一种半导体封装结构

1.本发明涉及封装结构技术领域，具体涉及一种半导体封装结构。


背景技术：

2.众所周知，半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，当下大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连，由于半导体大量作为电子元器件应用于设备中，因此无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的，常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种，在实际应用过程中，大多会使用半导体封装结构进行处理，实现半导体保护的同时为安装提供方便。
3.经检索，2016年8月31日公开的，公开号为cn205542742u的中国专利公开了一种具有防刮及高散热功能的半导体封装机构，其大致描述为，包括，一基板，其表面具有多个穿透的孔位，一封装层，位于该基板上方，该封装层内形成芯片容置空间用于容置多组型态排列的多个芯片，各芯片的周围拉伸出多个接脚而延伸出该封装层外，该封装层的该多个接脚穿越该基板上对应的孔位，该基板另一侧形成多个接点，使得外部信号可输入该多个芯片，一盖板，位于该封装层上方，用于包覆该封装层，一高分子涂层，为有机或无机的高分子材料涂布在该盖板的上方所形成的一层，紧紧地贴附在该盖板的上方，以形成对该盖板的高度保护，该高分子涂层具有散热及防刮的作用，并提供整个半导体封装机构高度的韧性，使得受到外力碰撞时不会轻易碎裂，其在使用时，虽然能够在一定程度上辅助实现内外温度的交互散热，但是层层包覆之间热的传导性仍有待提高。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体封装结构，其模铸环氧树脂内设置有横导热传递板、竖导热传递板和侧导热传递板，进一步提高了散热效果，同时散热均匀性较好，能够较好的防止半导体封装后的局部温度过高，并且模铸环氧树脂的包覆结构强度较高。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体封装结构，包括基板和芯片，还包括导热外板和多个导热侧板，所述基板上开设有多个导通孔，基板的底端设置有大量的焊球，基板的顶端设置有隔离层，所述芯片设置在所述隔离层上，基板上设置有多个接点，所述接点上电性连接有内接线，多个所述内接线均与芯片电性连接，基板的顶端设置有模铸环氧树脂，芯片封装在所述模铸环氧树脂内，所述导热外板设置在模铸环氧树脂的顶端，且导热外板与芯片之间设置有多个横导热传递板和多个竖导热传递板，多个所述导热侧板分别设置在模铸环氧树脂的前端、后端、左端和右端，多个导热侧板与芯片之间均设置有侧导热传递板，所述横导热传递板、竖导热传递板和侧导热传递板均封装在模铸环氧树
脂内。
8.在前述方案的基础上优选的，所述横导热传递板包括多个横上接触段和横下接触段，多个所述横上接触段和多个所述横下接触段中相邻的横上接触段和横下接触段之间通过横斜板连接，所述横上接触段与导热外板接触，横下接触段与芯片靠近。
9.在前述方案的基础上进一步的，所述竖导热传递板包括多个竖上接触段和竖下接触段，多个所述竖上接触段和多个所述竖下接触段中相邻的竖上接触段和竖下接触段之间通过竖斜板连接，所述竖上接触段与导热外板接触，竖下接触段与芯片靠近。
10.在前述方案的基础上再进一步的，所述侧导热传递板包括多个侧内接触段和侧外接触段，多个所述侧内接触段和多个所述侧外接触段中相邻的侧内接触段和侧外接触段之间通过侧斜板连接，所述侧外接触段与导热侧板接触，侧内接触段与芯片靠近。
11.在前述方案的基础上更进一步的，所述横上接触段和竖上接触段均设置有用于模铸环氧树脂填充通过的辅助填充口。
