專利名稱：加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝(Thermal EnhancedQuad Flat Non Leaded Package)，且特別是有關(guān)于一種改善封裝散熱效果的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝。
在現(xiàn)今信息爆炸的世界，集成電路已與日常生活有密不可分的關(guān)系，無論在食衣住行還是娛樂方面，都常會用到集成電路元件所組成的產(chǎn)品。隨著電子科技的不斷演進(jìn)，更人性化、功能性更復(fù)雜的電子產(chǎn)品不斷推陳除新，然而各種產(chǎn)品無不朝向輕、薄、短、小的趨勢設(shè)計(jì)，以提供更便利舒適的使用。在半導(dǎo)體制造工藝上，已邁入0.18微米集成電路的大量生產(chǎn)時代，集成度更高的半導(dǎo)體產(chǎn)品已垂手可得。至于后段的封裝技術(shù)，也有諸多的精密封裝結(jié)構(gòu)開發(fā)成功，比如芯片尺寸封裝(Chip Scale Package，CSP)，晶片級封裝(Wafer Level Package)或多芯片封裝模組(Multi Chip Module，MCM)等。然而，在元件組裝技術(shù)(assembly)方面，也有密度更高的多層印刷電路板(multi-level PCB)，使得集成電路封裝(IC package)可以更緊密地排列在印刷電路板上。
請參照

圖1與圖2，其中圖1繪示現(xiàn)有一種四方扁平無接腳封裝的剖面圖，而圖2繪示對應(yīng)于圖1的仰視圖。四方扁平無接腳封裝的結(jié)構(gòu)與技術(shù)已揭露于美國第5942794號專利中(Matsushita，1999)，其建構(gòu)于一導(dǎo)線架，其包括一芯片座100(die pad)及多個接腳102(lead)環(huán)繞于其周圍。芯片104具有一主動表面106及一背面108，而主動表面106上具有多個焊墊110，為芯片104對外的接點(diǎn)。芯片104以背面108藉由一粘著材料112與芯片座100接合，而焊墊110分別藉由導(dǎo)線114與接腳102電連接。封裝材料116通常會包覆整個芯片104、芯片座100、導(dǎo)線114及接腳102的上表面118a，而暴露出接腳102的下表面118b及側(cè)面118c，作為整個封裝主體120對外的接點(diǎn)。
現(xiàn)有四方扁平無接腳封裝結(jié)構(gòu)中，芯片座100會向上折彎(offset)，使得芯片104與接腳102位于不同的平面，而可以應(yīng)用于較大的芯片，提高封裝密度；同時芯片座100向上折彎亦是為提高封裝材料116與導(dǎo)線架的粘著性。然而，由于現(xiàn)今封裝需求厚度逐漸縮小，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)容易造成封膠(encapsulating)時，導(dǎo)線114外露，使得成品率降低。同時由于集成電路元件操作速度變快，相對的散熱量亦增加，而現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)并無法提供優(yōu)選的散熱途徑，將會影響元件性能(performance)。
因此本發(fā)明的目的之一就是在提供一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，改善封裝的散熱效能。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，可以提高生產(chǎn)成品率。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝，以提高封裝密度。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其他目的，提出一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，包括一芯片，以其主動表面與芯片座的頂面貼合，而芯片座面積小于芯片，以暴露出主動表面上的焊墊；多個接腳，配置于芯片座的外圍，其底面具有一階梯結(jié)構(gòu)，厚度較薄的部分形成一引線接合尖端區(qū)，并以多個導(dǎo)線分別電連接焊墊與引線接合尖端區(qū)。而封裝材料包覆芯片、導(dǎo)線、芯片座的頂面及接腳的部分表面，使得接腳的底面中引線接合尖端區(qū)以外的部分及側(cè)面，以作為封裝主體對外的接點(diǎn)，而芯片座的底面亦露出。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中芯片的背面亦可以外露或者增設(shè)一散熱片，進(jìn)一步提高散熱效能。