專利名稱：芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。背景技術(shù)：
在集成電路領(lǐng)域，由于芯片中的電路集成數(shù)量規(guī)模越來越大，其在使用 前，都會進(jìn)行芯片封裝，以保證芯片的使用和安裝。
目前業(yè)界的封裝方式，主體仍以雙列直插式封裝技術(shù)(Dual In-line Package, DIP )、小外形封裝(Small Outline Package, SOP )、薄型小尺寸封 裝(Thin Small Outline Package, TSOP )、方型扁平式封裝(Plastic Quad Flat Package, QFP )、薄型四方扁平封裝(Plastic Quad Flat Package, TQFP )與 球柵陣列封裝Ball Grid Array Package, BGA )等傳統(tǒng)封裝方式為主。然而為 滿足產(chǎn)品輕、薄、短、小與系統(tǒng)初步整合的需求，各樣式的芯片封裝結(jié)構(gòu)推 陳出新。 .
其中能符合輕薄短小與高密度要求的晶圓級封裝(Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP)與3D封裝漸漸受到重視。無論晶圓級封裝或3D 封裝，其結(jié)構(gòu)型態(tài)經(jīng)常需因客戶端之要求而有所變化。
如何增強(qiáng)研發(fā)能力提高封裝產(chǎn)品的使用兼容性，加強(qiáng)小/薄型封裝的散熱 能力及優(yōu)良的RLC電性能，減少分層失效等，使可靠性提高，對封裝行業(yè)而 言不畬是一項嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。
內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的散熱性能的芯片封裝結(jié)構(gòu)及封
裝方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括有預(yù) 注塑載體及倒扣安裝于其上的芯片。所述預(yù)注塑載體包括有載體以及設(shè)有載 體上的注塑體，注塑體在載體上形成若干空腔。所述芯片包括芯片本體部以 及組設(shè)于芯片本體部上的引出連接點。所述芯片本體部有電路的一面面向載 體，其中所述引出連接點收容于空腔內(nèi)并與載體連接。
進(jìn)一步地，所述芯片本體部無電路的一面棵露于注塑體外。
進(jìn)一^地，所述芯片本體部有電路的一面相對于注塑體的上端存在間隙。
進(jìn)一步地，所述芯片組設(shè)于所述預(yù)注塑載體的一面，在所述預(yù)注塑載體 組設(shè)芯片的 一 面上設(shè)有注塑體形成的若干空腔。
更進(jìn)一步地，所述預(yù)注塑載體未紐設(shè)芯片的另一面，載體金屬可選擇性 的棵露在外。
更進(jìn)一步地，所述預(yù)注塑載體未組設(shè)芯片的另一面，載體金屬被注塑體 覆蓋。
進(jìn)一步地，所述芯片組設(shè)于所述預(yù)注塑載體的上下兩面，所述預(yù)注塑載 體上下兩面均設(shè)有注塑體形成的若干空腔。
進(jìn)一步地，所述載體位于空腔內(nèi)的金屬棵露在外，所述引出連接點與該 棵露在空腔內(nèi)的載體金屬部分連接。.
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種芯片封裝方法，包括將 注塑體注塑到載體上，形成若干空腔，其中該空腔內(nèi)的載體金屬棵露在外。 在芯片本體部上組設(shè)引出連接點。將組設(shè)有引出連接點的芯片倒扣安裝到具 有注塑體的載體上。其中芯片本體部有電路的一面面向載體，倒扣到具有注 塑體的載體上。所述引出連接點組設(shè)于相應(yīng)的空腔內(nèi)，并與載體位于空腔內(nèi) 的棵露金屬連接。
進(jìn)一步地，所述芯片本體部無電^^的一面棵露于注塑體外。
進(jìn)一步地，所述芯片本體部有電路的一面相對于注塑體的上端存在間隙。進(jìn)一步地，所述載體的一面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，載 體組設(shè)芯片的一面設(shè)有空腔，載體不組設(shè)芯片的一面，載體金屬選擇性的棵 露在外。
進(jìn)一步地，所述載體的一面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，載 體組設(shè)芯片的一面設(shè)有空腔，載體不組設(shè)芯片的一面，載體金屬被注塑體覆 蓋。
進(jìn)一步地，所述載體的兩面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，在 載體的上下兩面均組設(shè)有空腔。
進(jìn)一步地，在芯片本體部上組設(shè)引出連接點的方式采用晶圓級封裝的形式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)以及芯片封裝方法，使得封裝 結(jié)構(gòu)具有較好的散熱和電性能。 .


