阅读说明：本技术 一种倒装器件封装方法及结构 (Flip-chip device packaging method and structure ) 是由 关承浩 李华楠 陈亮 于 2018-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种倒装器件封装方法,所述倒装器件封装方法至少包括：将基板放置于预设位置,其中,所述基板上开设有至少一个上下贯穿的孔洞；将所述倒装芯片置于所述基板之上,且所述倒装芯片上的焊球与所述基板上的焊盘对应相接；对所述基板上的焊盘和所述倒装芯片的焊球进行焊接,并进行冷却处理；从所述孔洞中注入填充材料。另外,本发明还提供了一种倒装器件封装结构,应用本发明实施例,解决了现有技术中芯片四周注入填充材料,受流动速度等影响,会产生不同程度的空洞的问题。(The invention provides a flip-chip device packaging method, which at least comprises the following steps: placing a substrate at a preset position, wherein at least one hole penetrating through the substrate up and down is formed in the substrate; placing the flip chip on the substrate, wherein the solder balls on the flip chip are correspondingly connected with the bonding pads on the substrate; welding a welding pad on the substrate and a welding ball of the flip chip, and cooling; and injecting a filling material from the hole. In addition, the invention also provides a flip-chip device packaging structure, and by applying the embodiment of the invention, the problem that cavities with different degrees are generated due to the influence of flow speed and the like when the filling material is injected around the chip in the prior art is solved.)

一种倒装器件封装方法及结构

技术领域

本发明涉及倒装封装技术领域，特别是涉及一种倒装器件封装方法及结构。

背景技术

LED正装芯片是最早出现的芯片结构，也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。该结构，电极在上方，从上至下材料为：P-GaN，发光层，N-GaN，衬底。所以，倒装芯片的结构正好与正装相反，所以称之为倒装芯片。倒装封装形式的还有倒装IC，倒装片是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合此技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU(GraphicProcessorUnit)及Chipset等产品为主。

现有的倒装芯片封装技术中，填充材料的填充方法主要有三种：传统的填充方法、不流动填充方法和压力注入填充方法。传统填充方法：通过一个模板系统和一个动力系统把温度升高后的填充材料用注射器分布在芯片的一边或者两边，通过表面张力作用，把填充材料吸入芯片与基板之间的微小间隙；不流动填充方法：改动传统填充方法流程，使在填充材料在过回流焊时就与芯片凸点一起固化；压力注入填充方法：倒装芯片被放置在一个特制的模具中，填充流体在压力作用下注入模具。

上述几种填充方法都是在芯片四周注入填充材料，受流动速度等影响，会产生不同程度的空洞。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种倒装器件封装方法及结构，旨在解决现有技术中芯片四周注入填充材料，受流动速度等影响，会产生不同程度的空洞的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种倒装器件封装方法，所述倒装器件封装方法至少包括：

将基板放置于预设位置，其中，所述基板上开设有至少一个上下贯穿的孔洞；

将所述倒装芯片置于所述基板之上，且所述倒装芯片上的焊球与所述基板上的焊盘对应相接；

对所述基板上的焊盘和所述倒装芯片的焊球进行焊接，并进行冷却处理；

从所述孔洞中注入填充材料。

本发明的优选实施方式中，焊接的温度范围为：180℃-260℃。

本发明的优选实施方式中，所述填充材料由热固性聚合物和二氧化硅填料组成。

本发明的优选实施方式中，所述焊球为球形，所述焊盘为正方形、或矩形、或圆形。

本发明的优选实施方式中，所述基板选用BT基板、FR4基板、铝基板、铜基板或陶瓷基板。

另外，本发明还提供了一种倒装LED封装结构，所述结构包括：基板、固定于所述基板上的倒装芯片、至少一个孔洞、填充物，且所述至少一个孔洞贯穿设置在所述基板上，所述填充物填充于所述基板和所述倒装芯片之间。

本发明的优选实施方式中，所述基板和所述芯片通过银胶或锡膏采用烘烤的方式进行固定。

本发明的优选实施方式中，所述基板的长度和/或宽度为3mm-5mm。

如上所述，本发明的倒装器件封装方法及结构，具有以下有益效果：通过在芯片下部对应支架的位置开孔，由此孔注入填充材料，使其由中间向四周吸附扩散，降低空洞率，提高作业效率。

