專利名稱：具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種具有散熱構(gòu)件的封裝結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)。
為了達到輕、薄、短、小的目標(biāo)，就未來封裝發(fā)展的趨勢而言，在一封裝體內(nèi)包覆多個芯片，比如是多芯片模塊(multi-chip-module，MCM)的示意圖，如

圖1所示，其繪示一種多芯片模塊的結(jié)構(gòu)，多芯片模塊100具有多個芯片140、一基板110、多個導(dǎo)線150、多個焊球190及一封裝材料180。基板110具有一基板表面112及對應(yīng)的一基板背面122，而基板110具有多個芯片座114及多個導(dǎo)線接點116，配置在基板表面112上，其中導(dǎo)線接點116環(huán)繞于對應(yīng)的芯片座114的周圍；基板110還具有多個焊球接點124，配置在基板背面122上。每一芯片140具有一主動表面142及對應(yīng)的一背面148，而芯片140還具有多個焊墊144，位在芯片140的主動表面142上，而芯片140以其背面148貼覆到基板110的芯片座114上。導(dǎo)線150的一端與焊墊144電性連接，而導(dǎo)線150的另一端與導(dǎo)線接點116電性連接。另外，封裝材料180會包覆基板110、芯片140、導(dǎo)線150。焊球190配置在焊球接點124上。
在上述的多芯片模塊100中，由于多個芯片140群聚封包在封裝材料180內(nèi)，操作時模塊中各芯片均會產(chǎn)生熱，由于多個芯片140在模塊中排列緊密，因此單位面積所產(chǎn)生的熱量，遠(yuǎn)比單一芯片封裝來得高許多。若是不能有效解決多芯片模塊的散熱問題，將導(dǎo)致模塊溫度過高，最后會造成芯片無法運作。因此如何提高散熱效率，一直是多芯片模塊封裝的重要課題。
為了達成本實用新型的上述和其它目的，提出一種具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其至少包括一基板、數(shù)個芯片、至少一散熱構(gòu)件、數(shù)個焊球及一封裝材料。基板具有一基板表面及對應(yīng)的一基板背面。芯片配置在基板表面，并與基板電性連接。散熱構(gòu)件配置在至少一芯片上，該散熱構(gòu)件通過導(dǎo)熱膠黏貼于該芯片上；而數(shù)個焊球配置在基板背面。封裝材料則包覆該基板、芯片及散熱構(gòu)件。依照本實用新型的較佳實施例，散熱構(gòu)件可以是暴露出封裝材料，也可以內(nèi)埋在封裝材料內(nèi)。
另外，為了達成本實用新型的上述和其它目的，提出一種具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其至少包括一導(dǎo)線架、至少一第一芯片、至少一第二芯片、至少一散熱構(gòu)件及一封裝材料。而導(dǎo)線架具有一芯片座及多個導(dǎo)腳，導(dǎo)腳環(huán)繞于芯片座的外圍，芯片座具有一芯片座表面及對應(yīng)的一芯片座背面，每一導(dǎo)腳區(qū)分成一內(nèi)導(dǎo)腳部分及一外導(dǎo)腳部分。第一芯片配置在芯片座表面上，并與導(dǎo)腳電性連接；而第二芯片配置在芯片座背面上，并且也與導(dǎo)腳電性連接。散熱構(gòu)件配置在第一芯片或第二芯片上，該散熱構(gòu)件通過導(dǎo)熱膠黏貼于芯片上。而封裝材料包覆芯片座、第一芯片、第二芯片、導(dǎo)腳的內(nèi)導(dǎo)腳部分及散熱構(gòu)件，而導(dǎo)腳的外導(dǎo)腳部分暴露于封裝材料外。依照本實用新型的較佳實施例，散熱構(gòu)件可以是暴露出封裝材料，也可以內(nèi)埋在封裝材料內(nèi)。
如上所述的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，由于具有至少二芯片，因此構(gòu)裝體可以處理甚大的信息量，符合未來電子電路發(fā)展的趨勢，并且在部分芯片上還配置有散熱構(gòu)件，通過散熱構(gòu)件，可以使芯片的熱源快速地導(dǎo)出。
為讓本實用新型的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
圖2繪示依照本實用新型第一較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3繪示依照本實用新型第二較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4繪示依照本實用新型第三較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5繪示依照本實用新型第四較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6繪示依照本實用新型第五較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多封裝模塊示意圖。
