專利名稱：嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體的封裝結(jié)鉤，特別是有關(guān)于一種球格陣列(BallGrid Array，BGA)封裝結(jié)構(gòu)。
雖然

圖1中的球格陣列封裝可以達(dá)成高集積密度封裝的目的，然而目前半導(dǎo)體晶片不僅尺寸越做越小且其操作速率也越來越快，而由于半導(dǎo)體晶片的操作速率越快，其單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量將越多，一般球格陣列封裝的架構(gòu)即使加上散熱片(heatsink)對于一些高價(jià)值高運(yùn)算速率的半導(dǎo)體晶片(例如中央處理器CPU等)，將難以將其運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱即時排出。
因此，一種嵌入式球格陣列封裝(Cavity-Down，BGA)遂被發(fā)展出來。參考圖2，是嵌入式球格陣列封裝的剖面示意圖，一封裝基板40的中央位置處，事先已形成一貫穿孔，而欲封裝的一半導(dǎo)體晶粒50系置入此貫穿孔中，且此半導(dǎo)體晶粒50的主動表面是利用導(dǎo)線引腳52與封裝基板40上的導(dǎo)電接點(diǎn)42相連接，而晶粒50、導(dǎo)電接點(diǎn)42與導(dǎo)線引腳52系藉由環(huán)氧樹脂(Epoxy)43加以粘著固定并保護(hù)的。此封裝基板40的一面和半導(dǎo)體晶粒50的非主動表面系同時黏有一散熱片70，而此封裝基板40的另一面則具有復(fù)數(shù)個焊球接點(diǎn)44以連接復(fù)數(shù)個焊球60，而所述焊球接點(diǎn)44系利用導(dǎo)電通道(未圖示)，與導(dǎo)電接點(diǎn)42電性連接。其中上述散熱片70的尺寸幾乎相當(dāng)于整個封裝基板40，是用以幫助半導(dǎo)體晶粒50將其運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱排出去，其散熱效果較一般BGA封裝更佳。
上述嵌入式球格陣列封裝體的制作，首先需利用一硬材質(zhì)疊壓板(例如鋼板)將散熱片70往封裝基板40處疊壓，以使散熱片70緊密連接于封裝基板40之上，然后進(jìn)行半導(dǎo)體晶粒50的組裝由于該封裝體不同于焊球60的一側(cè)系為一整面的散熱片70，不易分辨出基板的方向，故接著進(jìn)行封裝體的基板指向標(biāo)記的制作，以利后段組裝程序中封裝體方位的識別。分別參閱圖3與圖4兩種習(xí)用基板指向標(biāo)記，其中圖3為傳統(tǒng)上面具有削角樣式的基板指向標(biāo)記的封裝體的俯視示意圖，而圖4則為傳統(tǒng)上面具有墨印樣式的基板指向標(biāo)記的封裝體的俯視示意圖。
如圖3所示，封裝體(含封裝基板40及散熱片70)具有一削角標(biāo)記70A，可用以指示封裝基板40的指向。其中削角標(biāo)記70A的形成步驟系在半導(dǎo)體晶粒50組裝完成之后，利用所謂的Routing的切割法，切割封裝基板40而形成復(fù)數(shù)個具有一削角標(biāo)記70A的封裝體。但是此削角標(biāo)記70A的制作，會浪費(fèi)基板的面積，且注記速率很慢(因?yàn)楸仨氀剡叀磺懈畛筛鱾€具削角的封裝體，切割程序相當(dāng)費(fèi)時)。故在不浪費(fèi)基板面積以及加速切割程序的考量下，基板指向標(biāo)記可以一個注記于散熱片70上的墨印標(biāo)記來取代上述削角標(biāo)記70A。如圖4所示，散熱片70的上面，具有一墨印標(biāo)記70B，用以指示基板指向。其中墨印標(biāo)記70B的形成步驟系在半導(dǎo)體晶粒50組裝完成的后，于基板指向所欲注記處，將墨印印于散熱片70上而形成，的后可利用矩陣切割方式，迅速完成基板切割，而形成矩形的封裝體。
