專利名稱：高散熱性芯片封裝件的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種芯片封裝件的模具，尤其關(guān)于一種高散熱性芯 片封裝件的模具。
背景技術(shù)：
由于集成電路技術(shù)的進步，電子產(chǎn)品皆朝著輕薄短小且多功能化的趨
勢發(fā)展。由于球柵陣列(Ball Grid Array, BGA)封裝可縮小集成電路面積 且具有高密度與多接腳化的特性，因此逐漸成為封裝市場的主流之一。隨 著電子電路與電子元件的封裝密度提高，如何使電子元件在運作時所產(chǎn)生 的熱量能順利消除便成為封裝工藝中必須要面對的課題。
目前封裝市場上提出一種高散熱性塑封球柵陣列(Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array, TEPBGA)的封裝方法來有效改善散熱的問題。 一種已知的高散熱性塑封球柵陣列的封裝件如圖1A所示，其是將一芯片12 設(shè)置于一基板ll上，再以引線13將芯片12與基板11電性連接，另設(shè)置 一散熱件14與芯片12 —起以模封材料15加以封裝?；?1相對于芯片 12的另一表面則設(shè)置多個焊球16用以與外部電性連接。模封時，散熱件 14的外表面平貼于模具2的內(nèi)表面，脫模后，散熱件14即形成一未被模封 材料15包覆的曝露表面141。如此，芯片12運作時所產(chǎn)生的熱量即可經(jīng)由 散熱件14的曝露表面141消散，而增進散熱的效果。
然而，由于模具或散熱件的平整度不佳或是其它因素，散熱件無法平 貼于模具，使得模封時封裝體滲入散熱件與模具之間而產(chǎn)生溢膠現(xiàn)象。舉 例而言，假設(shè)使用者設(shè)計于一封裝芯片表面曝露出一圓形區(qū)域的散熱件表面141，則正常情況下沒有發(fā)生溢膠的封裝芯片即如圖1B所示；而發(fā)生溢 膠現(xiàn)象的封裝芯片即如圖1C所示，其中標號df為溢膠發(fā)生的位置，如此 的封裝芯片外觀欠佳、將引起客戶抱怨、降低產(chǎn)品的賣相。
綜上所述，如何避免模封時發(fā)生溢膠的情形以得到良好的封裝芯片外 觀便是目前極需努力的目標。

實用新型內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種高散熱性芯片封裝件 的模具，其可改善模封時的溢膠現(xiàn)象以得到外觀較佳的封裝芯片。
為達上述目的，本實用新型提供了一種用以封裝高散熱性芯片封裝件 的模具，該高散熱性芯片封裝件包含一基板、 一設(shè)置于該基板并與其電性 連接的芯片、 一設(shè)置于與該芯片同側(cè)的該基板上的散熱件以及一包覆該芯 片及該散熱件的模封材料，其中該散熱件部分未被該模封材料包覆以形成 一曝露表面，模封時，該模具僅接觸于該曝露表面的一外圍區(qū)域，并定義 出一封閉的中央?yún)^(qū)域。
依據(jù)本實用新型實施例的高散熱性芯片封裝件的模具，其可增加模具 與散熱件的貼合度來改善溢膠的情形。尤其是模具僅與散熱件形成部份接 觸，而可提供較大的正向壓力，使得模具與散熱件的貼合度相對提高。此 外，輔以充氣或抽氣的操作方式，更可有效防止溢膠現(xiàn)象的發(fā)生以得到外 觀較佳的封裝芯片。


圖1A:為已知的高散熱性芯片封裝件的模具的剖面圖。 圖1B:為已知的高散熱性芯片封裝件的一散熱件表面，在正常情況下 沒有發(fā)生溢膠的示意圖。圖1C:為已知的高散熱性芯片封裝件的一散熱件表面，在正常情況下 發(fā)生溢膠的示意圖。
圖2:為本實用新型一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造方 法的剖面圖。
圖3:為高散熱性芯片封裝后的俯視圖。
圖4:為本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造 方法的剖面圖。
圖5:為本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造 方法的剖面圖。
圖6:為本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造 方法的剖面圖。
圖7:為本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造 方法的剖面圖。
圖8A及圖8B:為本實用新型的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造方 法應(yīng)用于不同散熱件的芯片封裝件的剖面圖。 附圖標號
11 基板
12 芯片
13 引線
14、 14' 、 14" 散熱件 141曝露表面 142外圍區(qū)域 143中央?yún)^(qū)域
15 模封材料
16 焊球
2、 3、 4、 5、 6、 7模具31、 41突出部 42、 62、 71開孔 51、 61凹陷部 90 空隙
