示意图;
图2为本申请一示例性实施例示出的第一中间件的示意图;
图3为传统芯片封装设备进行芯片封装的实现原理图;
图4为本申请提供的芯片封装设备进行芯片封装的实现原理图;
图5为本申请另一示例性实施例示出的芯片封装结构的示意图;
图6为本申请一示例性实施例示出的待封装的中间件的俯视图;
图7为本申请提供的芯片封装方法实施例一的流程图。
附图标记说明:
1:装载室;
11:第一容置部;
12:第二容置部;
2:真空室;
21:机器人;
22:热压设备;
3:真空泵;
4:管道;
5:闸门;
6:散热盖;
7:第一中间件;
71:基板;
72:芯片;
73:界面散热材料预成型件;
74:密封胶;
8:待处理件。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在芯片封装领域中,芯片封装结构内部高效的热传递对于芯片的可靠运行至关重要,为了提高芯片封装结构内部的热传递性,常在芯片和散热盖之间设置界面散热材料预成型件,以促进散热。然而,在将散热盖通过界面散热材料预成型件与芯片焊接在一起形成芯片封装结构时,空气可能会滞留在界面散热材料预成型件与散热盖之间,在界面散热材料预成型件和散热盖之间形成较大的气泡,导致芯片封装结构的热阻、热点和机械结构不稳定。
特别的,在利用传统的芯片封装设备对芯片进行封装时,将芯片固定在基板上,将界面散热材料预成型件放置在芯片上,再将散热盖放置到界面散热材料预成型件的上方,并与基板上的密封胶接触,初步贴合,组合成待处理件,之后,通过热压设备对待处理件施加温度和压力,促使密封胶固化,固定基板与散热盖,同时,界面散热材料预成型件与散热盖进一步紧密贴合,形成面接触;需要说明的是,由于散热盖朝向界面散热材料预成型件的一侧表面不平整,在通过热压设备对基板和散热盖进行固定后,会在散热盖与界面散热材料预成型件之间产生小气穴。此外,在固化密封胶的过程中,界面散热材料预成型件还未熔化,还需要进行回流焊操作,使得未融化的界面散热材料预成型件在回流焊的过程中熔化,并通过熔化后的界面散热材料预成型件将散热盖和芯片粘附在一起。然而,在回流焊的过程中,小气穴会进一步变大,形成较大的气泡,进而在最终得到的芯片封装结构中形成较大的气泡,严重影响该芯片封装结构的热传递性和结构稳定性。因此,如何避免在界面散热材料预成型件和散热盖之间形成气泡,成为芯片封装过程中亟需解决的问题。
本申请提供了一种芯片封装设备和芯片封装方法,用以解决利用界面散热材料预成型件对散热盖和芯片进行焊接时产生气泡的问题,以提高芯片封装结构的热传递性和结构稳定性。
下面给出具体的实施例,用以详细介绍本申请的技术方案。
图1为本申请提供的芯片封装设备实施例一的示意图。图1中的(A)图、(B)图和(C)图为该芯片封装设备在芯片封装过程中的不同节点时的示意图。其中,图1中的(A)图为装载室处于初始状态时的示意图;图1中的(B)图为真空室内的机器人处于工作状态时的示意图,图1中的(C)图为真空室内的热压设备处于工作状态时的示意图。请参照图1,本实施例提供的芯片封装设备,包括装载室1、真空室2、真空泵3和控制器(图中未示出);所述装载室1和所述真空室2通过闸门5连通;所述装载室1和所述真空泵3通过管道4连通;
所述装载室1包括第一容置部11和第二容置部12;所述第一容置部11用于容置散热盖6;所述第二容置部12用于容置第一中间件7;其中,所述第一中间件7包括基板71、固定在所述基板上的芯片72、以及放置在所述芯片上的界面散热材料预成型件73,且所述基板71上设置有用于固定散热盖6的密封胶74;
所述真空室2包括具有机械臂的机器人21和热压设备22;
其中,所述控制器,用于在将待封装的散热盖6装入所述装载室1的所述第一容置部11、且将第一中间件7装入所述装载室的所述第二容置部12时,控制所述真空泵3对所述装载室1抽真空,并在所述装载室1处于真空环境时,控制所述闸门5打开;
所述控制器,还用于控制所述机器人将所述第一中间件7从所述第二容置部12转移到所述热压设备22上,并将所述散热盖6放置到所述第一中间件7上,形成待处理件8;
所述控制器,还用于控制所述热压设备22对所述待处理件8施加温度和压力,以使所述密封胶74固化,使所述散热盖6固定在所述基板71上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件8施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖6的下表面与所述界面散热材料预成型件73的上表面紧密贴合,形成面接触。