雖然，上述基板指向標(biāo)記以一墨印標(biāo)記70B來取代削角標(biāo)記70A，可以避免削角標(biāo)記70A所衍生的基板面積的浪費(fèi)及切割程序過慢的問題；然而由于上述基板指向標(biāo)記70A或70B的形成步驟，系在半導(dǎo)體晶粒組裝完成后，故可能在半導(dǎo)體晶粒組裝之時，就已發(fā)生方向錯誤的可能，或在制作標(biāo)記時因無法輕易辨認(rèn)基板方向，而可能造成標(biāo)記錯誤，影響后續(xù)制程的正確性。且基板制造總成本需要額外增加基板指向標(biāo)記的制作成本，且基板制造總工期也需要額外增加基板指向標(biāo)記的制作工期。
因此，如何節(jié)省基板指向注記的成本、縮短基板制造工期以及于組裝制程的初即有效解決基板方向錯誤的問題，便顯得相當(dāng)重要。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括有一封裝基板，該封裝基板的中央部位具有一貫穿孔；一散熱片，系疊壓于該封裝基板的第一側(cè)；一半導(dǎo)體晶粒，系置入于上述貫穿孔中，與上述散熱片相粘著，且該半導(dǎo)體晶粒的主動表面是利用導(dǎo)線引腳與上述封裝基板電性連接；環(huán)氧樹脂封包材，覆蓋上述半導(dǎo)體晶粒及上述導(dǎo)線引腳；復(fù)數(shù)個焊球，系設(shè)置于上述封裝基板的第二側(cè)；以及至少一凹陷型基板指向標(biāo)記，是形成于上述散熱片的表面。
上述散熱片是由表面鍍有鎳的銅片所構(gòu)成。
上述基板指向標(biāo)記是利用一片具有突起的硬材質(zhì)疊壓板，疊壓上述散熱片于上述封裝基板上而形成的。
上述硬材質(zhì)疊壓板的材質(zhì)包含鋼。
本實(shí)用新型的積極效果是由于本實(shí)用新型提出了一種嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，由此結(jié)構(gòu)所確定的基板指向標(biāo)記的結(jié)構(gòu)，具有一封裝材質(zhì)板，該封裝材質(zhì)板上具有復(fù)數(shù)個封裝基板，而每一封裝基板中具有一貫穿孔，系用以于后續(xù)制程中置入一半導(dǎo)體晶粒；還具有一硬材質(zhì)疊壓板，該硬材質(zhì)疊壓板具有復(fù)數(shù)個突起；疊壓一散熱片于封裝材質(zhì)板上，是利用該硬材質(zhì)疊壓板將該散熱片與該封裝材質(zhì)板緊密疊合，其中所述硬材質(zhì)疊壓板上的復(fù)數(shù)個突起系對準(zhǔn)欲形成基板指向標(biāo)記處，于疊壓后可在散熱片上形成復(fù)數(shù)個凹陷型基板指向標(biāo)記；以及切割已緊密疊合的封裝材質(zhì)板與散熱片，以形成復(fù)數(shù)個封裝基板，其中每一個封裝基板包含至少一凹陷型基板指向標(biāo)記。由此，運(yùn)用本發(fā)明，可以較少的基板指向注記成本及較短的基板制造工期，來完成在球格陣列封裝基板上，形成基板指向標(biāo)記的目的。
圖8是圖5示例的邊緣部位具基極指向標(biāo)記的剖面示意圖；圖9依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一片具有至少一個突起的硬材質(zhì)疊壓板的俯視示意圖；圖10是圖9示例的封裝材質(zhì)板被疊壓后，可于與其連接的散熱片上形成一個凹陷型基板指向標(biāo)記的剖面示意圖。件號對照封裝基板10、40、140導(dǎo)電接點(diǎn)12、42、142環(huán)氧樹脂13、43、143焊球接點(diǎn)14、44、144半導(dǎo)體晶粒20、50、150導(dǎo)線引腳22、52、152焊球30、60、160散熱片70、170削角標(biāo)記70A墨印標(biāo)記70B凹陷型基板指向標(biāo)記170A硬材質(zhì)疊壓板200疊壓區(qū)域202突起204