12.作为上述方案进一步的，多个所述横下接触段中靠近芯片的顶端四角位置处的四个横下接触段上均开设有用于内接线通过的通过缺口。
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本发明提供了一种半导体封装结构，具备以下有益效果：
15.1.本发明中，通过横导热传递板、竖导热传递板和导热外板的配合，能够对包覆芯片的模铸环氧树脂的顶部区域形成散热通道，实现芯片上部区域的热量的传导，通过侧导热传递板和导热侧板的配合，对包覆芯片的模铸环氧树脂的侧部区域形成散热通道，实现芯片侧部区域的热量的传导。
16.2.本发明中，通过横导热传递板、竖导热传递板和侧导热传递板的分布，实现热量传导点的均匀布置，使散热均匀性较好，能够较好的防止半导体封装后的局部温度过高。
17.3.本发明中，通过横导热传递板、竖导热传递板、侧导热传递板和模铸环氧树脂的配合，便于提高包覆在芯片周围的包覆层的结构强度，通过导通孔的设置，能够提高模铸环氧树脂与基板的连接强度，包覆可靠性较高。
附图说明
18.图1为本发明局部剖视的立体结构示意图；
19.图2为本发明整体的立体结构示意图；
20.图3为本发明横导热传递板、竖导热传递板和侧导热传递板分布的结构示意图；
21.图4为本发明基板、芯片和隔离层配合的立体结构示意图；
22.图5为本发明整体的后侧视的立体结构示意图。
23.图中：1、基板；2、芯片；3、导热外板；4、导热侧板；5、导通孔；6、焊球；7、隔离层；8、内接线；9、模铸环氧树脂；10、横导热传递板；11、竖导热传递板；12、侧导热传递板；13、横上接触段；14、横下接触段；15、横斜板；16、竖上接触段；17、竖下接触段；18、竖斜板；19、侧内接触段；20、侧外接触段；21、侧斜板；22、辅助填充口；23、通过缺口。
具体实施方式
24.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。
25.实施例
26.请参阅图1-5，一种半导体封装结构，包括基板1和芯片2，还包括导热外板3和多个导热侧板4，所述基板1上开设有多个导通孔5通过导通孔5的设置，能够提高模铸环氧树脂9与基板1的连接强度，包覆可靠性较高，基板1的底端设置有大量的焊球6，便于辅助实现基板1的焊接，基板1的顶端设置有隔离层7，实现芯片2与基板1之间的绝缘和隔离，所述芯片2设置在所述隔离层7上，基板1上设置有多个接点，所述接点上电性连接有内接线8，便于实现芯片2与基板1上所印刷电路的连通，多个所述内接线8均与芯片2电性连接，基板1的顶端设置有模铸环氧树脂9，芯片2封装在所述模铸环氧树脂9内，实现对于芯片2的封装和防护，所述导热外板3设置在模铸环氧树脂9的顶端，且导热外板3与芯片2之间设置有多个横导热传递板10和多个竖导热传递板11，通过横导热传递板10、竖导热传递板11和导热外板3的配合，能够对包覆芯片2的模铸环氧树脂9的顶部区域形成散热通道，实现芯片2上部区域的热量的传导。
27.还需进一步说明的是，所述横导热传递板10包括多个横上接触段13和横下接触段14，多个所述横上接触段13和多个所述横下接触段14中相邻的横上接触段13和横下接触段14之间通过横斜板15连接，所述横上接触段13与导热外板3接触，横下接触段14与芯片2靠近，所述竖导热传递板11包括多个竖上接触段16和竖下接触段17，多个所述竖上接触段16和多个所述竖下接触段17中相邻的竖上接触段16和竖下接触段17之间通过竖斜板18连接，所述竖上接触段16与导热外板3接触，竖下接触段17与芯片2靠近，所述侧导热传递板12包括多个侧内接触段19和侧外接触段20，多个所述侧内接触段19和多个所述侧外接触段20中相邻的侧内接触段19和侧外接触段20之