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其他目的，亦提出一種加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝，包括一第一芯片及一第二芯片，二芯片背對背貼合。一面積小于第一芯片的芯片座，以其頂面與第一芯片的主動表面接合，且暴露出第一芯片的焊墊。多個接腳配置于芯片座外圍，其底面呈一階梯結(jié)構(gòu)，使得每一接腳具有厚度較薄的引線接合尖端區(qū)。接腳分別透過導(dǎo)線連接第一芯片與第二芯片的焊墊，其中第一芯片的焊墊連至接腳底面的引線接合尖端區(qū)；第二芯片的焊墊則連至接腳的頂面。封裝材料則包覆第一芯片、第二芯片、芯片座的頂面、導(dǎo)線及接腳的部分表面，暴露出接腳底面中引線接合尖端區(qū)以外的部分，以及芯片座的底面。
為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明。附圖中
圖1繪示現(xiàn)有一種四方扁平無接腳封裝的剖面圖；圖2繪示對應(yīng)于圖1的仰視圖；圖3繪示依據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖；圖4繪示對應(yīng)圖3的仰視圖；圖5繪示本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖；圖6繪示本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖；和圖7繪示本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝剖面圖。
附圖的標(biāo)示說明100、200芯片座102、202接腳104、208芯片 106、210a主動表面108、210b背面 110、212焊墊112、214粘著材料 114、216導(dǎo)線116、218封裝材料 118a上表面118b下表面118c側(cè)面120、220封裝主體 204a第一表面204b第二表面 206a第一表面206b第二表面 206c側(cè)面222a第一側(cè)222b第二側(cè)226引線接合尖端區(qū) 230散熱片232導(dǎo)熱性粘著材料 201連接桿236a、236b表面300封裝主體302a第一側(cè)302b第二側(cè)304第一芯片 206a第一主動表面306b第一背面 308第一焊墊310第二芯片 312a第二主動表面312b第二背面 314第二焊墊316導(dǎo)線 318芯片座
320a第一表面 320b第二表面322、324粘著材料 326接腳328a第一表面 328b第二表面328c側(cè)面 330引線接合尖端區(qū)332封裝材料實(shí)施例請同時參照圖3及圖4，其中圖3繪示依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖；圖4繪示對應(yīng)圖3的仰視圖。本實(shí)施例中加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝建構(gòu)在一導(dǎo)線架上，此導(dǎo)線架由芯片座200及配置于其外圍的多個接腳202所構(gòu)成，其中芯片座200與接腳202位于同一平面，即芯片座200的第二表面204b(底面)與接腳202的第二表面206b(底面)位于同一平面，芯片座200藉由連接桿201(support bar)連接至導(dǎo)線架。芯片208具有主動表面210a及對應(yīng)的背面210b，主動表面210a具有多個焊墊212，為芯片208中電路對外的接點(diǎn)。本發(fā)明中芯片座200的面積小于芯片208的面積，而芯片座200的第一表面204a與芯片208的主動表面210a透過一粘著材料214接合，并暴露出焊墊212，其中粘著材料214優(yōu)選是絕緣且導(dǎo)熱性佳的材料。接腳202具有一第一表面206a(頂面)及第二表面206b，為了便于引線接合(wire bonding)，接腳202的第二表面206b呈一階梯結(jié)構(gòu)，形成一厚度較薄的引線接合尖端區(qū)226。焊墊212則藉由導(dǎo)線216，比如金線、鋁線等，分別電連接接腳202，其接合于接腳202的第二表面206b(底面)的引線接合尖端區(qū)226。封裝材料218(molding compound)包覆芯片208、芯片座200的第一表面204a、導(dǎo)線216及接腳202的第一表面206a與第二表面206b中引線接合尖端區(qū)226，而形成整個封裝主體220。封裝主體220具有第一側(cè)222a(頂面)及第二側(cè)222b(底面)。