在此值得注意的是，通常上述疊壓程序是在封裝基板尚未切割前進(jìn)行，換句話說，一封裝材質(zhì)板上的不同區(qū)域處所制造出來的至少一個封裝基板，在未切割前，系一次同時被上述散熱片所疊壓，而硬材質(zhì)疊壓板上的突起的個數(shù)與封裝材質(zhì)板上的封裝基板的個數(shù)相等，且疊壓過程中，硬材質(zhì)疊壓板上的任一突起，恰須壓向某一封裝基板與硬材質(zhì)疊壓板之間的散熱片上所欲做出基板指向標(biāo)記的位置處，而此一封裝基板與硬材質(zhì)疊壓板之間的散熱片上所欲做出基板指向標(biāo)記的位置處，在被硬材質(zhì)疊壓板上的此一突起疊壓后，將形成一用以指示基板指向的凹陷型標(biāo)記。
為了使上述的敘述更加清楚?？煞謩e參閱圖5-圖10，分別為依據(jù)本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，具有凹陷型基板指向標(biāo)記的嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)的中央部位的剖面示意圖、底視(Bottom View)示意圖、頂視(ToP View)示意圖、邊緣部位具基板指向標(biāo)記的剖面示意圖。
如圖5所示，如圖5所示本實(shí)用新型一種嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括有一封裝基板140，該封裝基板140的中央部位具有一貫穿孔；一散熱片170，系疊壓于該封裝基板140的第一側(cè)；一半導(dǎo)體晶粒150，系置入于上述貫穿孔中，與上述散熱片170相粘著，且該半導(dǎo)體晶粒150的主動表面是利用導(dǎo)線引腳152與上述封裝基板140的導(dǎo)線接點(diǎn)142電性連接；該環(huán)氧樹脂(Epoxy封包材143，粘著固定并保護(hù)覆蓋上述半導(dǎo)體晶粒150、導(dǎo)線引腳152及導(dǎo)線接點(diǎn)142；此封裝基板140的一面和半導(dǎo)體晶粒150的非主動表面系同時黏有一散熱片170，而此封裝基板40的另一面則具有復(fù)數(shù)個焊球接點(diǎn)144以連接復(fù)數(shù)個焊球160，而所述焊墊接點(diǎn)144系利用導(dǎo)電通道(未圖示出)，與導(dǎo)電接點(diǎn)142電性連接。其中上述散熱片170的尺寸相當(dāng)于于整個封裝基板140，系用以幫助半導(dǎo)體晶粒150將其運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱排出；又，為了使散熱片170緊密連接于封裝基板140之上，通常利用一硬材質(zhì)疊壓板(例如鋼板)(未圖示出)將散熱片170往封裝基板140處疊壓；如圖6所示，散熱片170上具有一個凹陷型基板指向標(biāo)記170A。其中此凹陷型基板指向標(biāo)記170A，系在前述硬材質(zhì)疊壓板將散熱片170往封裝基板140處疊壓后所形成。且疊壓過程中，硬材質(zhì)疊壓板上的一突起，恰壓向此凹陷型基板指向標(biāo)記170A所在位置處。
如圖7所示，封裝基板140的中央位置處事先所形成的貫穿孔，已置入一半導(dǎo)體晶粒150，且所述復(fù)數(shù)個焊球160位于封裝基板140上的半導(dǎo)體晶粒150的外圍。
