CN101635284A

CN101635284A - 晶片封装结构

Info

Publication number: CN101635284A
Application number: CN200810132072A
Authority: CN
Inventors: 李冠兴
Original assignee: HUANXU ELECTRONICS CO Ltd; Universal Scientific Industrial Co Ltd
Current assignee: Huanxu Electronics Co., Ltd.
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: CN101635284B

Abstract

本发明是有关一种晶片封装结构，其包括：一基板，具有一承载面；一第一晶片，配置于该基板的该承载面上，且与该基板电性连接；一第一导热胶材，配置于该第一晶片的一上表面上，该第一导热胶材包括一第一封闭图案；一第二导热胶材，配置于该第一晶片的该上表面上，且位于该第一封闭图案所围出的一第一封闭区域内，其中该第一导热胶材的流动性低于该第二导热胶材的流动性；以及一散热盖，配置于该基板的该承载面上，并覆盖该第一晶片、该第一导热胶材及该第二导热胶材，且该散热盖与该第一导热胶材及该第二导热胶材接触。此晶片封装结构具有较高的生产优良率。

Description

晶片封装结构

技术领域

本发明涉及一种晶片封装结构，特别是涉及一种具有散热盖的晶片封装结构。

背景技术

图1A至图1B是现有习知的一种晶片封装结构的制造方法的流程图，图2是现有习知的另一种晶片封装结构的示意图。请先参照图1A，习知晶片封装结构的制造方法是先将一晶片110组装于一印刷电路板(printedcircuit board，PCB)120上，且晶片110是透过多个凸块112而电性连接至印刷电路板120。接着，在晶片110的上表面114上涂布一导热胶材130。然后，进行回焊(reflow)以使印刷电路板120的连接垫122上的焊料150融熔，并使用治具将金属盖140组合于印刷电路板120的连接垫122上，以藉由焊料150将金属盖140固着于连接垫122上(如图1B所示)。此金属盖140可用以防止电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)，并提供散热功能。

承上述，在将金属盖140组合于印刷电路板120时，需施加压力F1，以使金属盖140能下沈至连接垫122上，并提高金属盖140与导热胶材130的接触效果。然而，因将金属盖140组合于印刷电路板120时需进行回焊，此会导致晶片110的凸块112融熔。若使用的导热胶材130具有高流动性，则金属盖140下压时导热胶材130所产生的应力较小，晶片110的凸块112不易崩塌，但容易导致溢胶的情形(如图1B所示)。此外，如图2所示，若使用的导热胶材130具有低流动性，则不易产生溢胶的情形，但由于金属盖140下压时导热胶材130所产生的应力较大，其容易导致晶片110的凸块112塌陷，进而造成短路。因此，现有习知的晶片封装结构的生产优良率较差。

由此可见，上述现有的晶片封装结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的晶片封装结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的晶片封装结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的晶片封装结构，能够改进一般现有的晶片封装结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的晶片封装结构存在的缺陷，而提供一种新型的晶片封装结构，所要解决的技术问题是使其具有较高的生产优良率，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶片封装结构，其包括：一基板，具有一承载面；一第一晶片，配置于该基板的该承载面上，且与该基板电性连接；一第一导热胶材，配置于该第一晶片的一上表面上，该第一导热胶材包括一第一封闭图案；一第二导热胶材，配置于该第一晶片的该上表面上，且位于该第一封闭图案所围出的一第一封闭区域内，其中该第一导热胶材的流动性低于该第二导热胶材的流动性；以及一散热盖，配置于该基板的该承载面上，并覆盖该第一晶片、该第一导热胶材及该第二导热胶材，且该散热盖与该第一导热胶材及该第二导热胶材接触。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的晶片封装结构，其中所述的第一导热胶材更包括一第二封闭图案，位于该第一封闭区域内。

前述的晶片封装结构，其中所述的第一导热胶材更包括多个柱体，位于该第一封闭区域内。

前述的晶片封装结构，其中所述的第一晶片具有电性连接至该基板的多个凸块。

前述的晶片封装结构，所述的基板的该承载面的边缘设有一连接垫，而该散热盖是配置于该连接垫上，且该散热盖是透过一焊料而固着于该基板上。

前述的晶片封装结构，其中所述的第一导热胶材的粘滞系数高于该第二导热胶材的粘滞系数。

前述的晶片封装结构，其更包括：一第二晶片，配置于该基板上，且与该基板电性连接；一第三导热胶材，配置于该第二晶片的一上表面上，该第三导热胶材包括一第三封闭图案；以及一第四导热胶材，配置于该第二晶片的该上表面上，且位于该第三封闭图案所围出的一第三封闭区域内，其中该第三导热胶材的流动性低于该第四导热胶材的流动性，而该散热盖更覆盖该第二晶片、该第三导热胶材及该第四导热胶材，并与该第三导热胶材及该第四导热胶材接触。