具體實施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依本實用新型實施例的高散熱性芯片封裝 件的模具及其制造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
由于溢膠現(xiàn)象主要是由于散熱件與模具無法完全貼合所造成，因此， 只要改善散熱件與模具的貼合度即可避免溢膠的情形發(fā)生。針對于此，本 實用新型的高散熱性芯片封裝件的模具的制造方法，其步驟包含提供一芯 片，其具有一主動面以及一相對的背面；提供一基板，其具有一第一表面 以及一第二表面；設(shè)置該芯片于該基板的該第一表面，并將該芯片與該基 板電性連接。接著，將該芯片、該基板以及一散熱件同時置于一以一模具 形成的模穴，其中，該散熱件以一外圍區(qū)域與該模具接觸以定義出一封閉 的中央?yún)^(qū)域。最后，充填一模封材料以包覆該芯片以及該散熱件，并固化 該模封材料，其中，該散熱件的該外圍區(qū)域以及該中央?yún)^(qū)域形成一曝露表 面。
請參考圖2、圖3，以說明本實用新型一實施例的高散熱性芯片封裝件 的模具及其制造方法。圖2為封裝件置于模具的剖面圖，圖3為模具的俯 視圖。請先參照圖2，圖中所示的芯片12是以其背面設(shè)置于基板11的第一 表面，并以導(dǎo)線13將芯片12的主動面與基板11電性連接。接著，將上述 的構(gòu)件與散熱件14置于模具3的模穴中。散熱件14的材質(zhì)主要為金屬材 料，例如可為銅等導(dǎo)熱性佳的材料。由于模具3具有一突出部31，使得散 熱件14僅以其外圍區(qū)域142與模具3的突出部31接觸。請同時參考圖2、 圖3，本實施例模具3的突出部31可為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，因此環(huán)狀結(jié)構(gòu)將界定出一與外圍區(qū)域142外部不互通的封閉中央?yún)^(qū)域143，且中央?yún)^(qū)域143與散 熱件14之間則形成一空隙90。經(jīng)模封后，由于模具3的突出部31可阻擋 模流流入中央?yún)^(qū)域143，因此外圍區(qū)域142以及中央?yún)^(qū)域143共同形成不被 模封材料包覆的曝露表面141。
于本實施例中，模具3僅以突出部31與散熱件14接觸，相較于以整 個散熱件表面與模具貼合的已知技術(shù)，由于突出部31的接觸面積較小，因 此可提供較大的正向壓力，使得模具3的突出部31與散熱件14的貼合度 相對提升。此外，由于模具3僅與散熱件14形成部份接觸，因此，若散熱 件14的平整度不佳，其對貼合度的影響也相對較小。舉例而言，若散熱件 14僅在中央?yún)^(qū)域143有不平整的情形，突出部31仍可與外圍區(qū)域142有相 對較緊密的貼合度。
請參考圖4，以說明本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模 具及其制造方法。圖4所示的模具4與圖2所示的模具3同樣在相對應(yīng)于 散熱件14的外圍區(qū)域142設(shè)置一突出部41，而模具4更在相對應(yīng)于中央?yún)^(qū) 域143處設(shè)置一開孔42。散熱件14與模具4間空隙90的空氣即可經(jīng)由開 孔42溢出，如此可避免空隙90的空氣因注模時受熱膨脹而影響模具4與 散熱件14的貼合度。
需注意者，模封時更可從模具4的開孔42抽氣，使模具4與散熱件14 更加密合。此外，也可從模具4的開孔42充氣，使模具4與散熱件14間 的空隙90的壓力略大于模流的壓力，使空隙90保持正壓。如此一來，若 模具4與散熱件14的貼合度欠佳時，注模時的模封材料也不會溢入散熱件 14的中央?yún)^(qū)域143。
請參考圖5，以說明本實用新型另一實施例的高散熱性芯片封裝件的模 具及其制造方法。為了使散熱件14僅以外圍區(qū)域142與模具接觸，因此， 也可于模具5與散熱件14的接觸側(cè)且相對應(yīng)于中央?yún)^(qū)域143處設(shè)置一凹陷 部51。散熱件14的中央?yún)^(qū)域143因此即不會與模具5接觸，而僅以外圍區(qū)域142與模具5接觸。同理，由于接觸面積較小，因此可提供較大的正向
壓力，使得模具5與散熱件14有較佳的貼合度。再者，如圖6所示，類似 于圖4所示的實施例而于模具6的凹陷部61處設(shè)置一開孔62，其可提供空 隙90的空氣自然溢出，或是可利用凹陷部61實施充氣或抽氣的操作。
請參考圖7提出的另一種改善散熱件與模具的貼合度的本實用新型另 一實施例的高散熱性芯片封裝件的模具及其制造方法。如圖7所示，直接 于模具7相對應(yīng)于與散熱件14的接觸面設(shè)置一開孔71，于模封時，自開孔 71抽氣可增加模具7與散熱件14的貼合度，以避免模封材料滲入模具7與 散熱件14的接觸面。