如圖8所示，嵌入式球格陣列封裝的邊緣部位具基板指向標(biāo)記的剖面示意圖，封裝基板140上，并無用以放置半導(dǎo)體晶粒150的貫穿孔。而此封裝基板140的上下兩面除了一面黏著散熱片170外，另一面則具有焊墊區(qū)144以連接復(fù)數(shù)個焊球160。該剖面正好切過基板指向標(biāo)記170A，而出現(xiàn)一凹陷處。
為了使散熱片既可緊密連接于封裝基板上，又可同時形成一用以指示基板指向的標(biāo)記，本發(fā)明使用了一片具有至少一個突起的硬材質(zhì)疊壓板，請參閱圖9的俯視示意圖，此硬材質(zhì)疊壓板200可劃分成至少一個疊壓區(qū)域202，其中每一個疊壓區(qū)域202上具有一個突起204，而當(dāng)硬材質(zhì)疊壓板200將散熱片往封裝材質(zhì)板處疊壓時，每一個疊壓區(qū)域202上的突起204，需恰往一個封裝基板上所欲于散熱片上形成基板指向標(biāo)記處疊壓，以使封裝材質(zhì)板被疊壓后，封裝材質(zhì)板上的任一封裝基板，可于與其連接的散熱片上形成一個凹陷型基板指向標(biāo)記，如圖10所示。
由于上述本發(fā)明所提出的于球格陣列封裝基板上，形成基板指向標(biāo)記的步驟，系與散熱片緊密連接于封裝基板上的步驟，合并成一步驟實(shí)施，其唯一增加的程序只是在硬材質(zhì)疊壓板上增加至少一個突起。故基板制造總成本中幾乎不需要額外增加基板指向標(biāo)記的制作成本，且基板制造總工期也幾乎不需要額外增加基板指向標(biāo)記的制作工期。
因此，運(yùn)用本發(fā)明，可以較少的基板指向注記成本及較短的基板制造工期，來完成于球格陣列封裝基板上，形成基板指向標(biāo)記的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括有一封裝基板，該封裝基板的中央部位具有一貫穿孔；一散熱片，系疊壓于該封裝基板的第一側(cè)；一半導(dǎo)體晶粒，系置入于上述貫穿孔中，與上述散熱片相粘著，且該半導(dǎo)體晶粒的主動表面是利用導(dǎo)線引腳與上述封裝基板電性連接；環(huán)氧樹脂封包材，覆蓋上述半導(dǎo)體晶粒及上述導(dǎo)線引腳；復(fù)數(shù)個焊球，系設(shè)置于上述封裝基板的第二側(cè)；以及至少一凹陷型基板指向標(biāo)記，是形成于上述散熱片的表面。
2.如權(quán)利要求1所述嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述散熱片是由表面鍍有鎳的銅片所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述基板指向標(biāo)記是利用一片具有突起的硬材質(zhì)疊壓板，疊壓上述散熱片于上述封裝基板上而形成的。
4.如權(quán)利要求3所述嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述硬材質(zhì)疊壓板的材質(zhì)包含鋼。
專利摘要一種嵌入式球格陣列封裝結(jié)構(gòu)，是利用一片具有突起的硬材質(zhì)疊壓板將散熱片往封裝材質(zhì)板處疊壓，以使散熱片既可緊密連接于封裝基板之上，且散熱片表面可同時形成一用以標(biāo)示基板方向的凹陷型標(biāo)記，其中硬材質(zhì)疊壓板上的突起在疊壓過程中，必須壓向散熱片上欲做出基板指向標(biāo)記的位置處，因而散熱片上的此位置處在被硬材質(zhì)疊壓板上的突起疊壓后，可形成凹陷型標(biāo)記。
文檔編號H01L23/373GK2558078SQ0223110
公開日2003年6月25日 申請日期2002年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者簡俊哲 申請人:威盛電子股份有限公司