前述的晶片封装结构，其中所述的第一晶片的该上表面至该承载面的距离不同于该第二晶片的该上表面至该承载面的距离。

前述的晶片封装结构，其中所述的第三导热胶材的粘滞系数高于该第四导热胶材的粘滞系数。

前述的晶片封装结构，其中所述的散热盖的材质包括金属。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种晶片封装结构，其包括一基板、一第一晶片、一第一导热胶材、一第二导热胶材以及一散热盖，其中第一导热胶材的流动性低于第二导热胶材的流动性。基板具有一承载面，而第一晶片是配置于基板的承载面上，且与基板电性连接。第一导热胶材是配置于第一晶片的一上表面上，且第一导热胶材包括一第一封闭图案。第二导热胶材是配置于第一晶片的上表面上，且位于第一封闭图案所围出的一第一封闭区域内。散热盖是配置于基板的承载面上，并覆盖第一晶片、第一导热胶材及第二导热胶材，且散热盖与第一导热胶材及第二导热胶材接触。

在本发明的一实施例中，上述的第一导热胶材更包括一第二封闭图案，位于第一封闭区域内。

在本发明的一实施例中，上述的第一导热胶材更包括多个柱体，位于第一封闭区域内。

在本发明的一实施例中，上述的第一晶片具有电性连接至基板的多个凸块。

在本发明的一实施例中，上述的基板之承载面的边缘设有一连接垫，而散热盖是配置于连接垫上，且散热盖是透过一焊料而固着于基板上。

在本发明的一实施例中，上述的第一导热胶材的粘滞系数(viscositycoefficient)高于第二导热胶材的粘滞系数。

在本发明的一实施例中，上述的晶片封装结构，更包括一第二晶片、一第三导热胶材以及一第四导热胶材，其中第三导热胶材的流动性低于第四导热胶材的流动性。第二晶片是配置于基板上，且与基板电性连接。第三导热胶材是配置于第二晶片的一上表面上，且第三导热胶材包括一第三封闭图案。第四导热胶材是配置于第二晶片的上表面上，且位于第三封闭图案所围出的一第三封闭区域内。此外，散热盖更覆盖第二晶片、第三导热胶材及第四导热胶材，并与第三导热胶材及第四导热胶材接触。

在本发明的一实施例中，上述的第一晶片的上表面至承载面的距离不同于第二晶片的上表面至承载面的距离。

在本发明的一实施例中，上述的第三导热胶材的粘滞系数高于第四导热胶材的粘滞系数。

在本发明的一实施例中，上述的散热盖的材质包括金属。

借由上述技术方案，本发明晶片封装结构至少具有下列优点及有益效果：

在本发明晶片封装结构中，因流动性较高的第二导热胶材是位于流动性较低的第一封闭图案内，所以在制造时能避免产生溢胶的情形。此外，由于使用低流动性的第二导热胶材，所以能减少散热盖下压时的应力，如此可防止晶片封装结构中的元件受损。因此，本发明的晶片封装结构能提高生产优良率。

综上所述，本发明本发明是有关一种晶片封装结构，包括基板、第一晶片、第一导热胶材、第二导热胶材及散热盖，其中第一导热胶材的流动性低于第二导热胶材的流动性。基板具有承载面，而第一晶片是配置于基板的承载面上，且与基板电性连接。第一导热胶材是配置于第一晶片的上表面上，且第一导热胶材包括第一封闭图案。第二导热胶材是配置于第一晶片的上表面上，且位于第一封闭图案所围出的第一封闭区域内。散热盖是配置于基板的承载面上，并覆盖第一晶片、第一导热胶材及第二导热胶材，且散热盖与第一导热胶材及第二导热胶材接触。此晶片封装结构具有较高的生产优良率。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的晶片封装结构具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A至图1B是现有习知的一种晶片封装结构的制造方法的流程图。