圖7繪示依照本實用新型第六較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明100多芯片模塊 110基板112基板表面 114芯片座116導(dǎo)線接點 122基板背面124焊球接點 140芯片142主動表面 144焊墊148背面 150導(dǎo)線180封裝材料 190焊球200封裝體 210基板212基板表面 214第一芯片座215第二芯片座 216第一芯片導(dǎo)線接點217第二芯片導(dǎo)線接點 218第一焊罩層222基板背面 224焊球接點
226第二焊罩層228第一導(dǎo)熱插塞229第二導(dǎo)熱插塞 230導(dǎo)熱膠240第一芯片 242第一主動表面244第一芯片焊墊 248第一背面250導(dǎo)熱膠260第二芯片262第二主動表面 264第二芯片焊墊268第二背面 270第一芯片導(dǎo)線280第二芯片導(dǎo)線 290第一散熱構(gòu)件292導(dǎo)熱膠300第二散熱構(gòu)件302導(dǎo)熱膠310封裝材料320焊球 410第一散熱構(gòu)件412頂面 420第二散熱構(gòu)件422頂面 430封裝材料510第一芯片 512第一主動表面520第二芯片 522第二主動表面530第三芯片 532第三主動表面540凸塊 546填充材料560封裝材料 570散熱構(gòu)件572頂面 610基板620第一芯片 624第一背面630第二芯片 32第二主動表面640第三芯片 644第三背面
650散熱構(gòu)件 660封裝材料670導(dǎo)熱膠702第一封裝體704第二封裝體710基板718焊球 720第一芯片722第一主動表面 730第二芯片732第二主動表面 733子基板735子焊球750第一散熱構(gòu)件752頂面 760封裝材料770第二散熱構(gòu)件 772頂面780封裝材料 810導(dǎo)線架812芯片座813芯片座表面814導(dǎo)腳 815芯片座背面816內(nèi)導(dǎo)腳部分818外導(dǎo)腳部分820第一芯片 822第一主動表面824第一背面 830第二芯片832第二主動表面 834第二背面840第一散熱構(gòu)件 850第二散熱構(gòu)件852頂面 860封裝材料基板210具有一基板表面212及對應(yīng)的一基板背面222，而基板210具有一第一芯片座214、第二芯片座215、多個第一芯片導(dǎo)線接點216、多個第二芯片導(dǎo)線接點217及一第一焊罩層218，均配置在基板表面212上，其中第一芯片導(dǎo)線接點216環(huán)繞于第一芯片座214的周圍，第二芯片導(dǎo)線接點217環(huán)繞于第二芯片座215的周圍，第一焊罩層218會暴露出第一芯片座214、第二芯片座215、第一芯片導(dǎo)線接點216及第二芯片導(dǎo)線接點217；基板210還具有多個焊球接點224及一第二焊罩層226，配置在基板背面222上，其中第二焊罩層226會暴露出焊球接點224；此外，基板210還具有多個第一導(dǎo)熱插塞228及多個第二導(dǎo)熱插塞229，垂直貫通基板210的內(nèi)部，并且第一導(dǎo)熱插塞228與第一芯片座214連接，而第二導(dǎo)熱插塞229與第二芯片座215連接，因此第一芯片座214上及第二芯片座215的熱可以分別通過第一導(dǎo)熱插塞228及第二導(dǎo)熱插塞229快速地傳導(dǎo)到外界。
第一芯片240具有一第一主動表面242及對應(yīng)的一第一背面248，而第一芯片240還具有多個第一芯片焊墊244，位在第一芯片240的第一主動表面242上，而通過一導(dǎo)熱膠230使第一芯片240以其第一背面248貼覆到第一芯片座214上。另外，第二芯片260具有一第二主動表面262及對應(yīng)的一第二背面268，而第二芯片260還具有多個第二芯片焊墊264，位在第二芯片260的第二主動表面262上，而一導(dǎo)熱膠250使第二芯片260以其第二背面268貼覆到第二芯片座215上。
第一芯片導(dǎo)線270的一端與第一芯片焊墊244電性連接，而第一芯片導(dǎo)線270的另一端與第一芯片導(dǎo)線接點216電性連接；第二芯片導(dǎo)線280的一端與第二芯片焊墊264電性連接，而第二芯片導(dǎo)線280的另一端與第二芯片導(dǎo)線接點217電性連接。
第一散熱構(gòu)件290為平板狀的樣式，通過一導(dǎo)熱膠292可以使第一散熱構(gòu)件290貼覆到第一芯片240的第一主動表面242上；而第二散熱構(gòu)件300為平板狀的樣式，通過一導(dǎo)熱膠302可以使第二散熱構(gòu)件300貼覆到第二芯片260的第二主動表面262上。其中第一散熱構(gòu)件290及第二散熱構(gòu)件300的材質(zhì)可以是銅、鋁、硅化物或硅。由于第一芯片240及第二芯片260的材質(zhì)主要也由硅或硅化物所組成，因此當(dāng)?shù)谝簧針?gòu)件290或第二散熱構(gòu)件300的材質(zhì)為硅或硅化物時，第一散熱構(gòu)件290與第一芯片240之間及第二散熱構(gòu)件300與第二芯片260之間并沒有熱膨脹差異的問題，可以提高產(chǎn)品的可靠度。