具体的,在装载室1的左侧设置有闸门5,在需要利用该芯片封装设备进行芯片封装操作时,开启闸门5,将散热盖6和第一中间件7放置到装载室1中,随后关闭闸门5,进行下一步操作。
请继续参照图1,装载室1中包括第一容置部11和第二容置部12,其中,第一容置部11用于容置散热盖6,第二容置部12用于容置第一中间件7。即在将散热盖6和第一中间件7放置到装载室1中时,将散热盖6放置到第一容置部11,将第一中间件7放置到第二容置部12。
图2为本申请一示例性实施例示出的第一中间件的示意图,请参照图2,第一中间件7包括基板71、固定在所述基板上的芯片72、以及放置在所述芯片上的界面散热材料预成型件73,且所述基板上设置有用于固定散热盖的密封胶74。
需要说明的是,第一中间件7中,基板71作为基础部分,常采用具有良好导热性的材料制成,不仅可以用于为第一中间件7的其他结构起到支撑作用,还有助于传递芯片产生的热量,帮助芯片散热。
进一步的,装载室1和真空室2之间设置有一道闸门5。而真空室2中设置有具有机械臂的机器人21和热压设备22。
具体的,真空室2为内部完全真空的空间,用于可以将待处理件8放置在真空空间中利用热压设备22对其施加温度和压力。需要说明的是,装载室1内部不是真空区域,在从装载室1中将第一中间件7和散热盖6转移到真空室2中时,会导致真空室2内部的真空区域被破坏,因此,本实施例中,设置真空泵3,并将装载室1通过管道4与真空泵3连通,在最初将散热盖6和第一中间件7分别从外部装入装载室1的第一容置部11和第二容置部12中后,可以利用真空泵3对装载室1进行抽真空,使得装载室1处于真空环境中。这样,在装载室1处于真空环境中之后,如图1中的(B)图所示,打开装载室1与真空室2之间的闸门5,此时,不会有空气进入真空室2中,不会破坏真空室2内部的真空环境。此时,便可以利用具有机械臂的机器人21将第一中间件7从第二容置部12中取出,并将其放置到热压设备22上,进一步的,将散热盖6从第一容置部11中取出,并放置到第一中间件7上,通过第一中间件7中的基板71上的密封胶74,可以将第一中间件7和散热盖6进行初步固定,形成待处理件8,之后,关闭装载室1与真空室2之间的闸门。进一步的,参见图1中的(C)图,后续,即可通过热压设备22对待处理件8施加温度和压力,使所述密封胶74固化,使所述散热盖6固定在所述基板71上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件8施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖6的下表面与所述界面散热材料预成型件73的上表面紧密贴合,形成面接触。
下面对本申请提供的芯片封装设备的作用效果进行介绍:
图3为传统芯片封装设备进行芯片封装的实现原理图,图4为本申请提供的芯片封装设备进行芯片封装的实现原理图。
请参照图3,在传统的芯片封装设备中,如图3中的(A)图所示,首先将散热盖6放置到第一中间件7的界面散热材料预成型件73上,得到待处理件,此时,散热盖6朝向芯片72的一侧不平整,具有多个小气穴孔;进一步的,如图3中的(B)图,将待处理件放置到热压设备22中;进一步的,如图3中的(C)图,利用热压设备22对待处理件施加温度和压力,以固化密封胶74,得到如图3中的(D)图所示的第二中间件,此时,散热材料预成型件73还未熔化,散热盖6与界面散热材料预成型件73之间具有小气穴;进一步的对第二中间件进行回流焊工艺,得到在图3所示的(E)图所示的芯片封装结构,此时,在回流焊过程中,小气穴受热膨胀形成较大的气泡。
进一步的,请参照图4,本实施例提供的芯片封装设备,如图4中的(A)图所示,在将散热盖6放置到第一中间件7之前,通过真空处理,可以在散热盖6不平整区域处形成负压区域,即将小气穴转变为负压区域,这样,如图4中的(B)图和(C)图所示,在将散热盖6放置到第一中间件7上,形成待处理件,并利用热压设备22对待处理件进行处理后,界面散热材料预成型件73填充负压区域,与散热盖6形成面接触,进一步的,参见图4中的(D)图,此时,制备得到的第二中间件中,界面散热材料预成型件73与散热盖6形成面基础,界面散热材料预成型件73与散热盖6中间不再存在小气穴。进一步的,对第二中间件进行回流焊工艺,得到如图4中的(E)图所示的芯片封装结构,该芯片封装结构中,通过界面散热材料预成型件73,芯片72与散热盖6粘附在一起,且界面散热材料预成型件73与散热盖6形成面接触,此时,该芯片封装结构的热传导性和结构稳定性均较好。
