发明名称 强化散热型封装结构及其形成方法
摘要 本发明揭示一种强化散热型(thermal enhanced)封装结构及其形成方法,使用下列方法而形成一强化散热型封装结构。该方法包含下列步骤:(a)提供一印刷电路板,其具有一上表面与一下表面。上表面包含一直接封装区与一第一外部元件接触区,直接封装区具有一晶片安装区与位于晶片安装区之外侧的一第一接点,晶片安装区具有穿透上述印刷电路板的一镂空结构。第一外部元件接触区具有一第二接点,且第一接点与第二接点电性连接。(b)提供一导热基板,其具有相对的一第一表面与一第二表面。(c)将导热基板的第一表面与印刷电路板的下表面压合(laminate),并使至少部分之导热基板由印刷电路板之镂空结构处暴露出来。(d)将一第一晶片黏合于印刷电路板之镂空结构处,使第一晶片与导热基板黏合,且第一晶片上至少具有一焊垫(Wire bond Pad)。(e)于第一接点与焊垫之间形成一连接导体,使第一接点电连接焊垫,以及(f)形成一隔绝结构,使第一晶片、焊垫、连接导体、与第一接点与大气隔绝,进而形成一强化散热型封装结构。
申请公布号 TWI220307 申请公布日期 2004.08.11
申请号 TW092128507 申请日期 2003.10.15
申请人 明基电通股份有限公司 发明人 李宗宏
分类号 H01L23/36 主分类号 H01L23/36
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种强化散热型(thermal enhanced)封装结构的形成方法,包含:(a)提供一印刷电路板,其具有一上表面与一下表面,该上表面包含一直接封装区与一第一外部元件接触区,该直接封装区具有一晶片安装区与位于该晶片安装区之外侧的一第一接点,该晶片安装区具有穿透该印刷电路板的一镂空结构,该第一外部元件接触区具有一第二接点,且该第一接点与该第二接点电性连接;(b)提供一导热基板,具有相对的一第一表面与一第二表面;(c)将该导热基板的第一表面与该印刷电路板的下表面压合(laminate),并使至少部分之该导热基板由该印刷电路板之该镂空结构处暴露出来;(d)将一第一晶片黏合于该印刷电路板之该镂空结构处,使该第一晶片与该导热基板黏合,且该第一晶片上至少具有一焊垫(Wire bond Pad);(e)于该第一接点与该焊垫之间形成一连接导体,使该第一接点电连接该焊垫;以及(f)形成一隔绝结构,使该第一晶片、该焊垫、该连接导体、与该第一接点与大气隔绝。2.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中该印刷电路板更包含一第二外部元件接触区,该第二外部元件接触区具有一第三接点,电性连接于该第一接点及/或该第二接点,且于该步骤(d)之前,该方法更包含一步骤(g)提供一第二外部元件,电性连接于该第三接点。3.如申请专利范围第2项所述之形成方法,该步骤(g)系包含:(g1)形成一软焊材料于该第三接点上;(g2)将该第二外部元件置于该第三接点上;以及(g3)回焊(reflow)该软焊材料,使该第二外部元件电性连接于该第三接点。4.如申请专利范围第3项所述之形成方法,其中,该步骤(g)更包含一清洗步骤(g4),以清洁该印刷电路板。5.如申请专利范围第3项所述之形成方法,其中,该步骤(g)更包含一步骤(g5)形成一封闭的坝状结构(dam structure),该坝状结构系凸出于该印刷电路板的上表面,围绕该晶片安装区,并使该晶片封装区暴露于其中。6.如申请专利范围第2项所述之形成方法,其中该第二外部元件包含一被动元件、一第二晶片、一封装有至少一第三晶片的封装体、或上述之组合。7.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中该步骤(c)更包含:(c1)于该印刷电路板的下表面形成一可压合胶材;(c2)结合该导热基板的第一表面与该印刷电路板的下表面;以及(c3)以一压合(Laminate)制程,熟化(Curing)该压合胶材并固定该导热基板与该印刷电路板。8.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中该导热基板设置有一黏晶层,且压合该导热基板与该印刷电路板时,该镂空结构至少使部分该黏晶层暴露于其中。9.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中于该步骤(c)之前,该方法更包含一步骤(h)形成一黏晶层于该导热基板上,且压合该导热基板与该印刷电路板时,该镂空结构至少使部分该黏晶层暴露于其中。10.如申请专利范围第1项所述之形成方法,更包含一步骤(i):(i1)形成一导热胶材于该导热基板之该第二表面;以及(i2)提供一散热媒体,藉由该导热胶材连结该导热基板与该散热媒体。11.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中该第一晶片更包含一影像感测器(image sensor),且形成该隔绝结构时,更使该影像感测器与大气隔绝。12.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中于该步骤(d)之前,更包含一步骤(j)形成一封闭的坝状结构(dam structure),凸出于该印刷电路板的上表面,围绕该晶片安装区并使该晶片封装区暴露于其中,但该坝状结构不使该晶片封装区与大气隔绝。13.如申请专利范围第12项所述之形成方法,其中该步骤(f)更包含形成一透光盖于该坝状结构上,使该第一晶片、该焊垫、该连接导体、与该第一接点与大气隔绝。