图2是现有习知的另一种晶片封装结构的示意图。

图3是本发明晶片封装结构的一实施例的剖面示意图。

图4是图3的晶片封装结构未组装散热盖时的立体示意图。

图5A至图5C是图3的晶片封装结构的制造方法的流程图。

图6A与图6B是本发明晶片封装结构另二实施例中涂布于第一晶片上的第一导热胶材与第二导热胶材的俯视图。

图7是本发明晶片封装结构另一实施例的剖面示意图。

110：晶片 112、224：凸块

274：凸块 114、222：上表面

272：上表面 120：印刷电路板

122、214：连接垫 130：导热胶材

140：金属盖 150、260：焊料

200、200”：晶片封装结构 210：基板

212：承载面 220：第一晶片

230、230’：第一导热胶材 230”：第一导热胶材

232：第一封闭区域 234：第一封闭图案

236：第二封闭图案 238：柱体

240：第二导热胶材 250：散热盖

270：第二晶片 280：第三导热胶材

282：第三封闭区域 290：第四导热胶材

D1、D2：距离 F1、F2：压力

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的晶片封装结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参照图3与图4所示，图3是本发明晶片封装结构一实施例的剖面示意图，图4是图3的晶片封装结构未组装散热盖时的立体示意图。本实施例的晶片封装结构200，包括一基板210、一第一晶片220、一第一导热胶材230、一第二导热胶材240以及一散热盖250，其中第一导热胶材230的流动性低于第二导热胶材240的流动性。基板210具有一承载面212，而第一晶片220是配置于基板210的承载面212上，且与基板210电性连接。第一导热胶材230是配置于第一晶片220的一上表面222上，且第一导热胶材230例如是在第一晶片220的上表面222上形成一第一封闭图案。第二导热胶材240是配置于第一晶片220的上表面222上，且位于第一封闭图案(即第一导热胶材230)所围出的一第一封闭区域232内。散热盖250是配置于基板210的承载面212上，并覆盖第一晶片220、第一导热胶材230及第二导热胶材240，且散热盖250与第一导热胶材230及第二导热胶材240接触。

上述的晶片封装结构200中，基板210例如是印刷电路板。第一晶片220例如具有多个凸块224，以使第一晶片220透过凸块224而电性连接至基板210。当然，本发明并不限定第一晶片220电性连接至基板210的方式。此外，基板210的承载面212的边缘设有一连接垫214，且连接垫214上设有焊料260。散热盖250是配置于连接垫214上，并透过焊料260而固着于基板210上。散热盖250的材质可包括金属，如此可用以防止电磁干扰。另外，第二导热胶材240例如是填满第一封闭区域232。第一导热胶材230与第二导热胶材240可为导热胶或导热膏。第一导热胶材230的粘滞系数例如是高于第二导热胶材240的粘滞系数。

由于第一导热胶材230与第二导热胶材240是配置于第一晶片220上，且散热盖250与第一导热胶材230及第二导热胶材240接触，所以第一晶片220所产生的热能可经由第一导热胶材230与第二导热胶材240而传递至散热盖250，如此可藉由散热盖250将热能散逸至外界。

以下将介绍本实施例的晶片封装结构200的制造方法，而图5A至图5C是图3的晶片封装结构的制造方法的流程图。请先参照图5A所示，本实施例的晶片封装结构的制造方法是先将第一晶片220组装于基板210上，并进行回焊。接着，如图5B所示，将第一导热胶材230涂布于第一晶片220的上表面222，以围出第一封闭区域232。之后，如图5C所示，将第二导热胶材240涂布于第一封闭区域232内，接着进行回焊使焊料260融熔，并使用治具将散热盖250组合于基板210的连接垫214上。散热盖250组合于基板210后的结构如图3所示。

承上述，在将散热盖250组合于基板210的过程中，虽然需施加压力F2，以使散热盖250能下沈至连接垫214上，并提高散热盖250与第一导热胶材230及第二导热胶材240的接触效果。然而，由于第一导热胶材230的流动性较低，所以第一导热胶材230不容易产生溢流的情形。此外，虽然第二导热胶材240的流动性较高，但可藉由第一导热胶材230来防止第二导热胶材240溢流。另外，在本实施例中，由于同时使用流动性较低的第一导热胶材230以及流动性较高的第二导热胶材240，所以可减少散热盖250下压时的应力，以防止凸块224塌陷。因此，本实施例的晶片封装结构200在制造时能有效防止胶材溢流及凸块224塌陷，进而提高生产优良率。

在本发明中第一导热胶材230除了包括第一封闭图案外，还可更包括其他图案。图6A与图6B是本发明另二实施例中涂布于第一晶片上的第一导热胶材与第二导热胶材的俯视图。请先参照图6A，本实施例的晶片封装结构的第一导热胶材230’包括第一封闭图案234以及第二封闭图案236，且第二封闭图案236是位于第一封闭图案234所围出的第一封闭区域232内。请参照图6B，本实施例的晶片封装结构的第一导热胶材230”包括第一封闭图案234以及位于第一封闭区域232内的多个柱体238。