间通过侧斜板21连接，所述侧外接触段20与导热侧板4接触，侧内接触段19与芯片2靠近，通过横导热传递板10、竖导热传递板11和侧导热传递板12的分布，实现热量传导点的均匀布置，使散热均匀性较好，能够较好的防止半导体封装后的局部温度过高，横上接触段13与竖下接触段17之间上下相互重合，横下接触段14与竖上接触段16之间上下相互重合，横斜板15和竖斜板18交错布置，横下接触段14和竖下接触段17实现对于芯片2的热量的吸收，横斜板15与竖斜板18辅助将横下接触段14与竖下接触段17的热量传导至横上接触段13和竖上接触段16，之后横上接触段13与竖上接触段16的热量通过导热外板3完成热量的散出。
28.还需更进一步说明的是，所述横上接触段13和竖上接触段16均设置有用于模铸环氧树脂9填充通过的辅助填充口22，使模铸环氧树脂9可以更好的包覆横上接触段13和竖上接触段16，减少横上接触段13与模铸环氧树脂9的局部接触面积以及模铸环氧树脂9与竖上接触段16局部接触面积的过大，多个所述导热侧板4分别设置在模铸环氧树脂9的前端、后端、左端和右端，实现导热侧板4对于芯片2的均匀排布，提高散热均匀性，多个导热侧板4与芯片2之间均设置有侧导热传递板12，通过侧导热传递板12和导热侧板4的配合，对包覆芯片2的模铸环氧树脂9的侧部区域形成散热通道，实现芯片2侧部区域的热量的传导，所述横导热传递板10、竖导热传递板11和侧导热传递板12均封装在模铸环氧树脂9内，通过横导热传递板10、竖导热传递板11、侧导热传递板12和模铸环氧树脂9的配合，便于提高包覆在芯
片2周围的包覆层的结构强度，多个所述横下接触段14中靠近芯片2的顶端四角位置处的四个横下接触段14上均开设有用于内接线8通过的通过缺口23。
29.该实施例中的基板1和芯片2为根据半导体的使用功能所对应的电子元器件，该类电子元器件可以是市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，也可以是通过自行电路设计的电路器件，由于该半导体封装结构侧重点为封装结构，因此对于电子元器件此处并不作过多解读，只要封装后满足使用需要即可，同时隔离层7为具有隔热效果的绝缘层，其可以是涂装结构也可以是铺装结构，当隔离层7为涂装层时，其在涂装作业时，根据芯片2尺寸预先对基板1上的对应区域进行涂装，并且需等涂装层完全干燥后具备基本功能后，再开启芯片2相对于基板1的安装，当隔离层7为铺装结构时，不需对基板1预先施工作业，只需将铺装的隔离层7按照芯片2的配套尺寸裁剪后，在芯片2相对于基板1安装作业的同时将剪裁好的隔离层7铺于芯片2与基板1之间即可，对于横导热传递板10、竖导热传递板11、侧导热传递板12、导热外板3和多个导热侧板4均采用导热效果较好的材质。
30.综上所述，该半导体封装结构的工作原理和工作过程为，在使用时，首先将该半导体封装结构安装在所需使用的地点，安装过程中，需完成基板1对应的焊接和电装，安装完成后的运行过程中，当芯片2产生热量发生温度升高时，靠近芯片2的横下接触段14、竖下接触段17和侧内接触段19伴随芯片2温度升高通过热的传导而发生温升，实现热量从芯片向横下接触段14、竖下接触段17和侧内接触段19的转移，横下接触段14、竖下接触段17和侧内接触段19的温度升高后，横斜板15、竖斜板18和侧斜板21辅助将横下接触段14、竖下接触段17和侧内接触段19所具备的热量传导至横上接触段13、竖上接触段16和侧外接触段20，分别实现横下接触段14上的热量向横上接触段13、竖下接触段17上的热量向竖上接触段16和侧内接触段19上的热量向侧外接触段20的传导，之后传导至横上接触段13、竖上接触段16和侧外接触段20的热量在分别经过导热外板3和导热侧板4向外散失，由于导热外板3与外界接触面和导热侧板4与外界接触面均较大，所以热量散射较为迅速，同时导热外板3和导热侧板4均匀的分布在模铸环氧树脂9的周围，实现散热的同时提高热量对模铸环氧树脂9的防护。