系統(tǒng)級封裝模塊及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封裝技術，且特別是涉及一種系統(tǒng)級封裝(system-1n-package, SIP)模塊及其制造方法。
【背景技術】
[0002]系統(tǒng)級封裝(system-1n-package, SIP)技術是指將多個集成電路芯片及/或被動元件(無源元件)整合至一個封裝體中，其可包括多芯片模塊(mult1-chip module, MCM)、多芯片封裝(mult1-chip package, MCP)、芯片堆疊或將主動(有源)/被動元件內埋于基板(embedded substrate)等不同封裝型態(tài)。由于具備異質整合特性，系統(tǒng)級封裝模塊被廣泛應用在各種微型化需求上。再者，由于每個功能芯片都可以單獨開發(fā)，因此系統(tǒng)級封裝技術具有比系統(tǒng)級芯片(system-on-chip, S0C)更快的開發(fā)速度和更低的開發(fā)成本。因此,系統(tǒng)級封裝技術常用于需要整合不同種類的集成電路芯片及/或被動元件的產品中，如數(shù)碼相機、MP3播放器、手機等。
[0003]然而，隨著集成電路芯片不同世代的演進，芯片內電子部件(如，晶體管、二極管等)集成度逐漸增加且芯片尺寸逐漸微縮，系統(tǒng)級封裝模塊內累積的熱量也因此隨之提升。請參照圖1及圖2，圖1繪示出現(xiàn)有技術中具有一無線傳輸芯片的一系統(tǒng)級封裝模塊的溫度隨時間變化圖，圖2繪示出圖1的系統(tǒng)級封裝模塊內的無線傳輸芯片的信號傳輸量隨時間變化圖。如圖1及圖2所示，當系統(tǒng)級封裝模塊的溫度到達一臨界值時，無線傳輸芯片的信號傳輸量將大幅下降。換句話說，當系統(tǒng)級封裝模塊累積過多的熱量時，其所封裝的芯片將可能失去原有功效，進而使產品的可靠度下降。
[0004]因此，業(yè)界亟需新穎的系統(tǒng)級封裝模塊及其制造方法，以期能改善系統(tǒng)級封裝模塊的散熱效率。
【發(fā)明內容】
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的實施例公開一種系統(tǒng)級封裝模塊，包括:一基板；一圍堰(dam),位于基板上且定義出一凹穴(cavity);至少一芯片，位于凹穴內的基板上；一印刷電路板，接合至圍堰以覆蓋凹穴；以及一導熱片，位于凹穴內且設置于芯片及印刷電路板之間，其中芯片通過導熱片與印刷電路板形成熱接觸。
[0006]本發(fā)明的另一實施例公開一種系統(tǒng)級封裝模塊的制造方法，包括:提供一基板，基板具有多個封裝區(qū)域；在封裝區(qū)域的每一者上設置一圍堰與至少一芯片，其中芯片位于由圍堰所定義的一凹穴內；在封裝區(qū)域的每一者的凹穴內設置一導熱片，使導熱片與芯片形成熱接觸；沿著封裝區(qū)域的邊界切割基板，以形成多個封裝體；以及將封裝體的每一者接合至一印刷電路板，其中芯片通過導熱片與印刷電路板形成熱接觸。
[0007]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下:
【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術中具有一無線傳輸芯片的一系統(tǒng)級封裝模塊的溫度隨時間變化圖。
[0009]圖2為圖1的系統(tǒng)級封裝模塊內的無線傳輸芯片的信號傳輸量隨時間變化圖。
[0010]圖3A至3F為根據(jù)本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)級封裝模塊的制造方法的剖面示意圖。
[0011]符號說明
[0012]10封裝體
[0013]100、100，基板
[0014]100AU00B 封裝區(qū)域
[0015]101 圍堰
[0016]102 凹穴
[0017]103、104 芯片
[0018]105被動元件
[0019]109黏著層
[0020]110導熱板
[0021]110’ 導熱片
[0022]120、120’ 焊料凸塊
[0023]200印刷電路板
[0024]300接合頭
【具體實施方式】
[0025]以下說明本發(fā)明實施例的系統(tǒng)級封裝模塊及其制造方法。然而，可輕易了解本發(fā)明所提供的實施例僅用于說明以特定方法制作及使用本發(fā)明，并非用以局限本發(fā)明的范圍。再者，在本發(fā)明實施例的附圖及說明內容中使用相同的標號來表示相同或相似的部件。