上述本實用新型實施例是將芯片12以背面設(shè)置于基板11的第一表面， 再以引線13將芯片12的主動面與基板11電性連接。將芯片模封后，于基 板的第二表面形成焊球16用以與外部電性連接，即形成一高散熱性塑封球 柵陣列。然而，本實用新型所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者也可將覆晶 技術(shù)實施于本實用新型的制造方法及其模具，亦即以芯片的主動面黏著于 基板的第一表面上，而以導(dǎo)電凸塊將芯片的主動面與基板電性連接。
需注意者，本實用新型的模具及其制造方法也可應(yīng)用于不同型式的散 熱件。如圖8A所示，散熱件14'相對應(yīng)于芯片12的區(qū)域的厚度T大于其 它區(qū)域的厚度t,使得散熱件14'與芯片12間的距離較小以增進散熱效果。 此外，前述實施例的散熱件14、 14'皆具有支持臂，使散熱件14、 14'與 基板11連接。然而，如圖8B所示，散熱件14"也可不需具備支持臂，而 直接與芯片12同時進行模封，以省略點著散熱件至基板的步驟。包含散熱 件14"的芯片封裝件，較佳者是以批次的方式進行制造，亦即多個芯片設(shè) 置于連續(xù)的基板上，再與多個連結(jié)的散熱件14"同時進行模封，最后進行 切單作業(yè)使成為單一的芯片封裝件。另外，散熱件14、 14， 、 14"可于相 對于曝露表面的表面進行粗糙化處理，用以增加散熱件與模封材料的結(jié)合 強度，以避免散熱件與模封材料發(fā)生脫層的現(xiàn)象。依據(jù)本實用新型的高散熱性芯片封裝件的制造方法及其模具，其可增 加模具與散熱件的貼合度以改善溢膠的情形。尤其是模具僅與散熱件形成 部份接觸，由于接觸面積較小，因此可提供較大的正向壓力，使得模具與 散熱件的貼合度相對提高。此外，輔以充氣或抽氣的操作方式，更可有效 防止溢膠現(xiàn)象的發(fā)生以得到外觀較佳的封裝芯片。
雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型， 任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍的前提下所作 出的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修 飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋之范疇。
權(quán)利要求1.一種高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于該模具包含一突出部，設(shè)置在與該高散熱性芯片封裝件接觸的一側(cè)，且該突出部相對應(yīng)于該高散熱性芯片封裝件的一暴露表面的一外圍區(qū)域；一凹陷部，設(shè)置在與該高散熱性芯片封裝件接觸的一側(cè)，且該凹陷部相對應(yīng)于該高散熱性芯片封裝件的一中央?yún)^(qū)域；其中，該模具接觸該高散熱性芯片封裝件的所述曝露表面的外圍區(qū)域，以形成封閉的所述中央?yún)^(qū)域。
2. 如權(quán)利要求l所述的高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于該 高散熱性芯片封裝件包含一基板、 一設(shè)置于該基板并與其電性連接的芯片、 一設(shè)置于與該芯片同側(cè)的該基板上的散熱件以及一包覆該芯片及該散熱件 的模封材料，其中該散熱件未被該模封材料包覆的部分形成所述曝露表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于該 突出部與該凹陷部是設(shè)置在與該高散熱性芯片封裝件的散熱件接觸的一 側(cè)。
4. 如權(quán)利要求1所述的高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于所述模具在相對應(yīng)于該中央?yún)^(qū)域處設(shè)置一開孔。
5. 如權(quán)利要求2所述的高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于該散熱件為金屬材料。
6. 如權(quán)利要求2所述的高散熱性芯片封裝件的模具，其特征在于該散熱件為銅。
專利摘要本實用新型是一種高散熱性芯片封裝件的模具，該高散熱性芯片封裝件包含一基板、一設(shè)置于該基板并與其電性連接的芯片、一設(shè)置于與該芯片同側(cè)的該基板上的散熱件以及一包覆該芯片及該散熱件的模封材料，其中該散熱件部分未被該模封材料包覆以形成一曝露表面，該模具的特征在于模封時，該模具僅接觸于該曝露表面的一外圍區(qū)域，并定義出一封閉的中央?yún)^(qū)域。
文檔編號H01L21/02GK201130660SQ20072017493
公開日2008年10月8日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者吳忠儒, 方重尹, 許志岱 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司