專利名稱：散熱增益型芯片尺寸級封裝體及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片尺寸級封裝體及其形成方法，特別涉及一種散熱增 益型芯片尺寸級封裝體及其形成方法。
背景技術(shù)：
芯片封裝技術(shù)在半導(dǎo)體工藝中扮演著 一個重要的角色。由于芯片在運作 時，電流通過具有電阻等的元件會產(chǎn)生大量的熱，在是芯片的散熱便成為一個重要的課題。隨著半導(dǎo)體元件中集成電路元件的堆積密度(packing density)上升，芯片在運作時所產(chǎn)生的熱能也越來越大。在現(xiàn)行的芯片封裝技術(shù)中，通常會在已封裝完成的芯片上增加散熱裝 置，以增進芯片的散熱效率并確保芯片的正常運作。然而這種外加散熱裝置 的模式，在芯片速度不斷快速提升的趨勢下，已越來越難以應(yīng)付芯片在運作 時所產(chǎn)生的熱能，而且在每一個已完成封裝的芯片上裝設(shè)一個散熱裝置，其 程序也相當(dāng)?shù)貜?fù)雜非常耗費成本。展望下一個世代的芯片，這種外加散熱裝 置的模式將無法滿足未來芯片的散熱需求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明于是提出一種散熱增益型芯片尺寸級封裝體。在芯片封裝時，即 一并將散熱元件內(nèi)建在芯片封裝體中。這種解決方式不但簡化了原本封裝芯 片與裝置散熱元件分開進行的工藝，更具有前瞻性解決未來芯片散熱問題的 優(yōu)點。本發(fā)明的散熱增益型芯片尺寸級封裝體，包含具有有源表面與背面的管 芯、包圍背面并暴露出有源表面的散熱片以及覆蓋背面與散熱片并暴露出有 源表面的封膠體。本發(fā)明又揭示一種形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體的方法。首先，多 個管芯獨立粘于具有選擇粘性的載體上，并使得各管芯的有源表面與載體相 接觸。其次，將散熱裝置覆蓋但不接觸多個管芯，散熱裝置包含對應(yīng)多個管芯的多個散熱件(heat spreader )。然后，使用封膠體以壓模(molding)的方式 密封管芯的背面以及散熱件。接著，切割散熱件以成為多個單位封裝體，各 單位封裝體均包含一管芯與一散熱片(heatsink)。以及，去除各單位封裝體 的載體部分，以形成所欲的散熱增益型芯片尺寸級封裝體。


圖1例示本發(fā)明散熱增益型芯片尺寸級封裝體一優(yōu)選實施例。圖2-6例示本發(fā)明形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體方法的一優(yōu)選實施例。附圖標(biāo)記i兌明100散熱增益型芯片尺寸級封裝體IIO管芯111有源表面112背面120散熱片130封膠體140載體200單位封裝體210管芯211有源表面212背面220散熱片221頂部222延伸部226散熱件230封膠體240載體具體實施方式
本發(fā)明散熱增益型芯片尺寸級封裝體的好處在于，在芯片封裝時，即一 并將散熱元件內(nèi)建在芯片封裝體中。這種解決方式不但簡化了原本封裝芯片 與裝置散熱元件分開進行的工藝，更具有前瞻性解決未來芯片散熱問題與生 產(chǎn)快、時間短的優(yōu)點。圖1例示本發(fā)明散熱增益型芯片尺寸級封裝體一優(yōu)選實施例。散熱增益型芯片尺寸級封裝體100包含至少 一管芯110、 一散熱片120與 一封膠體130。 管芯110具有一有源表面111與一背面112,背面112被散熱片120所包圍， 但是有源表面111則暴露在散熱片120的外。管芯110可以是任何經(jīng)過適當(dāng) 切割后的半導(dǎo)體芯片。 一般說來，散熱片120可包含高導(dǎo)熱的材料，以增進散熱效率，例如銅、鋁等金屬或非金屬材料。覆蓋住管芯110背面112與散熱片120的封膠體130暴露出管芯110的 有源表面，以方便日后電連接使用。雖然棵晶的散熱效果良好，但容易受到 環(huán)境的影響與破壞，因此本發(fā)明使用封膠體130來保護管芯110，并由此粘 著固定管芯110與散熱片120。封膠體130通常是一種導(dǎo)熱性良好的模封材 料，例如環(huán)氧樹脂模封材料(epoxy molding compound, EMC)等。為了方便日后的使用，有源表面111優(yōu)選可以包含至少一焊墊(pads)、 凸塊(bumps)等各式輸出入(I/0)端點(圖未示)，作為電連接之用?；蚴菫榱?切割方便,有源表面111可以視情況需要先用一具有粘性的載體140封起來， 俟切割完成后再予移除。散熱片120的形狀可以呈梯形或帽形，使得背面112被散熱片120所包 圍。視情況需要，封膠體130不一定要將散熱片120完全覆蓋。例如，當(dāng)散 熱片120具有頂部121與延伸部122時，封膠體130可以只覆蓋延伸部122, 而不覆蓋頂部121的上表面。此外，散熱片120的表面亦可以設(shè)置有多個凹 槽、突起、刻痕、粗糙面、開孔等的散熱圖案來增加散熱片120的散熱面積， 并提高封膠體130對于散熱片120的黏附效果。圖2-6例示本發(fā)明形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體方法的 一優(yōu)選實施 例。本發(fā)明形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體方法，首先將多個管芯210獨 立粘于具有選擇粘性的載體240上。