由于流动性较低的导热胶材其导热性较佳，因此在第一封闭图案234内增设第二封闭图案236或柱体238，可提高导热效果，进而提升晶片封装结构的散热效果。

图7是本发明晶片封装结构另一实施例的剖面示意图。请参照图7所示，本实施例的晶片封装结构200’与图3的晶片封装结构200相似，不同处在于晶片封装结构200’更包括一第二晶片270、一第三导热胶材280以及一第四导热胶材290，其中第三导热胶材280的流动性低于第四导热胶材290的流动性。第二晶片270是配置于基板210上，而且与基板210电性连接。第三导热胶材280是配置于第二晶片270的一上表面272上，且第三导热胶材280例如是在第二晶片270的上表面272上形成一第三封闭图案。第四导热胶材290是配置于第二晶片270的上表面272上，且位于第三封闭图案(即第三导热胶材280)所围出的一第三封闭区域282内。此外，散热盖250更覆盖第二晶片270、第三导热胶材280及第四导热胶材290，并与第三导热胶材280及第四导热胶材290接触。

上述的晶片封装结构200’中，第二晶片270例如具有多个凸块274，以使第二晶片270透过凸块274而电性连接至基板210。当然，本发明并不限定第二晶片270电性连接至基板210的方式。此外，第四导热胶材290例如是填满第三封闭区域282。第三导热胶材280与第四导热胶材290可为导热胶或导热膏。第三导热胶材280的粘滞系数例如是高于第四导热胶材290的粘滞系数。

本实施例的晶片封装结构200’的优点与图3的晶片封装结构200的优点相似。此外，由于第一导热胶材230与第三导热胶材280的流动性较低，其厚度较容易控制，因此第一晶片220的上表面222至基板210的承载面212的距离D1可不同于第二晶片270的上表面272至基板210的承载面212的距离D2。换言之，第一晶片220相对于基板210的高度可不同于第二晶片270相对于基板210的高度。

综上所述，本发明的晶片封装结构至少具有下列优点：

1、因流动性较高的第二导热胶材是位于流动性较低的第一封闭图案内，所以本发明晶片封装结构在制造时能避免产生溢胶的情形。此外，由于使用低流动性的第二导热胶材，所以能减少散热盖下压时的应力，如此可防止晶片封装结构中的部件受损。因此，本发明的晶片封装结构具有较高的生产优良率。

2、在一实施例中，由于第一导热胶材与第三导热胶材的流动性较低，其厚度较容易控制，因此第一晶片相对于基板的高度可不同于第二晶片相对于基板的高度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1、一种晶片封装结构，其特征在于其包括：

一基板，具有一承载面；

一第一晶片，配置于该基板的该承载面上，且与该基板电性连接；

一第一导热胶材，配置于该第一晶片的一上表面上，该第一导热胶材包括一第一封闭图案；

一第二导热胶材，配置于该第一晶片的该上表面上，且位于该第一封闭图案所围出的一第一封闭区域内，其中该第一导热胶材的流动性低于该第二导热胶材的流动性；以及

一散热盖，配置于该基板的该承载面上，并覆盖该第一晶片、该第一导热胶材及该第二导热胶材，且该散热盖与该第一导热胶材及该第二导热胶材接触。

2、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一导热胶材更包括一第二封闭图案，位于该第一封闭区域内。

3、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一导热胶材更包括多个柱体，位于该第一封闭区域内。

4、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一晶片具有电性连接至该基板的多个凸块。

5、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的基板的该承载面的边缘设有一连接垫，而该散热盖是配置于该连接垫上，且该散热盖是透过一焊料而固着于该基板上。

6、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一导热胶材的粘滞系数高于该第二导热胶材的粘滞系数。

7、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其更包括：

一第二晶片，配置于该基板上，且与该基板电性连接；

一第三导热胶材，配置于该第二晶片的一上表面上，该第三导热胶材包括一第三封闭图案；以及

一第四导热胶材，配置于该第二晶片的该上表面上，且位于该第三封闭图案所围出的一第三封闭区域内，其中该第三导热胶材的流动性低于该第四导热胶材的流动性，而该散热盖更覆盖该第二晶片、该第三导热胶材及该第四导热胶材，并与该第三导热胶材及该第四导热胶材接触。

8、根据权利要求7所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一晶片的该上表面至该承载面的距离不同于该第二晶片的该上表面至该承载面的距离。

9、根据权利要求7所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第三导热胶材的粘滞系数高于该第四导热胶材的粘滞系数。

10、根据权利要求1所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的散热盖的材质包括金属。