TWI286831B - A chip package structure - Google Patents

Description

1286831 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領 本發明是有關於—種曰H & #目钍Μ > s 種日日片封裝結構，且特別是有關於一 種具有散熱結構之晶片封裝結構。 先前技術 在半/體/業中，積體電路（Integrated Circuit、

1C)的生 要可分為三個階段··積體電路設計（IC d=lgn)、積體電路的製作（IC pr〇cess)及積體電路的封 裝（IC =kage)等。因此，裸晶片（die)係經由晶圓 (wafer) % η、電路設古+、止罢制比 又寸先罩製作以及切割晶圓等步驟而 二成=裸二片則經由打線接合（wire bonding)或覆晶接合 mP chw b〇nding)等方式，將裸晶片電性連接至承載器 = arrier)，例如導線架（leadframe)或基板（substrata 荨，使得裸晶片之接合墊（bonding pad)將可重佈線 (redlstribUti〇n)至晶片之周緣或晶片之主動表面的下 :。以打線接合型態之晶片封裝結構為例，當裸晶片以其背 至t載器以後’接著再以打線接合的方式電性連接至 綠攻後再以封膠材料（m〇lding c〇mp〇und)包覆裸晶 線，re)，用以保護裸晶片及導線等，防止裸晶片 又到濕軋的影響，同時提供良好的散熱效能至裸晶片。 圖。ί1 失圖Λ示習知之打線接合型態之晶片封裝結構的示意 【要圖，習知之打線接合型態之晶片封裝結構1〇〇 基板U°、一晶片120、多個導線130以及-封膠 i i 4，。其中基板11 0具有一頂面11 2以及對應之一背面 基板110之頂面112以及背面114分別具有多個頂部接

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第5頁 1286831 五、發明說明（2) 點11 6 a及底部接點116b ’而晶片120配置於基板1 1 Q之頂面 112 ’且晶片120之上表面122具有多個銲塾124，其分別夢由 導線130與基板1 1〇之頂面1 12的頂部接點1 16a電性連接。9此 外’封膠1 4 0係包覆晶片1 2 0以及導線1 3 0，而基板1 1 q之底面 11 4的底部接點1 1 6b可分別藉由銲球1 1 8與外部電路作電性連 接。 . 第2圖繪示習知之覆晶接合型態之晶片封裝結構的示音 圖。請參照第2圖，習知之覆晶接合型態之晶片封裝結構f〇〇 主要係由一基板210、一晶片220、多個銲球23〇以及一底膠 240所構成。其中基板21〇具有一頂面212以及對應之一背面 214，且基板210之頂面212以及背面214分別具有多個頂部接 點2163及底部接點2161}，而晶片22〇配置於基板21〇之頂面 212，且晶片220之下表面222具有多個銲墊224，其別 凸塊226與基板21〇之頂面212的頂部接點216a電性連拉，曰而 底膠240係填充於晶片22〇以及基板21〇之間，並包覆銲球 230。另外，基板21〇之底面214的底部接點以讣可 ^菇 銲球2 3 0與外部電路作電性連接。 曰 值得注意的是 - 田尕曰日乃於w心丈开π f座生大量的 能，一旦熱能無法有效地散逸到外界環境中時，合曰 ==體電路因過熱而無法正常地運作， :逸的：能，乃是晶片封裝領域中重要的課 f重要课題係降低晶片於運作時受到外界雜 例如夕晶片模組（Multlple Chip M〇duie，mcm)之。封的裝干=

1286831 述目的， 晶片、多 面，而頂 片配置於 基板之頂 的散熱區 散熱結構 述目的， 晶片以及 晶片區域 板之頂面 配置於基 覆晶片以

In Package, SIP) 小，如此容易使相 影響個別晶片之正 明的目的在提出一 有一散熱結構，用 ipat ion)的欵率。 的在提出一種晶片 散熱結構，而散熱 於散熱結構所圍成 本發明提 條導線、 面具有^^ 基板之頂 面的接點 域。此外 五、發明說明（3) 或系統封裝（System 片之間的距離可能很 磁干擾的現象，因而 發明内容 有鑑於此，本發 中基板之表面上配置 之熱散逸（heat diss 本發明的另一目 之表面配置有至少一 材質，且晶片係配置 屏蔽的效果。 為達本發明之上 構’包括一基板、一 封膠。基板具有一頂 域及一散熱區域，晶 線分別連接於晶片與 構配置於基板之頂面 、線及至少部份之片狀