圖1是本發(fā)明涉及的芯片封裝結(jié)構(gòu)整體示意圖2a是本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)(單面)的結(jié)構(gòu)圖2b是本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)(單面)另一實施方式的結(jié)構(gòu)圖2c是本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)(雙面)的結(jié)構(gòu)圖3是圖1中沿A-A線的芯片封裝結(jié)構(gòu)(單面)的剖面示意圖4是圖1中沿A-A線的芯片封裝結(jié)構(gòu)(雙面)的剖面示意圖5是本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)中的芯片的結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5中沿B-B線的芯片剖面示意圖7是本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)中的預(yù)注塑載體的局部結(jié)構(gòu)示意6圖8是圖7中沿C-C線的預(yù)注塑載體(單面)剖面示意圖； 圖9是圖7中沿C-C線的預(yù)注塑載體(雙面)剖面示意圖； 圖IO是本發(fā)明芯片封裝方法的流程示意圖。實施方式
下面參照附圖具體介紹本發(fā)明的各種實施例，圖中相同的結(jié)構(gòu)或功能用 相同的數(shù)字標(biāo)出。應(yīng)該指出的是，附圖的目的只是便于對本發(fā)明具體實施例 的說明，不是一種多余的敘述或是對本發(fā)明范圍的限制，此外，附圖沒有必 要4姿比例畫出。
請參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)100，包括有芯片110與 預(yù)注塑載體120。其中芯片110倒扣連接設(shè)置于預(yù)注塑載體120上。根據(jù)實 際需要，芯片110可以是設(shè)置在預(yù)注塑載體120—面(或稱單面)上，也可 以是在預(yù)注塑載體120的兩面(或稱雙面)上，圖2a、圖2b以及圖3所示 的為單面設(shè)置芯片110的芯片封裝結(jié)構(gòu)100，而圖2c及圖4所示的為雙面設(shè) 置芯片110的芯片封裝結(jié)構(gòu)100。
結(jié)合圖5及圖6所示，本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)100的芯片110包括有芯片 本體部112和引出連4妄點114。其中引出連4妄點114,在不同實施方式中，可 以是錫球(solder ball)或凸塊(pillar)或焊點(bond ball )。在本發(fā)明一優(yōu) 選的實施方式中，采用晶圓級錫球封裝的形式。
再結(jié)合圖7、圖8及圖9所示，本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)100的預(yù)注塑載體120 包括載體122和其上設(shè)置的注塑體124。在圖8所示的實施方式中，載體122 的一面被設(shè)置注塑體124。在圖9所示的實施方式中，載體122的兩面被設(shè) 置注塑體124。其中注塑體124注塑到載體122上時，凸出于載體122之上， 且其內(nèi)還設(shè)置有若干向下凹陷的空腔126?？涨?26直通載體122。位于其內(nèi) 的載體122的金屬部分或完全棵露于外。
當(dāng)采用載體與芯片連接處的背面外露封裝(Exposed die pad Package )方 式時，預(yù)注塑載體120的載體122與芯片110連接的一面， 一皮注塑體124包封。載體122未與芯片110連接的另一面的金屬可以直接棵露于外，不被注 塑體所遮蔽。而與芯片110連接的一面，其表面則被注塑體124選擇性的遮 蔽，具體遮蔽的部分，可隨具體需要而定。
請再參閱圖l至圖4所示，當(dāng)芯片110倒扣連接于預(yù)注塑載體120上時， 芯片110具有電路的一面面向載體122。芯片110的引出連接點114收容于 預(yù)注塑載體120空腔126內(nèi)并與空腔126內(nèi)棵露的載體122金屬連接。這時 引出連接點114因為焊接或其他連接方式的原因，如球狀的錫球，連接后將 由球狀變?yōu)橹鶢?。所述引出連接點114與載體122棵露的金屬之間的連接形 式可以采用熱熔或超聲焊或粘接劑等形式。
連接后，芯片110的本體部112位于預(yù)注塑載體120的注塑體124上， 其無電路的一面完全棵露于注塑體124外，如此使得芯片IIO在使用時，可 作為直接散熱接觸面，散熱能力增加。其次，芯片IIO本體部112有電路的 一面相對于注塑體124的上端可有一定距離，該距離定義為間隙130,如此 既可保證有效連接，也可進(jìn)一步的增加其散熱能力。當(dāng)然，在其他實施方式 中，芯片IIO本體部112有電3各的一面相對于注塑體124的上端也可以估文成 無間隙設(shè)置。