其中，這些經(jīng)過切割的管芯210均具有 一有源表面211與一背面212，而且在將管芯210粘于載體240上時，使得 各管芯210的有源表面211接觸載體240。為了方便日后的使用，有源表面211可以包含至少一焊墊、凸塊等各式 輸出入(I/0)端點(圖未示)，作為電連接之用。載體240可以包含復(fù)合層結(jié) 構(gòu)，例如粘膠與剛性基材或粘膠與巻帶(tape)。粘膠可以具有選擇的粘性， 并在一適當(dāng)條件下失去粘性，例如使用曝光或加熱等方式。 一般而言，剛性 基材可以是玻璃、硅、金屬等等材料。其次，如圖3所示，將散熱裝置220覆蓋但不接觸多個管芯210。散熱 裝置220包含對應(yīng)多個管芯210的多個散熱件(heat spreader) 226。 一般說 來，散熱裝置220可包含高導(dǎo)熱的材料，以增進散熱效率，例如銅、鋁等金 屬或非金屬材料。此外，每一個散熱件226的表面皆可以設(shè)置有多個凹槽、 突起、刻痕、粗糙面、開孔等的散熱圖案來增加散熱面積并提高粘著面積。之后，如圖4所示，將封膠體230以壓模(molding)方式填充于散熱 件226與管芯210間的空隙中與散熱件226的四周，以密封管芯210的背面 212并將散熱件226與管芯210固定在一起。雖然棵晶的散熱效果良好，但 容易受到環(huán)境的影響與破壞，因此使用封膠體230來保護管芯210。封膠體 230通常是一種導(dǎo)熱性良好的模封材料，例如環(huán)氧樹脂模封材料(epoxy molding compound, EMC)等。接著，如圖5所示，切割散熱件226以成為各別單位封裝體200，其中 各單位封裝體200均包含至少一管芯210與一散熱片220,散熱片220的形 狀可以呈梯形或帽形。此時，散熱片220會具有一頂部221與一延伸部222， 使得背面212被散熱片220所包圍。視情況需要，封膠體230不一定要將散 熱片220完全覆蓋。例如，封膠體230可以只覆蓋延伸部222,而不覆蓋頂 部221的上表面。切割后，如圖6所示，即可去除單位封裝體200的載體部分240，而暴 露出有源表面211以形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體201。如前所述，粘 膠可以具有選擇的粘性，因此可以利用一適當(dāng)條件使粘膠失去粘性，方便移 除單位封裝體200的載體部分240。由于本發(fā)明散熱增益型芯片尺寸級封裝體在芯片封裝時，即一并將散熱 元件內(nèi)建在芯片封裝體中，這種解決方式不但簡化了原本封裝芯片與裝置散 熱元件分開進行的工藝，更具有前瞻性解決未來芯片散熱問題與生產(chǎn)快、時 間短的優(yōu)點。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種散熱增益型芯片尺寸級封裝體，包含一管芯，其具有一有源表面與一背面；一散熱片，包圍該背面并暴露出該有源表面；以及一封膠體，其覆蓋該背面與該散熱片并暴露出該有源表面。
2. 如權(quán)利要求1的散熱增益型芯片尺寸級封裝體，其中該散熱片包含一 高導(dǎo)熱材料。
3.如權(quán)利要求2的散熱增益型芯片尺寸級封裝體，其中該高導(dǎo)熱材料包 含銅和鋁的其中之一。
4. 如權(quán)利要求1的散熱增益型芯片尺寸級封裝體，其中該散熱片具有一 頂部且該封膠體不覆蓋該頂面的上表面。
5. 如權(quán)利要求1的散熱增益型芯片尺寸級封裝體，其中該散熱片具有至 少 一延伸部且該封膠體覆蓋該延伸部。
6. —種形成散熱增益型芯片尺寸級封裝體的方法，包含將多個管芯獨立粘于具有選擇粘性的 一載體上，且各該管芯的 一有源表 面接觸該載體；將一散熱裝置覆蓋但不接觸該多個管芯，其中該散熱裝置包含對應(yīng)該多 個管芯的多個散熱件；將一封膠體以壓模方式密封這些管芯的 一 背面以及這些散熱件；切割這些散熱件以成為多個單位封裝體，其中各該單位封裝體均包含一 該管芯與一散熱片；以及去除各該單位封裝體的該載體部分，以形成該散熱增益型芯片尺寸級封 裝體。
7. 如權(quán)利要求6的方法，其中該散熱片包含一高導(dǎo)熱材料。
8. 如權(quán)利要求7的方法，其中該高導(dǎo)熱材料包含銅和鋁的其中之一。
9.如權(quán)利要求6的方法，其中該散熱片具有一頂部且該封膠體不覆蓋該 頂部的上表面。
10. 如權(quán)利要求6的方法，其中該散熱片具有至少一延伸部且該封膠體 覆蓋該延伸部。
11. 如權(quán)利要求6的方法，其中該載體包含一粘膠與一剛性基材。
12. 如權(quán)利要求11的方法，其中該剛性基材選自由玻璃、硅與金屬所組 成的組。
13. 如權(quán)利要求6的方法，其中使用曝光和加熱的其中之一的方式以去 除各該單位封裝體的該載體部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散熱增益型芯片尺寸級封裝體及其形成方法。該封裝體包含具有有源表面與背面的管芯、包圍背面并暴露出有源表面的散熱片以及覆蓋背面與散熱片并暴露出有源表面的封膠體。本發(fā)明不但簡化了原本封裝芯片與裝置散熱元件分開進行的工藝，更具有前瞻性解決未來芯片散熱問題的優(yōu)點。
文檔編號H01L23/367GK101226907SQ20081008077
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者李長祺, 黃東鴻 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司