另外，一封裝材料310會包覆基板210、第一芯片240、第二芯片260、第一芯片導(dǎo)線270、第二芯片導(dǎo)線280、第一散熱構(gòu)件290及第二散熱構(gòu)件300。另外，焊球320配置在焊球接點224上。
在上述的封裝體200中，由于具有二芯片240、260，因此封裝體200可以處理很大的信息量，符合未來電子電路發(fā)展的趨勢，并且在第一芯片240上及第二芯片260上還分別配置有第一散熱構(gòu)件290及第二散熱構(gòu)件300，可以使第一芯片240及第二芯片260的熱源快速地導(dǎo)出。另外，第一散熱構(gòu)件290及第二散熱構(gòu)件300可以分別直接貼覆到第一芯片240的第一主動表面242上及第二芯片260的第二主動表面262上，故還可以加速第一芯片240及第二芯片260的散熱速率。
另外，若是在封裝體200的上方再架置一風(fēng)扇(未繪示)，則可以使第一芯片240及第二芯片260的熱源更快速地傳導(dǎo)出去。
在前述的實施例中，散熱構(gòu)件為內(nèi)埋型的結(jié)構(gòu)，也就是封裝結(jié)構(gòu)會將散熱構(gòu)件埋在里面，然而本實用新型的應(yīng)用并非局限于此，散熱結(jié)構(gòu)也可以為外露型的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其繪示依照本實用新型第二較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。封裝材料430也可以僅包覆第一散熱構(gòu)件410及第二散熱構(gòu)件420的周圍，而將第一散熱構(gòu)件410的頂面412及第二散熱構(gòu)件420的頂面422暴露出封裝材料430。
在前述的實施例中在芯片的主動表面上配置散熱構(gòu)件，然而本實用新型的應(yīng)用并非局限于此，芯片的主動表面上也可以配置一芯片，如圖4所示，其繪示依照本實用新型第三較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。在第一芯片510的第一主動表面512上配置散熱構(gòu)件570，散熱構(gòu)件570的頂面572暴露出封裝材料560，而在第二芯片520的第二主動表面522上配置一第三芯片530，第三芯片530的第三主動表面532與第二芯片520的第二主動表面522相面對，并且多個凸塊540配置在第三芯片530與第二芯片520之間，而第三芯片530可以通過凸塊540與第二芯片520電性連接，一填充材料546填充在第二主動表面522與第三主動表面532之間，并且會包覆凸塊540，第三芯片530的第三背面534暴露于封裝材料560之外。然而，在上述的構(gòu)裝中，也可以將散熱構(gòu)件及第三芯片整個封于封裝材料的內(nèi)部。
圖5所示，其繪示依照本實用新型第四較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。第一芯片620以覆晶的方式與基板610電性連接，而第二芯片630以打線的方式與基板610電性連接。第一芯片620的第一背面624上還配置有一散熱構(gòu)件650，整個散熱構(gòu)件650埋于封裝材料660的內(nèi)部。第二芯片630的第二主動表面632上還配置有第三芯片640，通過導(dǎo)熱膠670，第三芯片640以其第三背面644貼覆到第二芯片630的第二主動表面632上，而第三芯片640以打線的方式與基板610電性連接。然而，在上述的構(gòu)裝中，也可以將散熱構(gòu)件的頂面暴露出封裝材料。
圖6所示，其繪示依照本實用新型第五較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多封裝模塊(multi-package-module，MPM)示意圖?；?10上具有二封裝體，在第一封裝體702中，第一芯片720以打線的方式與基板710電性連接，而第一芯片720的第一主動表面722上配置有一第一散熱構(gòu)件750，第一散熱構(gòu)件750的頂面752暴露于封裝材料760之外。在第二封裝體704中，第二芯片730配置在一子基板733上，而第二芯片730以打線的方式與子基板733電性連接，并且第二芯片730的第二主動表面732上配置有一第二散熱構(gòu)件770，第二散熱構(gòu)件770的頂面772系暴露于封裝材料780之外，子基板733的背面還配置有多個子焊球735，而第二封裝體704可以通過多個子焊球735與基板710電性連接。當(dāng)?shù)谝恍酒?20與第二芯片730皆裝配到基板710上之后，多封裝模塊700可以透過基板710下方的焊球718與一印刷電路板(未繪示)電性連接。然而，在上述的構(gòu)裝中，也可以將第一散熱構(gòu)件及第二散熱構(gòu)件封于封裝材料之內(nèi)。