為達本發明__L 構’包括一基板、一 頂面，而頂面具有一 接合的方式配置於基 f ’而片狀散熱結構 還具有一封膠，其包 f構等’由於兩個晶 2二晶片之間產生電 书運作。 種晶片封裝結構，其 以加快晶片封裝結構 封裝結構，其中基板 結構之材質係為導電 之空間中，用以產生 出一種晶片封裝結 一片狀散熱結構及一 晶片區域、一接點區 面的晶片區域，而導 區域，且片狀散熱結 ，封膠包覆晶片、導 本發明提出另一種晶片封裝結 熱結構，基板具有一 區域，晶片係以覆晶 的晶片區域，並電性連接至基 板之頂面的散熱區域。此外’ 及至少部份之片狀散熱結構。 一片狀散 及一散熱

第7頁 1286831 、發明說明（4) 依照本發明一較佳實施例，基板還具有至少一接地墊， 其配置於基板之頂面，且接地墊係位於散熱區域之内，並接 觸$狀散熱結構之表面，而片狀散熱結構之材質可為一導電 材質’用以產生屏蔽的效果。 依照本發明一較佳實施例，更具有一蓋狀散熱結構，籠 罩於晶>1 ’且蓋狀散熱結構之周緣係連接至片狀散熱結構， %封膠係充填於蓋狀散熱結構與基板所圍成的空間。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： °月參照苐3 A〜3 B圖，其緣示本發明一第一實施例的一種 晶片封裝結構的俯視圖以及剖面圖。晶片封裝結構3〇〇包括 一基板310、一晶片320、多條導線330、一片狀散熱結構340 及一封膠350。基板310具有一頂面312，而頂面312大致區分 為一晶片區域312a、一接點區域3 12b及一散熱區域312c，其 中晶片區域3 1 2a例如位於基板3 1 〇之中央區域，而接點區域 31 2b分布於晶片區域31 2a的周圍，用以配置多個接點3丨6a， 且片狀散熱結構340具有一開口341，以暴露出接點區域 312b ’而散熱區域3 12c係位於晶片區域3丨2a以及接點區域 312b以外的頂面312上，且部份散熱區域312c係位於晶片區 域3 12a以及接點區域3 12b之間。此外，晶片32〇係配置於基 板310之頂面312的晶片區域312a，而晶片320之上表面322具 有多個銲墊324，且銲墊324藉由導線330分別連接於接點區

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域 312b 上之接 σ , 4 01Λ s 占31 6a。另外，片狀散熱結構340係配置於基 的散熱區域312c，而封膠350係包覆晶片 =古少及部份之片狀散熱結構340，而基板310之底面 、"夕固接點31 6b，其分別藉由銲球31 8(bal 1)(或接 腳（pin))與外界作電性連接。 二 > "、第4圖，其綠示本發明一第一實施例的另一種晶 ^封裝結構的示意圖。晶片封裝結構30 0包括一基板310、一 曰曰片320、夕條導線“ο、一片狀散熱結構34Q及一封膠35〇。 此外，更可選擇性地配置一蓋狀散熱結構342於晶片封裝結 構3^0上’而盖狀散熱結構342係籠罩晶片32〇以及導線咖， 且盍狀散熱結構342之周緣係連接至片狀散熱結構34〇。另 2 ’封膠350係填充於蓋狀散熱結構342與基板31〇所圍成的 空間，且封膠350更可包覆部份之蓋狀散熱結構342。 如第4圖所示，晶片封裝結構3 〇〇係配置一片狀散熱結構 340及選配一蓋狀散熱結構342，且片狀散熱結構34〇及蓋狀 散熱結構3 4 2之材質可為高導熱性之金屬材質，如鋁、銅及 該等之合金。由於片狀散熱結構34〇及蓋狀散熱結構342之散 熱效果優於封膠350者，所以晶片310所產生的熱能可藉由片 狀散熱構件3 4 0及蓋狀散熱構件3 4 2，而將熱能迅速地傳導至 晶片封裝結構300之表面。 如第4圖所示，由於片狀散熱結構340及蓋狀散熱結構 342係由鋁、銅等合金之導電材質所組成，所以當晶片32〇配 置於片狀散熱結構340及蓋狀散熱結構342所圍成之空間中 時’如此片狀散熱結構340及蓋狀散熱結構342將形成屏蔽的