附图说明

图1显示为本发明的倒装器件封装方法中基板的结构示意图。

图2显示为本发明的倒装器件封装方法中基板和倒装芯片一种连接示意图。

图3显示为本发明的倒装器件封装方法中基板和倒装芯片另一种连接示意图。

图4显示为本发明的倒装器件封装方法中填充物的填充效果示意图。

图5是本发明的倒装器件封装器件中的一种具体实现方式。

图6是本发明的图5所示的倒装器件封装器件的俯视图。

元件标号说明

1 基板

11 孔洞

12 焊盘

21 焊球

3 填充物

4 电极

S101～S104 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基板构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，提供一种倒装器件封装方法，所述倒装器件封装方法至少包括：

S101，将基板放置于预设位置，其中，所述基板上开设有至少一个上下贯穿的孔洞。

基板是制造PCB的基本材料，一般情况下，基板就是覆铜箔层压板，单、双面印制板在制造中是在基板材料-覆铜箔层压板(Copper-2lad I，aminates，CCI。)上，有选择地进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工，得到所需电路图形。另外，也可以是铝基板、陶瓷等。

本发明实施例中，基板上设置有从上向下的贯穿孔洞，孔洞的数量可以为一个，也可以为两个，或者三个，可以依据基本的尺寸和后续注入填充物的需求进行设定，本发明实施例在此不做具体限定。

在基本满足上述要求以后，将基板1放置到指定位置后以备进行下一步作业、孔洞11设置于基板的中间。

S102，将所述倒装芯片置于所述基板之上，且所述倒装芯片上的焊球与所述基板上的焊盘对应相接。

如图2所示，将倒装芯片2上的焊球21与基板上的焊盘12进行对齐，然后将将倒装芯片卡在基板上，形成如图3所示的结构。可以理解的是，倒装芯片需要和基板形成电路连接结构，连接的方式是通过焊点进行连接，所以必须保证焊点的位置和结构的准确性。本发明实施例中，倒装芯片上的焊点与基板上的焊盘在结合时，在一定温度下焊球熔化由于表面张力作用与焊盘会自动校正对准。

S103对所述基板上的焊盘和所述倒装芯片的焊球进行焊接，并进行冷却处理。

当倒装芯片上的焊球与基板上的焊盘对应相接以后进行烘烤，实现焊点的连接，具体的，固晶可以使用凸点焊接(合金焊球)或是导电胶/锡膏等方法。在进行烘烤以后进行冷却处理，恢复至常温状态。具体的，可以采用回流焊或者在同等温度条件下完成焊接。

S104，从所述孔洞中注入填充材料。

在经过烘烤后，芯片固定在基板之上，此时填加填充材料3。通过之前开好的小孔向其中加注填充材料，填充材料会在毛细作用下由孔中心向周围吸附扩散,如图4，由于是从中心位置填充，孔隙中的空气会很顺利的被拍挤出去，同时吸附扩散的时间也要比从芯片一边扩散至另一边要短。

本发明的优选实施方式中，焊接的温度范围为：180℃-260℃。回流焊一般有十温区、八温区等的方式，每个温区温度会不同，材料在此温区停留时间也不同，温度180—260℃。

具体的，所述填充材料由热固性聚合物和二氧化硅填料组成。

本发明的优选实施方式中，所述焊球为球形，所述焊盘为正方形、或矩形、或圆形。焊球外观一般为近似球形；焊球一般会比焊盘大些这样能使得基板与到装芯片连接稳固。

本发明的优选实施方式中，所述基板选用BT基板、FR4基板、铝基板、铜基板或陶瓷基板。

另外，本发明还提供了一种倒装LED封装结构，所述结构包括：基板、固定于所述基板上的倒装芯片、至少一个孔洞，且所述至少一个孔洞贯穿设置在所述基板上。

本发明的优选实施方式中，所述基板和所述芯片通过银胶或锡膏采用烘烤的方式进行固定。

如图2所示的实施例为锡膏焊接的封装器件，如图5和图6所示，为基板和芯片通过电极4进行连接的实施例，图6是倒装led固晶的正面剖面图，芯片通过银胶/锡膏在烘烤(银胶烘烤温度一般在150-160℃，锡膏的话跟与上述的温度差不多)后，粘接在一起，中间的位置是不能形成电路通路的，否则形成短路，芯片就不能发光工作。

本发明的优选实施方式中，所述基板的长度和/或宽度为3mm-5mm。

综上所述，本发明提供的倒装器件封装方法，本发明的倒装器件封装方法及结构，具有以下有益效果：通过在芯片下部对应支架的位置开孔，由此孔注入填充材料，使其由中间向四周吸附扩散，降低空洞率，提高作业效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。