CN104167407A - 集成电路组件及其封装结构 - Google Patents

Abstract

一种集成电路组件及其封装构造，包括：一芯片，具有一主动面及一由半导体制程所形成的电子组件；一电性凸块，通过主动面电性连接至电子组件；一散热凸块，连接至主动面；一引线框，电性连接于电性凸块；以及，一密封胶，包覆芯片、引线框、以及电性凸块，并使引线框的一部分以及散热凸块外露。其中，散热凸块相对于主动面的高度，不等于电性凸块相对于主动面的高度。

Description

集成电路组件及其封装结构

【技术领域】

本发明有关于一种集成电路组件及其封装构造，特别是一种适用于散热型覆晶封装构造的集成电路组件及其封装构造。

【背景技术】

现今的电子产品由于功能强大，需要具备高速的运算处理能力，再者电子产品尺寸渐趋缩小以便于携带，因此装置中电子组件的摆放密度高，而造成散热设计上的挑战。在集成电路的制造上，芯片尺寸封装(Chip-Scale Package，CSP)即是为了因应电子产品尺寸缩小，而发展出来的集成电路封装技术，其中的覆晶封装(Flip-Chip Package)为目前相当流行的封装技术。

请参考中华民国发明专利I254433(以下称前案I)。前案I揭露了一种散热型覆晶装置，具有一芯片，并在芯片的主动面形成突块(bump)，再通过基板上的引线连接到外部的焊球。而在芯片的背面则连接到一散热片以提供主要的散热路径。前案I所揭露的散热型覆晶装置，由于其散热片堆栈在芯片的上方，因此不易达到集成电路薄型化的目的，在缩小装置高度的目的上将有其极限。

请参考中华民国发明专利I283447(以下称前案II)。前案II揭露了一种覆晶薄膜封装构造，具有一覆晶芯片设置于一可挠性基板的上表面，一散热片设置于可挠性基板的下表面，覆晶芯片通过贯穿可挠性基板的上表面以及下表面的导热通孔，连接到散热片。根据前案II的揭露，散热片可以用溅镀的方式设置于可挠性基板。由于以溅镀方式形成的金属层可以相当的薄，可达微米(micro-meter，um)的数量级，因此相较于前案I，前案II的覆晶封装可以在高度上有进一步的改善。然而从其结构上分析，覆晶芯片至少需经过引线层以及导热通孔等异质性的材料，才能到达外露的散热片，再者导热通孔的大小也有一定的限制，这些因素都影响了前案II所揭露的覆晶封装构造的散热效率。

【新型内容】

为了解决上述问题，本发明提出一种集成电路组件及其封装构造，特别是一种适用于散热型覆晶封装构造的集成电路组件及其封装构造。

本发明提出一种集成电路组件，包括一芯片、一电性凸块、以及一散热凸块。芯片具有一主动面及一由半导体制程所形成的电子组件，以及。电性凸块通过主动面电性连接至电子组件。散热凸块连接至主动面。其中，散热凸块相对于主动面的高度，不等于电性凸块相对于主动面的高度。

又，本发明又提供一种集成电路组件封装结构，包括一芯片、一电性凸块、一散热凸块、一引线框、以及一密封胶。芯片包括以半导体制程所形成的一电子组件，以及一主动面。电性凸块通过主动面电性连接至电子组件。散热凸块连接至主动面。引线框包括一引线，引线电性连接于电性凸块。密封胶包覆芯片、引线框、以及电性凸块，并使引线框的一部分以及散热凸块外露。其中，散热凸块相对于主动面的高度，不等于电性凸块相对于主动面的高度。

本发明一实施例中，其中散热凸块相对于主动面的高度，大于电性凸块相对于主动面的高度。

本发明一实施例中，散热凸块的体积大于电性凸块的体积。

本发明一实施例中，其中更包含一外接突块，连接于引线框外露于密封胶的部分，并且电性连接于引线。

本发明一实施例中，其中芯片具有相对于主动面的一背面，且背面外露于密封胶。

本发明一实施例中，其中引线框包括有一引线层。

本发明的功效在于，本发明所揭露的集成电路组件及其封装结构中，散热凸块与芯片的连接关系，形成了直接对外部的散热路径，因此能配合外部的散热机构设计而达到良好的散热效率。而且，由于本发明所揭露的集成电路组件封装结构本身在结构上的精简，使得其高度能够进一步降低，有助于其应用装置的薄形化，因此相当适用于可携式电子装置之中。