10229twf.ptd 第9頁 1286831 五、發明說明（6) 作用’用以防止晶片3 2 0於運作時受到外界之電磁干擾。 請參考第3B及4圖，本發明更可藉由在基板3 10之頂面 312上配置接地墊315，其位於散熱區域312c之内，並且片狀 散熱結構3 4 0之周緣係對應接合至接合塾3 1 5，所以片狀散熱 結構340及蓋狀散熱結構342將經由接合墊31 5而電性連接至 曰曰片封裝結構3 0 0之接地（c 〇 m m ο n g r 〇 u n d)，用以提供晶片封 裝結構3 0 0之屏蔽效果。 請參照第5圖，其繪示本發明一第一實施例的又一種晶 片封裝結構的示意圖。晶片封裝結構3〇〇包括一基板31〇、一 曰曰片320、多條導線330、一片狀散熱結構34〇及一封膠350。 其中，片狀散熱結構340之底面具有一導熱插栓344，而基板 310對應有一貫孔311 ’以使導熱插栓344能貫穿貫孔31ι而到 達基板310之底面314，而基板31〇之底面314例如具有一底面 線路圖案316，其構成接合墊316b以及一底面線路316£，且 導熱插栓344係經由底面線路316c而連接至接合墊3161)。由 於導熱插栓344可將晶片32〇傳至片狀散熱結構34〇的熱能， 由基板310之上表面312傳到下表面314，之後熱能再由底面 線路3 16c以及接合墊3 16b傳導至導熱銲球318，最後由導熱 #球3 1 8將熱能傳到外界環境，@而增加晶片封裝結構3〇〇之 …政逸的效率’使得晶片3 2 〇的熱能不會過度集中在晶片3 2 〇 上。 清+照第6 其綠示本發明一第二實施例的一種晶片 封裝結構，示意圖。晶片封裝結構400包括一基板41〇、一晶 片42 0、I干球430、一片狀散熱結構44〇、一蓋狀散熱結構442

第10頁 1286831 五、發明說明（7) 及一封膠450。其中晶片42〇係利用覆晶接合的方式配置在基 板410之頂面412上，而頂面412大致區分為一晶片區域41 2a 及一散熱區域412b，其中晶片區域4 12a例如位於基板410之 中央區域’具有多個接點416a，而散熱區域4 12b係位於晶片 區域41 2a以外的頂面412上。此外，晶片420係配置於基板 41 0之頂面4 1 2的晶片區域4 1 2 a，而晶片4 2 0之下表面4 2 2例如 具有多個銲墊424，且銲墊424藉由凸塊426分別連接於晶片 區域412a之接點414，且底膠428填充於晶片420以及基板410 之間’並包覆銲塊426。另外，基板4 10之底面414還具有多 個接點416b，其分別藉由銲球430與外界作電性連接。 請參考第6圖，片狀散熱結構4 4 0係配置於基板4 1 0之頂 面412的散熱區域412c上，而蓋狀散熱結構442以及封膠450 係選配性（opt ional)配置於片狀散熱結構440上，且封膠450 包覆著晶片4 2 0 ’並填充於蓋狀散熱結構4 4 2以及基板4 1 0所 圍成的空間，且封膠450更包覆部份之蓋狀散熱結構442。如 此，晶片42 0所產生的熱能傳導至封膠45〇以及基板41〇時， 可藉由片狀散熱結構4 4 0及蓋狀散熱構件4 4 2將熱能迅速地傳 導至晶片封裝結構400之表面。 请參考第6圖’基板410之頂面412上配置一接地墊415， 其亦位於散熱區域412b内，並且片狀散熱結構44〇之周緣更 接合至接地墊415。如此，晶片420藉由配置在片狀散熱結構 44 0及蓋狀散熱結構442所圍成之屏蔽區域内，以達到防電磁 干擾的效果。。 綜上所述，本發明之晶片封裝結構至少具有下列優點：

1286831 五、發明說明（8) 1 ·本發明之晶片 配一蓋狀散熱結構’ 片狀散熱結構及蓋狀 構之表面。 2.本發明之晶片 熱結構及蓋狀散熱結 磁干擾的效果。 雖然本發明已以 限定本發明，任何熟 範圍内，當可作各種 當視後附之申請專利 10229twf.ptd 封裝結構係可配置一 使得晶片於、富& 片狀散熱結構及選 散執^運作時所產生的熱能可藉由 構件，而迅速地傳導至w封裝結 封裝結構乃是藉由將 構所圍忠夕/=?— -置在片狀散 圍成之屏敗區域内，用以達到防電 —較佳實施例揭露如上，缺直 習此技藝者，…離本；明 $更動與潤飾’因此本發明之保： 範圍所界定者為準。 /、°蔓範圍 第12頁 1286831 圖式簡單說明 第1圖繪示習知之打線接合型態之晶片封裝結構的示意 圖， 第2圖繪示習知之覆晶接合型態之晶片封裝結構的示意 圖； 第3A〜3B圖繪示本發明一第一實施例的一種晶片封裝結 構的俯視圖以及剖面圖， 第4圖繪示本發明一第一實施例的另一種晶片封裝結構 的示意圖； 第5圖繪示本發明一第一實施例的又一種晶片封裝結構 的示意圖；以及 第6圖繪示本發明一第二實施例的一種晶片封裝結構的 示意圖。 圖式之標示說明 1 0 0、2 0 0、3 0 0、4 0 0 :晶片封裝結構 1 1 0、2 1 0、3 1 0、4 1 0 :基板 112、 212、 312、 412:頂面 114 、 214 、 314 、 414 :底面 116a 、 116b 、 216a 、 216b 、 316a 、 316b 、 416a 、 416b : 接點 ‘ 1 18、230、、430 :銲球 3 1 8 :導熱銲球 120 、2 2 0 、3 2 0 、42 0 :晶片 122 、 222 、 322 、 422 :表面

