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(shí)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(dá)到輕、薄、短、小的目標(biāo)，就未來(lái)封裝發(fā)展的趨勢(shì)而言，在一封裝體內(nèi)包覆多個(gè)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(gè)芯片140、一基板110、多個(gè)導(dǎo)線150、多個(gè)焊球190及一封裝材料180?；?10具有一基板表面112及對(duì)應(yīng)的一基板背面122，而基板110具有多個(gè)芯片座114及多個(gè)導(dǎo)線接點(diǎn)116，配置在基板表面112上，其中導(dǎo)線接點(diǎn)116環(huán)繞于對(duì)應(yīng)的芯片座114的周圍；基板110還具有多個(gè)焊球接點(diǎn)124，配置在基板背面122上。每一芯片140具有一主動(dòng)表面142及對(duì)應(yīng)的一背面148，而芯片140還具有多個(gè)焊墊144，位在芯片140的主動(dòng)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(diǎn)116電性連接。另外，封裝材料180會(huì)包覆基板110、芯片140、導(dǎo)線150。焊球190配置在焊球接點(diǎn)124上。
在上述的多芯片模塊100中，由于多個(gè)芯片140群聚封包在封裝材料180內(nèi)，操作時(shí)模塊中各芯片均會(huì)產(chǎn)生熱，由于多個(gè)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(lái)得高許多。若是不能有效解決多芯片模塊的散熱問(wèn)題，將導(dǎo)致模塊溫度過(guò)高，最后會(huì)造成芯片無(wú)法運(yùn)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(dá)成本實(shí)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(gè)芯片、至少一散熱構(gòu)件、數(shù)個(gè)焊球及一封裝材料。基板具有一基板表面及對(duì)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(guò)導(dǎo)熱膠黏貼于該芯片上；而數(shù)個(gè)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(shí)用新型的較佳實(shí)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(lái)電子電路發(fā)展的趨勢(shì)，并且在部分芯片上還配置有散熱構(gòu)件，通過(guò)散熱構(gòu)件，可以使芯片的熱源快速地導(dǎo)出。
為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖2繪示依照本實(shí)用新型第一較佳實(shí)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(shí)用新型第二較佳實(shí)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(shí)用新型第三較佳實(shí)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(shí)用新型第四較佳實(shí)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(shí)用新型第五較佳實(shí)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(shí)用新型第六較佳實(shí)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(hào)說(shuō)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(diǎn)122基板背面124焊球接點(diǎn)140芯片142主動(dòng)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(diǎn)217第二芯片導(dǎo)線接點(diǎn)218第一焊罩層222基板背面224焊球接點(diǎn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)表面520第二芯片 522第二主動(dòng)表面530第三芯片 532第三主動(dòng)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(dòng)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(dòng)表面 730第二芯片732第二主動(dòng)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(dòng)表面824第一背面 830第二芯片832第二主動(dòng)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(duì)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(gè)第一芯片導(dǎo)線接點(diǎn)216、多個(gè)第二芯片導(dǎo)線接點(diǎn)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(diǎn)216環(huán)繞于第一芯片座214的周圍，第二芯片導(dǎo)線接點(diǎn)217環(huán)繞于第二芯片座215的周圍，第一焊罩層218會(huì)暴露出第一芯片座214、第二芯片座215、第一芯片導(dǎo)線接點(diǎn)216及第二芯片導(dǎo)線接點(diǎn)217；基板210還具有多個(gè)焊球接點(diǎn)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(huì)暴露出焊球接點(diǎn)224；此外，基板210還具有多個(gè)第一導(dǎo)熱插塞228及多個(gè)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(guò)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(dòng)表面242及對(duì)應(yīng)的一第一背面248，而第一芯片240還具有多個(gè)第一芯片焊墊244，位在第一芯片240的第一主動(dòng)表面242上，而通過(guò)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(dòng)表面262及對(duì)應(yīng)的一第二背面268，而第二芯片260還具有多個(gè)第二芯片焊墊264，位在第二芯片260的第二主動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)217電性連接。
第一散熱構(gòu)件290為平板狀的樣式，通過(guò)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(dòng)表面242上；而第二散熱構(gòu)件300為平板狀的樣式，通過(guò)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(dòng)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(shí)，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(méi)有熱膨脹差異的問(wèn)題，可以提高產(chǎn)品的可靠度。
另外，一封裝材料310會(huì)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(diǎn)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(lái)電子電路發(fā)展的趨勢(shì)，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(dòng)表面242上及第二芯片260的第二主動(dòng)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(shí)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(huì)將散熱構(gòu)件埋在里面，然而本實(shí)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(shí)用新型第二較佳實(shí)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(shí)施例中在芯片的主動(dòng)表面上配置散熱構(gòu)件，然而本實(shí)用新型的應(yīng)用并非局限于此，芯片的主動(dòng)表面上也可以配置一芯片，如圖4所示，其繪示依照本實(shí)用新型第三較佳實(shí)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(dòng)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(dòng)表面522上配置一第三芯片530，第三芯片530的第三主動(dòng)表面532與第二芯片520的第二主動(dòng)表面522相面對(duì)，并且多個(gè)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(guò)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(dòng)表面522與第三主動(dòng)表面532之間，并且會(huì)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(gè)封于封裝材料的內(nèi)部。
圖5所示，其繪示依照本實(shí)用新型第四較佳實(shí)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(gè)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(dòng)表面632上還配置有第三芯片640，通過(guò)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(dòng)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(shí)用新型第五較佳實(shí)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(dòng)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(dòng)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(gè)子焊球735，而第二封裝體704可以通過(guò)多個(gè)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(guò)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(shí)施例中，以基板作為承載器，來(lái)承載多個(gè)芯片，然而本實(shí)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(lái)承載多個(gè)芯片，如圖7所示，其繪示依照本實(shí)用新型第六較佳實(shí)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(gè)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(duì)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(dòng)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(dòng)表面832上，并且封裝材料860會(huì)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(huì)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(huì)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(gè)封于封裝材料之內(nèi)。
此外，上述的所有實(shí)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(shí)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(lái)電子電路發(fā)展的趨勢(shì)，并且在部分芯片上上還配置有散熱構(gòu)件，通過(guò)散熱構(gòu)件，可以使芯片的熱源快速地導(dǎo)出。
雖然本實(shí)用新型已以一較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視申請(qǐng)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(duì)應(yīng)的一基板背面；數(shù)個(gè)芯片，該些芯片配置在該基板表面上，并與該基板電性連接；至少一散熱構(gòu)件，該散熱構(gòu)件配置于至少一該芯片上，其中該散熱構(gòu)件通過(guò)一導(dǎo)熱膠黏貼于該芯片上；數(shù)個(gè)焊球，該些焊球配置在該基板背面上；一封裝材料，包覆該基板、該芯片與該散熱構(gòu)件。
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芯片以打線方式(Wire Bonding)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)。
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)，其特征在于其中該至少一散熱構(gòu)件的部分表面暴露出該封裝材料。
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)，其特征在于其中該至少一散熱構(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),其至少包括:一基板、數(shù)個(gè)芯片、至少一散熱構(gòu)件、數(shù)個(gè)焊球及一封裝材料?；寰哂幸换灞砻婕皩?duì)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)件配置于至少一芯片上,該散熱構(gòu)件通過(guò)導(dǎo)熱膠黏貼于該芯片上。而數(shù)個(gè)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。
文檔編號(hào)H01L23/34GK2519416SQ0220430
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
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