另，如圖2所示的實施方式中，所述載體122具有引腳128，且位于本 發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)100的兩側(cè)。誠然，'在其他實施方式中，載體122也可以 做成無引腳式，本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)IOO做成無引腳式封裝結(jié)構(gòu)。
另外，在芯片單面設(shè)置的封裝結(jié)構(gòu)中，載體122無芯片連接的一面可選 擇性的棵露在外，即可以完全或部分棵露在外，可以達(dá)到良好的散熱效果。 在如圖2a.和圖2b所示的實施方式中，該載體122無芯片連接的一面的金屬 140棵露在外。誠然，也可以根據(jù)需要，載體122無芯片連接的一面被注塑 體124覆蓋。
所述芯片110的引出連接點114連接于預(yù)注塑載體120的注塑體124形 成的空腔126內(nèi)的載體122棵露的金屬上，如此使得芯片110的不同引出連 接點114之間，被注塑體124所間隔，因此，不易出現(xiàn)熔連(或橋接)在一起的問題。結(jié)合圖1至圖9，參照圖10所示，本發(fā)明一優(yōu)選的實施方式中， 芯片封裝方法包括如下步驟
步驟一，將注塑體124注塑到載體122上。在連接芯片110的一面或兩 面形成若干空腔126。該空腔126內(nèi)的載體122金屬部分或完全棵露在外。 在圖1所示的單面的芯片封裝結(jié)構(gòu)100中，載體122的一面組設(shè)有芯片110。 注塑體124注塑到載體122上后，有組設(shè)芯片110的一面設(shè)有空腔126;載 體122未組設(shè)芯片110的一面，載體122金屬選擇性的棵露在外，即部分或 完全棵露在外，或被注塑體124覆蓋。牟圖2所示的雙面的芯片封裝結(jié)構(gòu)100, 載體122的兩面均設(shè)置空腔126。
步驟二，在芯片本體部112組設(shè)引出連接點114。其中引出連接點114 可以是錫球(solder ball)或凸塊(pillar)或焊點(bond ball)等。在本發(fā)明 一優(yōu)選的實施方式中，采用晶圓級錫球封裝的形式。
步驟三，將步驟二的芯片IIO倒扣安裝到具有注塑體124的載體122上。 其中將芯片110有電路的一面，面向載體122，倒扣到具有注塑體124的載 體122上。所述引出連接點114組設(shè)于相應(yīng)的空腔126內(nèi)與載體122棵露的 金屬連接。所述引出連接點114因為辟接或其他連接方式的原因，如球狀的 錫球，連接后將由球狀變?yōu)橹鶢?。所述引出連接點114與載體122棵露的金 屬之間的連接形式可以采用熱熔或超聲焊或粘接劑等形式。在本發(fā)明 一優(yōu)選 的晶圓級錫球封裝的實施方式中，采用熱熔。
連接后，芯片110的本體部112位于預(yù)注塑載體的注塑體124之上，其 無電路的一面完全棵露于注塑體124外，如此使得芯片封裝結(jié)構(gòu)100在使用 時，芯片本體部112的無電路的一面可作為直接散熱接觸面，散熱能力增力口。 其次，芯片110本體部112的有電路的一面相對于注塑體124的上端存在間 隙，該間隙定義為間隙130，如此既可保證有效連接，也可進(jìn)一步的增加其 散熱能力。.當(dāng)然，有些特定的芯片本體部112與注塑體124之間不需要設(shè)置 間隙。另外，載體122無芯片連接的一面可選擇性的棵露在外，即可以完全 或部分棵露在外，可以達(dá)到良好的散熱效果。
9在本發(fā)明芯片封裝方法另 一實施方式中，步驟一與步驟二是可以同時進(jìn) 行。在再一實施方式中，步驟二也可以在步驟一的前面進(jìn)行。
現(xiàn)有的封裝方法中，芯片本體部被導(dǎo)熱性差的注塑材料包封，主要通過 與芯片本體部連接的金屬與外部連接進(jìn)行接觸式熱傳導(dǎo)，分層失效經(jīng)常發(fā)
生；或倒扣型晶圓級封裝產(chǎn)品主要通過引出連接點與外部連接進(jìn)行接觸式熱 傳導(dǎo)，其散熱能力有限。而本發(fā)明的封裝方法，露出的芯片本體部可以直接 連接外部進(jìn)行接觸式散熱，也可以通過載體122來進(jìn)行散熱。進(jìn)一步地，本 發(fā)明封裝方法采用芯片倒扣形(Flip Chip)的形式，保留了晶圓級封裝原有 的電性能。雙面連接的方式，對于特定應(yīng)用的芯片在保持原有封裝的基礎(chǔ)上， 可實現(xiàn)高集成。
現(xiàn)有技術(shù)中，很多用于晶園級錫球封裝的電路版圖設(shè)計不同于用于普通 焊線方式封裝的電路，除了更改原版圖設(shè)計或在晶圓上以重新布局設(shè)計版圖 (RDL)的方式進(jìn)行加工，否則無法將一種版圖設(shè)計的器件同時應(yīng)用于普通 的引線型封裝。本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)及方法，將微觀的RDL加工方式省略， 直接在不改變版圖設(shè)計的基礎(chǔ)上，宏觀的通過外部載體連接，實現(xiàn)了引線型 封裝，同時保留了晶圓級封裝的電阻電容電感(RCL)等各項優(yōu)越的電性能， 擴(kuò)大了市場的可應(yīng)用面。