由于芯片座200貼合于芯片208的主動表面210a，封膠時(encapsulating)提供導(dǎo)線216的容納空間，確保其不會外露，提高生產(chǎn)成品率。另外，芯片208的元件形成于主動表面210，因此為主要的發(fā)熱源，芯片座200透過導(dǎo)熱性粘著材料214與之接合，可以直接散發(fā)芯片208的熱量。而芯片座200的第二表面204b外露于封裝主體220的第二側(cè)222b，以增加散熱效果。此外，由于芯片座200的面積小于芯片208，可以減少芯片與芯片座間因熱膨脹系數(shù)(CTE)不同，所引發(fā)的脫層(Delamination)問題，而提高產(chǎn)品的可靠性。
接腳202的第二表面206b(底面)中引線接合尖端區(qū)26以外的部分外露于封裝主體220的第二側(cè)222b，以作為封裝主體220對外的接點(diǎn)，而接腳202的側(cè)面206c亦可外露于封裝主體220的側(cè)緣。而第二表面206b的階梯結(jié)構(gòu)的形成方式可以利用半蝕刻的方式(half etching)或者壓印方式(coin)形成，使得部分區(qū)域的厚度縮減，以形成引線接合尖端區(qū)226。
請參照圖5，其繪示本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖。為了進(jìn)一步增進(jìn)對應(yīng)圖3的四方扁平無接腳封裝的散熱效率，還可以將芯片208的背面210b外露于封裝主體220的第一側(cè)222a。
請參照圖6，其繪示本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝剖面圖。除了如圖5將芯片208的背面210b外露以增加散熱路徑外，可以在芯片28背面210b增設(shè)一散熱片230。散熱片230的一面236a，以一導(dǎo)熱性優(yōu)選的粘著材料232貼合于芯片208背面210b，而另一面236b則外露于封裝主體220的第一側(cè)222a。
請參照圖7，其繪示本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的一種加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝剖面圖。本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)亦可以應(yīng)用于雙芯片的封裝，第一芯片304與第二芯片310，分別以其對應(yīng)的第一背面306b及第二背面312b，藉由粘著材料32彼此貼合。芯片座318的面積小于第一芯片304，以其第一表面320a藉由粘著材料322與第一芯片304的主動表面306a貼合，且暴露出第一焊墊308。接腳326具有一第一表面328a及第二表面328b，為了便于引線接合(wire bonding)，接腳326的第二表面328b呈一階梯結(jié)構(gòu)，形成一厚度較薄的引線接合尖端區(qū)330。第一芯片304主動表面306a上的第一焊墊308透過導(dǎo)線316分別電連接接腳326于第二表面328b的引線接合尖端區(qū)330；而第二芯片310主動表面312a上的第二焊墊314透過導(dǎo)線316分別導(dǎo)性連接接腳326于第一表面328a。
封裝材料332包覆第一芯片304、第二芯片310、導(dǎo)線316、芯片座318的第一表面320a及接腳326的第一表面328a及第二表面328b的引線接合尖端區(qū)330，而構(gòu)成一封裝主體300。封裝主體300具有一第一側(cè)302a及一第二側(cè)302b，在其第二側(cè)302b為增加封裝的散熱效能，將芯片座318的第二表面320b外露。接腳326的第二表面328b中引線接合尖端區(qū)330以外區(qū)域外露于第二側(cè)302b，而接腳326的側(cè)面328c則外露于封裝主體300的側(cè)緣，以作為封裝對外的接點(diǎn)。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，由于芯片座直接與芯片的主動表面貼合，可降低熱阻以改善散熱效果。
2.本發(fā)明的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，由于使芯片座外露、芯片背面可選擇性外露或者外加散熱片，以改善封裝的散熱效能，進(jìn)一步提高元件效能。
3.本發(fā)明的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，由于芯片座與芯片的主動表面貼合，提供導(dǎo)線的容納空間，當(dāng)封裝整體厚度縮減，封膠時亦不易露出導(dǎo)線，可以提高生產(chǎn)成品率。
4.本發(fā)明所提出的加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝，可將二芯片封裝于同一四方扁平無接腳封裝中，并提供良好的散熱路徑，可提高封裝密度及元件效能。