需要说明的是,本实施例提供的芯片封装设备,在真空环境下组装散热盖和界面散热预成型件,可以解决空气滞留问题,确保在粘结过程中不存在空气,可以消除空隙,以提高热传递效率和可靠性。
本实施例提供的芯片封装设备,通过将真空泵与装载室进行连接,在每次将散热盖和第一中间件装入装载室中后,通过真空泵将装载室内部的空气抽出,形成装载室内部的真空空间,此时,打开装载室和真空室之间的闸门,再利用具有机械臂的机器人将散热盖和第一中间件转移到热压设备中,组成待处理件,此时,由于真空作业环境,散热盖和界面散热材料预成型件之间为负压区域,这样,在热压时,界面散热预成型件可以填充散热盖上的不平整区域,与散热盖形成面接触,避免在界面散热材料预成型件和散热盖之间形成气泡,可以提高芯片封装结构的热传导性和机械稳定性。
图5为本申请另一示例性实施例示出的芯片封装结构的示意图。其中,图5中的(A)图为该芯片封装结构处于初始状态时的示意图;图5中的(B)图为装载室1中的机械臂处于工作状态时的示意图;图5中的(C)图为真空室2内的热压设备22处于工作状态时的示意图。请参照图5,本实施例提供的芯片封装结构,所述装载室1设置有机械臂;所述控制器,还用于在待封装的散热盖6装入所述装载室1的所述第一容置部11、且待封装的中间件装入所述装载室的所述第二容置部12时,将所述散热盖6放置在所述待封装的中间件的界面散热材料预成型件73的上面,形成初始封装件;其中,所述待封装的中间件上用于固定散热盖6的密封胶74具有缺口;
所述控制器,还用于控制所述真空泵3对所述装载室1抽真空,以使得所述初始封装件中散热盖6与基板71之间的空气从所述缺口溢出;
所述控制器,还用于在所述装载室1处于真空环境中时,控制所述闸门5打开,并控制所述机器人21将所述初始封装件转移到所述热压设备22;
所述控制器,还用于控制所述热压设备22对所述初始封装件施加温度和压力,以使所述密封胶74固化,使所述散热盖6固定在所述基板71上。
具体的,本实施例提供的芯片封装设备,在对芯片进行封装时,首先,在待封装的散热盖装入所述装载室的所述第一容置部、且待封装的中间件装入所述装载室的所述第二容置部之后,利用装载室的机械臂将将待封装的散热盖放置到待封装的中间件的界面散热材料预成型件上,形成初始封装件。此时,初始封装件中,界面散热材料预成型件与散热盖之间具有空气。
图6为本申请一示例性实施例示出的待封装的中间件的俯视图。请参照图6,待封装的中间件上用于固定散热盖的密封胶具有缺口。
进一步的,在形成初始封装件之后,对装载室1进行抽真空处理,即利用真空泵3抽取装载室1中的空气,形成真空区域,这样,抽真空后,初始封装件中,散热盖6与界面散热材料预成型件73之间的空气便可以从密封胶74处的缺口溢出,散热盖6和界面散热材料预成型件73之间形成负压区域。
进一步的,参见图5中的(B)图,在装载室1处于真空环境时,打开装载室1与真空室2之间的阀门,利用机器人21将初始封装件转移到热压设备22中间;进一步的,参见图5中的(C)图,利用热压设备22对初始封装件施加温度和压力,使得密封胶74固化,将散热盖6固定在基板71上,形成第二中间件。可以理解的是,在热压设备22处理的过程中,界面散热材料预成型件73填充负压区域,与散热盖6形成面接触。
参见上面的描述,需要说明的是,可以根据实际需要选择上述任意一种结构的芯片封装设备,本申请中,不对其进行限定。
需要说明的是,本申请提供的芯片封装设备,在待封装的散热盖装入所述装载室的所述第一容置部、且待封装的中间件装入所述装载室的所述第二容置部时,将所述散热盖放置在所述待封装的中间件的界面散热材料预成型件的上面,形成初始封装件,并进一步控制真空泵对装载室抽真空,这样,可以使得所述初始封装件中散热盖与基板之间的空气从所述缺口溢出,散热盖与基板之间形成负压区域,这样,在利用热压设备对所述初始封装件施加温度和压力,使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上时,界面散热材料预成型件可以填充到负压区域,与散热盖形成面接触,这样,不会在芯片封装结构中形成气泡,可以提高芯片封装结构的热传导性和稳定性。
可选的,在一种可能的实现方式中,所述真空室还设置有光学检测设备;
其中,所述光学检测设备,用于在将所述散热盖放置到所述中间件之后,检测所述散热盖的放置位置是否准确。