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實 施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修 飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括有預(yù)注塑載體及倒扣安裝于其上的芯片；所述預(yù)注塑載體包括有載體以及設(shè)有載體上的注塑體，注塑體在載體上形成若干空腔；所述芯片包括芯片本體部以及組設(shè)于芯片本體部上的引出連接點；所述芯片本體部有電路的一面面向載體，其中所述引出連接點收容于空腔內(nèi)并與載體連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片本體部 無電3各的一面凈果露于注塑體外。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片本體部 有電路的一面相對于注塑體的上端存在間隙。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片組設(shè)于 所述預(yù)注塑載體的一面，在所述預(yù)注塑載體組設(shè)芯片的一面上設(shè)有注塑體形 成的若干空腔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預(yù)注塑載體 未組設(shè)芯片的另一面，載體金屬可選擇性的棵露在外。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預(yù)注塑栽體 未組設(shè)芯片的另一面，載體金屬被注塑體覆蓋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片組設(shè)于 所述預(yù)注塑載體的上下兩面，所述預(yù)注塑載體上下兩面均設(shè)有注塑體形成的 若干空腔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任何一項中所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述載體位于空腔內(nèi)的金屬棵露在外，所述引出連接點與該棵露在空腔內(nèi)的 載體金屬部分連接。
9. 一種芯片封裝方法，包括將注塑體注塑到載體上，形成若干空腔，其中該空腔內(nèi)的載體金屬棵露在外；在芯片本體部上組設(shè)引出連接點；以及將組設(shè)有引出連接點的芯片倒扣安裝到具有注塑體的載體上，其中芯片 本體部有電路的一面面向載體，倒扣到具有注塑體的載體上；所述引出連接點組設(shè)于相應(yīng)的空腔內(nèi)，并與載體位于空腔內(nèi)的棵露金屬連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝方法，其特征在于所述芯片本體 部無電^各的一面棵露于注塑體外。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片本體 部有電路的一面相對于注塑體的上端存在間隙。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝方法，其特征在于所述載體的一 面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，載體組設(shè)芯片的一面設(shè)有空腔； 載體不組設(shè)芯片的一面，載體金屬選擇性的棵露在外。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝方法，其特征在于所述載體的一 面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，載體組設(shè)芯片的一面設(shè)有空腔； 載體不組設(shè)芯片的一面，載體金屬被注塑體覆蓋。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝方法，其特征在于所述載體的兩 面組設(shè)芯片，其中注塑體注塑到載體上后，在載體的上下兩面均組設(shè)有空腔。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝方法，其特征在于在芯片本體部 上組設(shè)引出連接點的方式采用晶圓級封裝的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括有預(yù)注塑載體及倒扣安裝于其上的芯片。所述預(yù)注塑載體包括有載體和其上設(shè)置的注塑體，形成有若干個空腔。而芯片包括有芯片本體以及組設(shè)于芯片本體上的引出連接點。所述芯片本體部有電路的一面面向載體，倒扣安裝于預(yù)注塑載體，所述引出連接點位于空腔內(nèi)并與載體連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)以及芯片封裝方法，使得封裝體具有較好的散熱和電性能。
文檔編號H01L21/50GK101587866SQ200910054280
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者塔 孫 申請人:塔 孫