在上述的實施例中，以基板作為承載器，來承載多個芯片，然而本實用新型的應(yīng)用并非局限于此，也可以利用導(dǎo)線架作為承載器，來承載多個芯片，如圖7所示，其繪示依照本實用新型第六較佳實施例的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。其中，導(dǎo)線架810具有一芯片座812及多個導(dǎo)腳814，導(dǎo)腳814環(huán)繞于芯片座812的外圍，而芯片座812具有一芯片座表面813及對應(yīng)的一芯片座背面815，每一導(dǎo)腳814區(qū)分成一內(nèi)導(dǎo)腳部分816及一外導(dǎo)腳部分818。而第一芯片820以第一背面824貼覆到芯片座表面813上，第二芯片830以第二背面834貼覆到芯片座背面815上，并且第一芯片820及第二芯片830以導(dǎo)線的方式分別與導(dǎo)腳814電性連接。第一散熱構(gòu)件840貼覆到第一芯片820的第一主動表面822上，而第二散熱構(gòu)件850貼覆到第二芯片830的第二主動表面832上，并且封裝材料860會包覆第一芯片820、第二芯片830、第一散熱構(gòu)件840、第二散熱構(gòu)件850的周圍、芯片座812及導(dǎo)腳814的內(nèi)導(dǎo)腳部分816，而導(dǎo)腳814的外導(dǎo)腳部分818會暴露于封裝材料860的外部，其中第一散熱構(gòu)件840內(nèi)埋在封裝材料860的內(nèi)部，而第二散熱構(gòu)件850的頂面852會暴露出封裝材料860。然而，在上述的構(gòu)裝中，也可以將第一散熱構(gòu)件的頂面暴露出封裝材料，而將第二散熱構(gòu)件整個封于封裝材料之內(nèi)。
然而本實用新型并非限定于僅應(yīng)用在二芯片的情況下，也可以應(yīng)用在超過二個芯片的情況下。
此外，上述的所有實施例中，其散熱構(gòu)件的材質(zhì)均可以是銅、鋁、硅化物或硅等。
綜上所述，本實用新型的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，由于具有至少二芯片，因此構(gòu)裝體可以處理甚大的信息量，符合未來電子電路發(fā)展的趨勢，并且在部分芯片上上還配置有散熱構(gòu)件，通過散熱構(gòu)件，可以使芯片的熱源快速地導(dǎo)出。
雖然本實用新型已以一較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當(dāng)視申請專利范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其至少包括一基板，具有一基板表面及對應(yīng)的一基板背面；數(shù)個封裝體，配置于該基板表面上，每一該些封裝體包括至少一芯片及一封裝材料，其中該封裝材料包覆該芯片，而至少一該封裝體包括至少一散熱構(gòu)件，其中該散熱構(gòu)件通過一導(dǎo)熱膠黏貼于至少一該芯片上；數(shù)個焊球，配置在該基板背面上。
2.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該至少一封裝體中的該至少一芯片以打線方式(WireBonding)與該基板電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該至少一封裝體中的該至少一芯片以覆晶方式(Flip Chip)與該基板電性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該至少一封裝體還包括一子基板，具有一子基板表面及對應(yīng)的一子基板背面，而該至少一芯片配置在該子基板表面上，并與該子基板電性連接；數(shù)個子焊球，配置在該子基板背面上，該封裝體透過該些子焊球固定到該基板表面上，并透過該些子焊球與該基板電性連接。
5.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該散熱構(gòu)件的材質(zhì)選自于由銅、鋁、硅化物及硅所組成的族群中的一種材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該至少一散熱構(gòu)件為該封裝材料所包覆，且該散熱構(gòu)件的部分表面暴露出該封裝材料。
7.如權(quán)利要求1所述的具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該至少一散熱構(gòu)件為該封裝材料所包覆，且該散熱構(gòu)件完全內(nèi)埋在該封裝材料內(nèi)。
專利摘要一種具有散熱構(gòu)件的多芯片封裝結(jié)構(gòu),至少包括:一基板,具有一基板表面及對應(yīng)的一基板背面;數(shù)個封裝體,配置于該基板表面上,每一該些封裝體包括至少一芯片及一封裝材料,其中該封裝材料包覆該芯片,而至少一該封裝體包括至少一散熱構(gòu)件,其中該散熱構(gòu)件通過一導(dǎo)熱膠黏貼于至少一該芯片上;數(shù)個焊球,配置在該基板背面上。
文檔編號H01L25/10GK2519417SQ0220430
公開日2002年10月30日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
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