14.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中,步骤(c)中由该印刷电路板之该镂空结构所暴露出的部分之该导热基板具有一面积,该面积大于该第一晶片,使该第一晶片于黏合该导热基板时,该第一晶片系完全黏合于该导热基板。15.如申请专利范围第1项所述之形成方法,其中,该第一晶片以一黏晶(Die Bond)制程黏合于该印刷电路板上。16.一种强化散热型(thermal enhanced)封装结构,包含:一印刷电路板,具有一上表面与一下表面,该上表面上设置一直接封装区与一第一外部元件接触区,该直接封装区具有一晶片安装区与位于该晶片安装区之外侧的一第一接点,该晶片安装区具有穿透该印刷电路板的一镂空结构,该第一外部元件接触区具有一第二接点,且该第一接点与该第二接点电性连接;一导热基板,具有相对的一第一表面与一第二表面,该导热基板的第一表面系与该印刷电路板的下表面压合,且部分之该导热基板由该印刷电路板之该镂空结构处暴露出来;一第一晶片,于该镂空结构处黏合于该导热基板,且该第一晶片至少具有一焊垫;一连接导体,电性连结该第一接点与该焊垫;以及一隔绝结构,使该第一晶片、该焊垫、该连接导体、与该第一接点与大气隔绝。17.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该导热基板可为金属板或陶瓷板或具高散热基板。18.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该导热基板与该印刷电路板之间更包含一黏晶层,且部分该黏晶层(Die bond area)由该印刷电路板之该镂空结构处暴露出来。19.如申请专利范围第18项所述之封装结构,其中该黏晶层系选自下列材质:镍/金层、锡铅合金层、含银合金层、以及含铜合金层。20.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该印刷电路板更包含一第二外部元件接触区,位于该晶片安装区与该外部元件接触区以外的区域,且该第二外部元件接触区具有一第三接点,电性连接于该第一接点及/或该第二接点。21.如申请专利范围第20项所述之封装结构,更包含一第二外部元件,电性连接于该第三接点。22.如申请专利范围第21项所述之封装体,其中该第二外部元件包含一被动元件、一第二晶片、一封装有至少一第三晶片的封装体、或上述之组合。23.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该第一晶片更包含一影像感测器(image sensor),且该隔绝结构更使该影像感测器与大气隔绝。24.如申请专利范围第16项所述之封装结构,更包含一封闭的坝状结构(dam structure),凸出于该印刷电路板的上表面,围绕该晶片安装区、但仍暴露该晶片封装区。25.如申请专利范围第24项所述之封装结构,其中该隔绝结构更包含一透光盖于该坝状结构上,使该晶片、该焊垫、该连接导体、与该第一接点与大气隔绝。26.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该隔绝结构系选自以下材质:FR4树脂(以环氧树脂为基底的Flame Resistant;flame level 4)、FR5树脂(以环氧树脂为基底的Flame Resistant;flame level 5)、BT树脂(Bismaleimide Triazine)、DriClad(商品名,为IBM所发明)、聚亚醯胺(Polyimide)、聚酯(Polyester)、以及IC封装使用之封胶材(encapsulation molding compound)。27.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该隔绝结构系选自以下材质:热固性环氧树脂(epoxy)、聚亚醯胺(Polyimide)、聚酯(Polyester)、以及一封胶材料(encapsulation molding compound)。28.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该第一外部元件可为印刷电路板所形成之插入式连接引脚(connector pin)或以软焊材料焊上一连接器(connector)零件。29.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中该第一外部元件为印刷电路板或一连接器(connector)。30.如申请专利范围第16项所述之封装结构,其中于该印刷电路板与该导热基板之间更包含一压合胶材,且该压合胶材系藉由一压合步骤后,熟化(curing)结合该印刷电路板与该导热基板。31.如申请专利范围第16项所述之封装结构,更包含:一导热胶材,设置于该导热基板的第二表面上;以及一散热媒体,藉由该导热胶材连结于该导热基板。图式简单说明:第1A-1H图为一系列之俯视图,系显示本发明第一实施例之强化散热型封装结构的形成方法的流程。第2A-2J图为一系列之剖面图,系显示本发明第一实施例之强化散热型封装结构的形成方法的流程。第3A-3D图为一系列之俯视图,系显示本发明第二实施例之强化散热型封装结构的形成方法的流程。第4A-4D图为一系列之剖面图,系显示本发明第二实施例之强化散热型封装结构的形成方法的流程。第5图为一剖面图,系显示本发明第一、二实施例之强化散热型封装结构的形成方法中的一附加步骤。
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