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种半导体封装结构，包括基板(1)和芯片(2)，其特征在于，还包括导热外板(3)和多个导热侧板(4)，所述基板(1)上开设有多个导通孔(5)，基板(1)的底端设置有大量的焊球(6)，基板(1)的顶端设置有隔离层(7)，所述芯片(2)设置在所述隔离层(7)上，基板(1)上设置有多个接点，所述接点上电性连接有内接线(8)，多个所述内接线(8)均与芯片(2)电性连接，基板(1)的顶端设置有模铸环氧树脂(9)，芯片(2)封装在所述模铸环氧树脂(9)内，所述导热外板(3)设置在模铸环氧树脂(9)的顶端，且导热外板(3)与芯片(2)之间设置有多个横导热传递板(10)和多个竖导热传递板(11)，多个所述导热侧板(4)分别设置在模铸环氧树脂(9)的前端、后端、左端和右端，多个导热侧板(4)与芯片(2)之间均设置有侧导热传递板(12)，所述横导热传递板(10)、竖导热传递板(11)和侧导热传递板(12)均封装在模铸环氧树脂(9)内。2.根据权利要求1所述的一种半导体封装结构，其特征在于，所述横导热传递板(10)包括多个横上接触段(13)和横下接触段(14)，多个所述横上接触段(13)和多个所述横下接触段(14)中相邻的横上接触段(13)和横下接触段(14)之间通过横斜板(15)连接，所述横上接触段(13)与导热外板(3)接触，横下接触段(14)与芯片(2)靠近。3.根据权利要求2所述的一种半导体封装结构，其特征在于，所述竖导热传递板(11)包括多个竖上接触段(16)和竖下接触段(17)，多个所述竖上接触段(16)和多个所述竖下接触段(17)中相邻的竖上接触段(16)和竖下接触段(17)之间通过竖斜板(18)连接，所述竖上接触段(16)与导热外板(3)接触，竖下接触段(17)与芯片(2)靠近。4.根据权利要求3所述的一种半导体封装结构，其特征在于，所述侧导热传递板(12)包括多个侧内接触段(19)和侧外接触段(20)，多个所述侧内接触段(19)和多个所述侧外接触段(20)中相邻的侧内接触段(19)和侧外接触段(20)之间通过侧斜板(21)连接，所述侧外接触段(20)与导热侧板(4)接触，侧内接触段(19)与芯片(2)靠近。5.根据权利要求4所述的一种半导体封装结构，其特征在于，所述横上接触段(13)和竖上接触段(16)均设置有用于模铸环氧树脂(9)填充通过的辅助填充口(22)。6.根据权利要求5所述的一种半导体封装结构，其特征在于，多个所述横下接触段(14)中靠近芯片(2)的顶端四角位置处的四个横下接触段(14)上均开设有用于内接线(8)通过的通过缺口(23)。

技术总结
本发明涉及封装结构技术领域，提出了一种半导体封装结构，其进一步提高了散热效果，同时散热均匀性较好，能够较好的防止半导体封装后的局部温度过高，模铸环氧树脂的包覆结构强度较高，包括基板、芯片、导热外板和多个导热侧板，基板开设有多个导通孔，基板设置有大量的焊球，基板的顶端设置有隔离层，芯片设置在隔离层上，基板设置有多个接点，接点通过内接线与芯片电性连接，基板设置有模铸环氧树脂，芯片封装在模铸环氧树脂内，导热外板设置在模铸环氧树脂上，导热外板与芯片之间设置有多个横导热传递板和多个竖导热传递板，多个导热侧板分别设置在模铸环氧树脂的前端、后端、左端和右端，多个导热侧板与芯片之间均设置有侧导热传递板。传递板。传递板。


技术研发人员：施捷 刘伟 付强 郏金鹏 胡小明
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2022/5/25