10229twf.ptd 第13頁 1286831 圖式簡單說明 124 、224 、324 、424 ：銲墊 1 3 0、3 3 0 :導線 140、35 0、45 0 :封膠 2 2 6、4 2 6 :凸塊 240、428 :底膠 3 1 1 :貫孔 312a、412a :晶片區域 312b :接點區域 312c、412b :散熱區域 3 1 5、4 1 5 :接地墊 3 1 6 :底面線路圖案 3 1 6 c :底面線路 340、440 :片狀散熱結構 342、442 :蓋狀散熱結構 344 :導熱插栓

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Claims (1)

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1 · 一種晶片封裝結構，至少包括： 一基板，具有一頂面，其中該頂面具有一晶片區域、一 接點區域及一散熱區域； 一晶片|配置於該基板之該頂面的該晶片區域； 複數條導線，分別連接於該晶片與該基板之該頂 接點區域； j @ 一片狀散熱結構，配置於該基板之該頂面的該散熱展 域；以及 一封膠’包覆該晶片、該些導線及至少部分之該片狀散 熱結構。 θ 2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中至 少部分之遠散熱區域係位於該晶片區域與該接合區域之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中該 片狀散熱結構之材質係為導電材質，而該基板更具有至少一 接地墊，其配置於該基板之該頂面，且該接地墊係位於該散 熱區域之内，並接觸該片狀散熱結構之表面。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中該 基板更具有一底面及至少一接合墊’其中該基板之該底面係 對應於該基板之該頂面，而該接合墊係配置於該基板之該底 面，且該片狀散熱結構更具有至少一導熱插栓，其延伸自該 片狀導熱結構之表面，並貫穿該基板，而連接至該基板之該 底面的該接合墊。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之晶片封裝結構，其6亥 基板更具有一底面線路圖案，其構成該接合墊及一底面線

10229twf.ptd 1286831 六、申請專利範圍 路，且該導熱插栓係經由該底面線路而連接該接合墊。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，更包括 —蓋狀散熱結構，其籠罩該晶片及該些導線，且該蓋狀散熱 結構之周緣係連接至該片狀散熱結構，而該封膠係填充於該 蓋狀散熱結構與該基板所圍成的空間。 7. 一種晶片封裝結構，至少包括： 一基板，具有一頂面，其中該頂面具有一晶片區域及一 散熱區域； 一晶片’以覆晶接合的方式，配置於該基板之該頂面的 該晶片區域，並電性連接至該基板；以及 一片狀散熱結構，配置於該基板之該頂面的該散熱區 域。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之晶片封裝結構，更包括 一封膠，其包覆該晶片及至少部分之該片狀散熱結構。 9.如申請專利範圍第7項所述之晶片封裝結構，其中該 片狀散熱結構之材質係為導電材質，而該基板更具有至少一 接地塾，其配置於該基板之該頂面，且該接地塾係位於該散 熱區域之内，並接觸該片狀散熱結構之表面。 10·如申請專利範圍第7項戶斤述之晶片封裝結構’其中 該基板更具有一底面及至少一接合墊，其中該基板之該底面 係對應於該基板之該頂面，而該接合墊係配置於該基板之該 底面，且該片狀散熱結構更具有觅少一導熱插栓，其延伸自 該片狀導熱結構之表面，並貫寧該基板，而連接至該基板之 該底面的該接合墊。

第16頁 1286831 六、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第1 0項所述之晶片封裝結構，其中 該基板更具有一底面線路圖案，其構成該接合墊及一底面線 路，且該導熱插栓係經由該底面線路而連接該接合墊。 12. 如申請專利範圍第7項所述之晶片封裝結構，更包 括一蓋狀散熱結構及一封膠，其籠罩該晶片，且該蓋狀散熱 結構之周緣係連接至該片狀散熱結構，而該封膠係填充於該 蓋狀散熱結構與該基板所圍成的空間。 13. 如申請專利範圍第1 2項所述之晶片封裝結構，其中 該封膠更包覆至少部分之該蓋狀散熱結構。

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