有关本创作的特征、实作与功效，兹配合图式作最佳实施例详细说明如下。

【附图说明】

图1：本发明所揭露的集成电路组件的截面示意图。

图2：本发明所揭露一实施例的集成电路组件封装结构的截面示意图。

图3：本发明所揭露另一实施例的集成电路组件封装结构的截面示意图。

图4：本发明所揭露的集成电路组件封装结构的上视透视图。

主要组件符号说明：

100 集成电路组件  130 散热凸块

110 芯片          131 导热体

111 主动面        200 集成电路组件封装结构

115 电子组件      240 引线框

116 背面          245 引线层

120 电性凸块      250 密封胶

121 导电体        260 外接突块

【具体实施方式】

图1为本发明所揭露的集成电路组件100的截面示意图。集成电路组件100包含芯片110、电性凸块120、以及散热凸块130。芯片110具有一主动面111以及由半导体制程所形成的一电子组件115。电性凸块120通过主动面111而电性连接电子组件115。散热凸块130连接主动面111。其中，散热凸块130相对于主动面111的高度，不等于电性凸块120相对于主动面111的高度。

本发明所揭露的集成电路组件100，适用于后续所介绍的覆晶封装结构，使得所形成的集成电路封装具有高度低、散热佳的优点。其中芯片110是为以任何半导体制程所形成的集成电路芯片，可以包含任何主动组件，例如场效晶体管(Field-Effect Transistor，FET)、双载子接面晶体管(Bipolar JunctionTransistor，BJT)等等，或是包含任何被动组件例如电阻、电容、电感、二极管等等。电性凸块120是作为传递电性讯号之用，使得芯片110上的电路可以跟外部电路进行电性上的沟通。散热凸块130则用来作为芯片110的散热路径，使得芯片110所产生的工作热源可通过散热凸块130而有效率地散逸至外部。

另外，为了使集成电路组件100的散热更有效率，散热凸块130相对于主动面111的高度，不等于电性凸块120相对于主动面111的高度。例如在图1所揭露的实施例中，设计散热凸块130至主动面111的高度或距离，大于电性凸块120至主动面111的高度或距离，如此当集成电路组件100的覆晶封装的结构形成时，散热凸块130将直接外露于封装结构的表面，并连接于覆晶封装外部所设计的散热机构，使得散热片可以和集成电路组件100在电路板上平行放置，进而缩小整体电子装置的厚度。

而为了使散热凸块130以及电性凸块120相对于主动面111的高度(或距离)不相同，散热凸块130可以通过一导热体131连接于芯片110的主动面111，而电性凸块120则可以通过一导电体121连接于主动面111。导热体131是由导热性质良好的物质所形成，例如金属。导电体121是由导电性质良好的物质所形成，例如金属。利用导热体131以及导电体121所形成的高度差，即可使散热凸块130以及电性凸块120相对于主动面111的高度(或距离)不同。而由于导热体131以及散热凸块130直接形成芯片110对外部的散热路径，因此具有良好的散热效率。导热体131以及导电体121的形成可以利用一般半导体制程所习知的蚀刻、溅镀、曝光显影等等方法来形成，此为本领域具有通常知识者，在充份了解本发明所揭露的精神之后，可利用本领域的习知技术并根据其应用上的需求加以实现和完成者，故在此不另赘述。

另外，于本发明又一实施例中，散热凸块130以及电性凸块120亦可直接连接于芯片110的主动面111上，通过散热凸块130以及电性凸块120体积大小的不同而形成两者不同的高度，例如散热凸块130的体积大于电性凸块120的体积，并使得散热凸块130以及电性凸块120相对于主动面111的高度不同。

图2为本发明所揭露一实施例的集成电路组件封装结构200的截面示意图。集成电路组件封装结构200包含芯片110、电性凸块120、散热凸块130、引线框(lead frame)240、以及密封胶250。芯片110包括以半导体制程所形成的一电子组件115以及一主动面111。电性凸块120通过主动面111电性连接至电子组件115。散热凸块130连接至主动面111。引线框240电性连接于电性凸块120。密封胶250包覆芯片110、引线框240、以及电性凸块120，并使引线框240的一部分以及散热凸块130外露。其中，散热凸块130相对于主动面111的高度，不等于电性凸块120相对于主动面111的高度。

芯片110、电性凸块120、以及散热凸块130所形成的结构即为图1所揭露的集成电路组件100。密封胶250可以利用例如模塑成型(molding)的方式形成，用以保护芯片110免于湿气、氧化或是直接的碰撞，并将芯片110、电性凸块120、散热凸块130、以及引线框240形成一体的结构。