具体的,该光学监测设备设置在真空室内,用于在将所述散热盖放置到所述中间件之后,检测散热盖是否放置到中间件上的正确位置。
本实施例提供的芯片封装设备,通过在真空室内设置光学检测设备,可以确保散热盖放置正确位置,这样,在后续利用热压设备施加温度和压力时,可以确保得到的第二中间件的封装质量,减少散热盖位置不正确导致的封装缺陷。
进一步的,在一种可能的实现方式中,所述真空室还设置有回流焊站;
其中,所述控制器,还用于控制所述机器人将所述第二中间件转移至所述回流焊站;
所述回流焊站,用于对所述第二中间件进行回流焊,以使所述第二中间件的所述芯片和所述散热盖通过所述界面散热材料预成型件固定在一起,形成芯片封装结构。
需要说明的是,在利用热压设备对初始封装件或待处理件进行施加温度和压力在得到第二中间件后,该第二中间件中的界面散热材料预成型件还未熔化,在界面散热材料预成型件与散热盖之间未达成紧密连接,因此,在真空室中加装回流焊站,将第二中间件转移到回流焊站中,利用回流焊站对第二中间件进行回流焊操作,加热第二中间件使界面散热材料预成型件熔化,并在一定时间后,使得熔化后的界面散热材料预成型件与散热盖紧密贴合,再对第二中间件进行冷却处理,此时,界面散热材料预成型件冷却并固化,散热盖、界面散热材料预成型件和芯片固定在一起,形成芯片封装结构。
本实施例提供的芯片封装设备,通过在真空室设置回流焊站,对形成的第二中间件进行回流焊操作,熔化界面散热材料预成型件并固化,使散热盖与界面散热材料预成型件形成紧密的固定贴合,提高芯片封装结构的稳定性,并简化芯片封装的流程,提高芯片封装的效率。
进一步的,在一种可能的实现方式中,所述装载室还设置有点胶设备;其中,所述点胶设备用于向放置在所述第二容置部的基板组件中的基板上分配用于固定散热盖的密封胶;其中,所述基板组件包括基板和固定在基板上的芯片。
需要说明的是,在一种可能的实现方式中,第一中间件或待封装的中间件中的基板上的密封胶可以在装入到第二容置部前点到基板上;在另一种可能的实现方式中,可以将基板组件放置到第二容置部中,再利用点胶设备向基板组件的基板上分配用于固定散热盖的密封胶。
本实施例提供的芯片封装设备,通过在装载室设置有点胶设备,可以在将基板组件放置到装载室中的第二容置部后,再将密封胶分配到基板组件的基板上,用于固定散热盖,这样,可以防止在运输过程中,密封胶的位置发生偏移,影响与散热盖的固定作用。此外,还可以提高该芯片封装设备的集成化程度。
与前述一种芯片封装设备相对应,本申请还提供一种芯片封装方法,下面对本申请提供的芯片封装方法进行介绍:
图7为本申请提供的芯片封装方法实施例一的流程图。请参照图7,本实施例提供的芯片封装方法,基于本申请第一方面提供的任一个芯片封装设备实现,所述芯片封装方法包括:
S701、将待封装的散热盖装入装载室的第一容置部、且将待封装的第一中间件装入述装载室的第二容置部。
S702、控制真空泵对所述装载室抽真空,并在所述装载室处于真空环境时,打开装载室与真空室之间的闸门。
S703、控制机器人将所述第一中间件从所述第二容置部转移到真空室内的热压设备上,并将所述散热盖放置到所述中间件上,形成待处理件。
S704、控制所述热压设备对所述待处理件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖的下表面与所述界面散热材料预成型件的上表面紧密贴合,形成面接触。
可选的,对所述待处理件施加的温度范围为30℃-150℃,且对所述待处理件施加的压力范围为0.1MPa到1MPa。需要说明的是,可以根据实际需要选择热压设备对待处理件的施加温度和压力,本申请中,不对其进行限定。
进一步的,在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
对第二中间件进行回流焊操作,以使所述第二中间件的所述芯片和所述散热盖通过所述界面散热材料预成型件固定在一起,形成芯片封装结构。
具体的,在回流焊中,熔化界面散热材料预成型件,使熔化后的界面散热材料预成型件填满界面散热材料预成型件与散热盖之间的负压区域,两者之间形成面接触。
可选的,所述回流焊的温度为160℃~300℃。需要说明的是,可以根据实际需要选择回流焊的具体温度,本申请中,不对其进行限定。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片封装设备,其特征在于,所述芯片封装设备包括装载室、真空室、真空泵和控制器;所述装载室和所述真空室通过闸门连通;所述装载室和所述真空泵通过管道连通;