雖然本發(fā)明已結(jié)合一優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由后附的權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1.一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，包括一芯片，具有一主動表面及對應(yīng)的一背面，該主動表面具有多個焊墊；一芯片座，具有一第一表面及對應(yīng)的一第二表面，其中該芯片座的面積小于該芯片，并以該第一表面與該芯片的該主動表面接合，且暴露出該些焊墊；多個接腳，具有一第一表面及對應(yīng)的一第二表面，配置于該芯片座的外圍，其中該第二表面呈一階梯結(jié)構(gòu)，使得每一該些接腳具有厚度較薄的一引線接合尖端區(qū)，且該芯片座的該第二表面與該些接腳的該第二表面位于同一平面；多個導(dǎo)線，分別電連接該些焊墊與該些接腳，且該些導(dǎo)線與該些接腳接合于該些接腳的該第二表面的該引線接合尖端區(qū)；以及一封裝材料，包覆該芯片、該芯片座、該些接腳的該第一表面與該引線接合尖端區(qū)，及該些導(dǎo)線，以構(gòu)成一封裝主體，且該封裝主體具有一第一側(cè)及一第二側(cè)，其中該封裝材料至少暴露出該些接腳的該第二表面中該引線接合尖端區(qū)以外的部分于該第二側(cè)，且暴露出該芯片座的該第二表面于該第二側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，其中該封裝材料還暴露出該芯片的該背面于該第一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，其中該封裝材料還暴露出該些接腳的側(cè)面于該封裝主體的側(cè)緣。
4.如權(quán)利要求2所述的加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝，還包括一散熱片，該散熱片的一面與該芯片的該背面接合，而另一面暴露于該封裝主體的該第一側(cè)。
5.一種加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝，包括一第一芯片，具有一第一主動表面及對應(yīng)的一第一背面，該第一主動表面具有多個第一焊墊；一第二芯片，具有一第二主動表面及對應(yīng)的一第二背面，該第二主動表面具有多個第二焊墊，其中該第一芯片的該第一背面與該第二芯片的該第二背面貼合；一芯片座，具有一第一表面及對應(yīng)的一第二表面，其中該芯片座的面積小于該第一芯片，并以該第一表面與該第一芯片的該第一主動表面接合，且暴露出該些第一焊墊；多個接腳，具有一第一表面及對應(yīng)的一第二表面，配置于該芯片座外圍，其中該第二表面呈一階梯結(jié)構(gòu)，使得每一該些接腳具有厚度較薄的一引線接合尖端區(qū)，且該芯片座的該第二表面與該些接腳的該第二表面位于同一平面；多個導(dǎo)線，分別將該些第一焊墊與該些第二焊墊電連接至該些接腳，且連接該些第一焊墊與該些接腳的該些導(dǎo)線與該些接腳接合于該些接腳的該第二表面的該引線接合尖端區(qū)，而連接該些第二焊墊與該些接腳的該些導(dǎo)線與該些接腳接合于該些接腳的該第一表面；以及一封裝材料，包覆該第一芯片、該第二芯片、該芯片座、該些接腳的該第一表面和該引線接合尖端區(qū)，以及該些導(dǎo)線，以構(gòu)成一封裝主體，且該封裝主體具有一第一側(cè)及一第二側(cè)，其中該封裝材料至少暴露出該些接腳的該第二表面中該引線接合尖端區(qū)以外的部分于該第二側(cè)，且暴露出該芯片座的該第二表面于該第二側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的加強(qiáng)散熱型雙芯片四方扁平無接腳封裝，其中該封裝材料還暴露出該些接腳的側(cè)面于該封裝主體的側(cè)緣。
全文摘要
一種加強(qiáng)散熱型四方扁平無接腳封裝,包括:一芯片,以其主動表面與芯片座的頂面貼合,而芯片座面積小于芯片,以暴露出主動表面上的焊墊。多個接腳,配置于芯片座的外圍,其底面具有一階梯結(jié)構(gòu),厚度較薄的部分形成一引線接合尖端區(qū),并以多個導(dǎo)線分別電連接焊墊與引線接合尖端區(qū)。而封裝材料包覆芯片、導(dǎo)線、芯片座的頂面及接腳的部分表面,使得接腳的底面中引線接合尖端區(qū)以外的部分及側(cè)面露出,以作為封裝主體對外的接點(diǎn);而芯片座的底面亦露出。
文檔編號H01L23/48GK1355566SQ00133369
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者黃建屏, 柯俊吉 申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司