另外，在本发明又一实施例中，集成电路组件封装结构200可进一步包括一外接突块260，连接于引线框240外露于密封胶250的部分。外接突块260可以方便与外部电路进行电性连接，例如利用焊接的方式，使得芯片110上的电路可以跟外部电路进行电性上的沟通。

在本发明又一实施例中，其引线框240包括有一引线层245(如图3所示)。

图3为本发明所揭露另一实施例的集成电路组件封装结构300的截面示意图。集成电路组件封装结构300与图2所示的集成电路组件封装结构200的不同者，在于集成电路组件封装结构300中，芯片110具有相对于主动面115的一背面116，且背面116外露于密封胶250。芯片110的背面116外露于密封胶250，可以方便在集成电路组件封装结构300的外部进一步加上散热片，加强散热的功能，因此有助于高功率电路应用的小型化。

图4为本发明所揭露的集成电路组件封装结构200的上视透视图。在本实施例中，电性突块120可各别连接于一组引线框240，电性突块120可直接连接于引线框240，或者是通过一引线层245而电性连接引线框240。而集成电路组件封装结构200的底部未被引线框240重迭的部分，即可制作散热突块130，以形成一导热路径。散热突块130则可依据制程技术的能力，制作成各种形状，例如制作成方形等等。值得注意的是，图4所揭露的结构，仅作为说明本发明的精神之用，并不用以限制本发明的范围。本领域具有通常知识者，在充分了解本发明的精神后，可以根据其应用上的需求来进行不同的变化设计，例如外接突块260的排列设计，或是将多个电性突块120共享同一引线框240等等，故在此不另赘述。

本发明所揭露的集成电路组件封装结构200中，散热凸块130与芯片110的连接关系，形成了芯片110直接对外部的散热路径，因此能配合外部的散热机构设计而达到良好的散热效率。而且，由于集成电路组件封装结构200本身在结构上的精简，省略了习知覆晶封装中的基板组件，使得集成电路组件封装结构200的高度能够进一步降低，有助于其应用装置的薄形化，因此相当适用于可携式电子装置之中。

虽然本创作的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本创作，任何熟习相关技艺者，在不脱离本创作的精神和范围内，举凡依本创作申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本创作的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种集成电路组件，其特征在于，所述集成电路组件包含：

一芯片，具有一主动面及一由半导体制程所形成的电子组件；

一电性凸块，通过所述主动面电性连接至所述电子组件；以及

一散热凸块，连接至所述主动面；

其中，所述散热凸块相对于所述主动面的高度，不等于所述电性凸块相对于所述主动面的高度。

2.如权利要求1所述的集成电路组件，其特征在于，其中所述散热凸块相对于所述主动面的高度大于所述电性凸块相对于所述主动面的高度。

3.如权利要求1或2所述的集成电路组件，其特征在于，其中所述散热凸块的体积大于所述电性凸块的体积。

4.如权利要求1或2所述的集成电路组件，其特征在于，其中所述散热凸块通过一导热体连接所述主动面，且所述电性凸块通过一导电体连接于所述主动面。

5.如权利要求4所述的集成电路组件，其特征在于，其中所述导热体以及所述导电体的材质为金属。

6.一种集成电路组件封装结构，其特征在于，所述集成电路组件封装结构包含：

一芯片，具有一主动面及一由半导体制程所形成的电子组件；

一电性凸块，通过所述主动面电性连接至所述电子组件；

一散热凸块，连接至所述主动面；

一引线框，电性连接于所述电性凸块；以及

一密封胶，包覆所述芯片、所述引线框、以及所述电性凸块，并使所述引线框的一部分以及所述散热凸块外露；

其中，所述散热凸块相对于所述主动面的高度，不等于所述电性凸块相对于所述主动面的高度。

7.如权利要求6所述的集成电路组件封装结构，其特征在于，其中所述散热凸块相对于所述主动面的高度大于所述电性凸块相对于所述主动面的高度。

8.如权利要求6或7所述的集成电路组件封装结构，其特征在于，其中所述散热凸块的体积大于所述电性凸块的体积。

9.如权利要求6或7所述的集成电路组件封装结构，其特征在于，更包含一外接突块，连接于所述引线框外露于所述密封胶的部分。

10.如权利要求6或7所述的集成电路组件封装结构，其特征在于，其中所述芯片具有相对于所述主动面的一背面，且所述背面外露于所述密封胶。

11.如权利要求6所述的集成电路组件封装结构，其特征在于，其中所述引线框包括有一引线层。