所述装载室包括第一容置部和第二容置部;所述第一容置部用于容置散热盖;所述第二容置部用于容置第一中间件;其中,所述第一中间件包括基板、固定在所述基板上的芯片、以及放置在所述芯片上的界面散热材料预成型件,且所述基板上设置有用于固定散热盖的密封胶;
所述真空室包括具有机械臂的机器人和热压设备;
其中,所述控制器,用于在将待封装的散热盖装入所述装载室的所述第一容置部、且将第一中间件装入所述装载室的所述第二容置部时,控制所述真空泵对所述装载室抽真空,并在所述装载室处于真空环境时,控制所述闸门打开;
所述控制器,还用于控制所述机器人将所述第一中间件从所述第二容置部转移到所述热压设备上,并将所述散热盖放置到所述第一中间件上,形成待处理件;
所述控制器,还用于控制所述热压设备对所述待处理件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖的下表面与所述界面散热材料预成型件的上表面紧密贴合,形成面接触。
2.根据权利要求1所述的芯片封装设备,其特征在于,所述装载室设置有机械臂;所述控制器,还用于在待封装的散热盖装入所述装载室的所述第一容置部、且待封装的中间件装入所述装载室的所述第二容置部时,将所述散热盖放置在所述待封装的中间件的界面散热材料预成型件的上面,形成初始封装件;其中,所述待封装的中间件上用于固定散热盖的密封胶具有缺口;
所述控制器,还用于控制所述真空泵对所述装载室抽真空,以使得所述初始封装件中散热盖与基板之间的空气从所述缺口溢出;
所述控制器,还用于在所述装载室处于真空环境中时,控制所述闸门打开,并控制所述机器臂将所述初始封装件转移到所述热压设备;
所述控制器,还用于控制所述热压设备对所述初始封装件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上。
3.根据权利要求1所述的芯片封装设备,其特征在于,所述真空室还设置有光学检测设备;
其中,所述光学检测设备,用于在将所述散热盖放置到所述中间件之后,检测所述散热盖的放置位置是否准确。
4.根据权利要求1或3所述的芯片封装设备,其特征在于,所述真空室还设置有回流焊站;
其中,所述控制器,还用于控制所述机器人将所述第二中间件转移至所述回流焊站;
所述回流焊站,用于对所述第二中间件进行回流焊,以使所述第二中间件的所述芯片和所述散热盖通过所述界面散热材料预成型件固定在一起,形成芯片封装结构。
5.根据权利要求1所述的芯片封装设备,其特征在于,所述装载室还设置有点胶设备;
其中,所述点胶设备用于向放置在所述第二容置部的基板组件中的基板上分配用于固定散热盖的密封胶;其中,所述基板组件包括基板和固定在基板上的芯片。
6.根据权利要求1所述的芯片封装设备,其特征在于,所述中间件上的界面散热材料预成型件为无助焊剂的界面散热材料预成型件。
7.一种芯片封装方法,其特征在于,所述芯片封装方法基于权利要求1-6任一项所述的芯片封装设备实现,所述芯片封装方法包括:
将待封装的散热盖装入装载室的第一容置部、且将待封装的第一中间件装入述装载室的第二容置部;
控制真空泵对所述装载室抽真空,并在所述装载室处于真空环境时,打开装载室与真空室之间的闸门;
控制机器人将所述第一中间件从所述第二容置部转移到真空室内的热压设备上,并将所述散热盖放置到所述中间件上,形成待处理件;
控制所述热压设备对所述待处理件施加温度和压力,以使所述密封胶固化,使所述散热盖固定在所述基板上,形成第二中间件;其中,在真空环境中对所述待处理件施加温度和压力时,在负压的作用下,所述散热盖的下表面与所述界面散热材料预成型件的上表面紧密贴合,形成面接触。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,对所述待处理件施加的温度范围为30℃-150℃,且对所述待处理件施加的压力范围为0.1MPa到1MPa。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
对所述第二中间件进行回流焊,以使所述第二中间件的所述芯片和所述散热盖通过所述界面散热材料预成型件固定在一起,形成芯片封装结构。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述回流焊的温度为160℃~300℃。
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