[0026]圖3F為根據(jù)本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)級封裝(system-1n-package, SIP)模塊的剖面示意圖。請參照圖3F，在本實施例中，系統(tǒng)級封裝模塊包括一基板100’，以及位于基板100’上的一圍堰101與多個芯片103及104，其中圍堰101定義出一凹穴(cavity) 102，而芯片103及104位于凹穴102內。
[0027]在本實施例中，基板100’與圍堰101內可分別具有一內連(interconnect)結構(未繪示)，其可包括金屬線、金屬介層窗(via)及接墊等部件。芯片103及104可通過上述內連結構進行電連接。
[0028]多個被動元件105可選擇性設置于凹穴102內的基板100’上。在本實施例中，被動元件105可通過基板100’與圍堰101內的內連結構進行電連接。
[0029]繼續(xù)參照圖3F，系統(tǒng)級封裝模塊包括接合至圍堰101并覆蓋凹穴102的一印刷電路板200，以及位于凹穴102內且設置于芯片103及104及印刷電路板200之間的一導熱片110’，其中芯片103及104通過導熱片110’與印刷電路板200形成熱接觸。
[0030]在本實施例中，印刷電路板200可通過多個焊料凸塊120接合至圍堰101，并進一步通過基板100’與圍堰101內的內連結構電連接至芯片103及104。
[0031]在一實施例中，至少一導熱部件可形成于導熱片110’與印刷電路板200之間。舉例來說，可于導熱片110’與印刷電路板200之間設置額外的焊料凸塊120’來作為導熱部件，但本發(fā)明不以此為限。在其他實施例中，也可于使用其他種類的導熱部件，例如散熱膏、銀膏、導熱膠材。
[0032]在另一實施例中，導熱片110’可直接接觸印刷電路板200。即導熱片110’與印刷電路板200之間可不存在任何導熱部件。
[0033]在上述實施例中，通過在芯片103及104與印刷電路板200之間設置導熱板110’，并使導熱板110’分別與芯片103及104及印刷電路板200形成熱接觸，可進一步縮短芯片103及104與印刷電路板200之間的散熱路徑，進而可有效率地將芯片103及104所發(fā)出的熱量通過導熱板110’向外散出至印刷電路板200。由此，可改善現(xiàn)有系統(tǒng)級封裝模塊因散熱不佳所產生的熱點問題(hot spot issue)，進而有助于延長系統(tǒng)級封裝模塊的使用周期以及改善系統(tǒng)級封裝模塊的可靠度。
[0034]圖3A至3F為根據(jù)本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)級封裝模塊的制造方法的剖面示意圖。請參照圖3A，提供一基板100，其具有多個封裝區(qū)域100A及100B。接著，在每一封裝區(qū)域100A及100B上設置一圍堰101以及多個芯片103及104，其中芯片103及104位于由圍堰101所定義的一凹穴102內。
[0035]為求簡化附圖，圖3A及后續(xù)附圖中僅繪示出2個封裝區(qū)域100A及100B。然而,可輕易理解本發(fā)明的基板100可提供更多個封裝區(qū)域。再者，雖然圖3A及后續(xù)附圖中繪示出每一封裝區(qū)域100A及100B的凹穴102內具有2個芯片103及104，但本發(fā)明不以此為限?？奢p易理解每一凹穴102內可設有一個或更多個芯片。
[0036]在本實施例中，基板100可為一封裝基板，其可包括紙質酚醛樹脂(paperphenolic resin)、復合環(huán)氧樹脂(composite epoxy resin)、聚亞酸胺樹脂(polyimideresin)、玻璃纖維(glass fiber)或任何現(xiàn)有的封裝基板材料。在一實施例中，圍堰101與基板100可由相同的材質所構成。
[0037]在本實施例中，芯片103及104可分別為不同類型的芯片，其包括但不限于邏輯芯片、存儲器、處理器、基頻芯片或射頻芯片。舉例來說，芯片103可為基頻芯片，而芯片104可為射頻芯片，但本發(fā)明不以此為限。可理解的是本發(fā)明的系統(tǒng)級封裝模塊可應用于各種不同類型芯片的封裝。
[0038]在本實施例中，基板100與圍堰101內可分別具有一內連結構(未繪示)，其可包括金屬線、金屬介層窗(via)以及接墊等部件，并可通過全加成法(fully additiveprocess)、半力口成法(semi additive process)、減除法(subtractive process)或任何適當