CN101989581A - 封装结构与封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封装结构与封装方法。其中封装结构包括一线路基板、至少一晶片、多个引脚以及一封装胶体。线路基板具有相对的一第一表面与一第二表面，其中线路基板在第一表面上具有多个接点。晶片配置于线路基板的第二表面上，并电性连接至线路基板。所述多个引脚配置于线路基板的第二表面外围，以围绕晶片。每一引脚具有一内引脚部以及一外引脚部，且每一引脚经由其内引脚部电性连接至线路基板。封装胶体包覆线路基板、晶片与每一引脚的内引脚部，并且暴露出线路基板的第一表面以及每一引脚的外引脚部，其中封装胶体的上表面与线路基板的第一表面共平面。

Description

封装结构与封装方法

技术领域

本发明涉及一种封装结构与封装方法，且特别涉及一种具有良好的工艺相容性与系统整合能力的封装结构与封装方法。

背景技术

缩小集成电路元件产品的体积一直是电子制造业上长久以来的目标之一。产品体积的缩小意味着生产成本的降低，也表示信号的传输路径的缩短，同时带来产品性能提高的优点。

影响集成电路元件体积的关键因素之一，则在于封装技术的改善。现今以导线架(leadframe)为晶片承载器(carrier)的封装方式，仍是相当普及和广泛应用的技术。四方扁平封装(Quad Flat Package，QFP)结构即是常见之例。

随着工艺能力的提升，多晶片系统整合已成为现今封装技术的发展主流。然而，由于晶片线路的集成度提高，每一晶片所需的输入/输出接点数也逐渐增加。以现有导线架作为承载器的四方扁平封装结构所能提供的引脚数量与布局已不符需求，也间接限制了四方扁平封装结构的相容性与系统整合能力。

发明内容

本发明提供一种封装结构，采用整合了导线架与线路基板的承载器，以提供良好的相容性与系统整合能力。

本发明提供一种封装结构，具有良好的散热能力。

本发明提供一种封装结构，可有效防止形成封装胶体过程中的溢胶现象，维持良好的工艺成品率。

本发明还提供了制作前述封装结构的封装方法。

为具体描述本发明的内容，在此提出一种封装结构，包括一线路基板、至少一晶片、多个引脚以及一封装胶体；线路基板具有相对的一第一表面与一第二表面，其中线路基板在第一表面上具有多个接点；晶片配置于线路基板的第二表面上，并电性连接至线路基板；所述多个引脚配置于线路基板的第二表面外围上，以围绕晶片；每一引脚具有一内引脚部以及一外引脚部，且每一引脚经由其内引脚部电性连接至线路基板；封装胶体包覆线路基板、晶片与每一引脚的内引脚部，并且暴露出线路基板的第一表面以及每一引脚的外引脚部，其中封装胶体的上表面与线路基板的第一表面共平面。

在本发明的一实施例中，内引脚部具有一第一载部与一第二载部。内引脚部的第一载部配置于线路基板的第二表面外围上，而第二载部连接于第一载部与外引脚部之间。

在本发明的一实施例中，前述内引脚部的第一载部与第二载部具有一高度差。

在本发明的一实施例中，封装结构还包括一垫块，其配置于线路基板的第二表面的外围，并且夹于每一引脚的内引脚部与线路基板的第二表面之间。

在本发明的一实施例中，前述垫块的材质包括硅胶。

在本发明的一实施例中，所述线路基板的第一表面边缘还包括一凸起结构，用以阻挡一封胶残留物，防止封胶残留物污染线路基板上的接点。

在本发明的一实施例中，所述线路基板的第一表面边缘还包括一凹陷结构，用以容纳一封胶残留物，防止封胶残留物污染线路基板上的接点。

在此还提出一种封装方法，包括下列步骤：提供一线路基板，此线路基板具有相对的一第一表面与一第二表面，且此线路基板在第一表面上具有多个接点；接合一导线架至线路基板的第二表面，其中导线架包括相连的多个引脚，所述多个引脚位于线路基板的第二表面外围，每一引脚具有一内引脚部以及一外引脚部，且每一内引脚部电性连接至线路基板；接合至少一晶片至线路基板的第二表面上，所述多个引脚围绕晶片，且晶片电性连接至线路基板；将线路基板、晶片与引脚置入一封胶模具，并在封胶模具内注胶形成一封装胶体，以使封装胶体包覆线路基板、晶片与每一引脚的内引脚部，并且暴露出线路基板的第一表面以及每一引脚的外引脚部，其中线路基板的第一表面与封胶模具接触，使得所形成的封装胶体的上表面与线路基板的第一表面共平面；之后，移除该封胶模具；以及，分离所述多个引脚，形成一封装结构。

在本发明的一实施例中，所述封装方法还包括在分离该些引脚后，配置至少一电子元件于线路基板的第一表面上，并使电子元件电性连接至接点。

在本发明的一实施例中，所述封装方法还包括在接合导线架至线路基板之前，形成一第一粘着层于线路基板与每一内引脚部的接合处。

在本发明的一实施例中，所述封装方法还包括在接合导线架至线路基板之后，固化前述第一粘着层。

在本发明的一实施例中，所述封装方法还包括在形成封装胶体之后，成型所述多个外引脚部。

基于上述，本发明所提出的封装结构同时采用整合了导线架与线路基板的承载器，其中通过导线架的引脚作为封装结构对外的引脚，而线路基板具有外露于封装结构的接点，可与其他电子元件(例如记忆体晶片)接合。此外，封装胶体的上表面会与线路基板的第一表面共平面，而有助于避免封胶时的溢胶问题，并可提高后续工艺的元件接合效果。另外，此封装结构具有良好的相容性与系统整合能力。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的一种封装结构。

图2为图1的封装结构的俯视图。

图3为本发明的一实施例的一种封装结构的制作流程。

图4为本发明的一实施例的封胶步骤。

图5为本发明的另一实施例的一种封装结构。

图6为图5的封装结构的俯视图。

图7为本发明的又一实施例的一种封装结构。

图8为图7的封装结构的俯视图。

图9A、图9B和图9C分别为本发明的不同实施例的多个封装结构。

主要元件符号说明：

线路基板-110；         第一表面-112；

接点-112a；            第二表面-114；

引脚-120；             内引脚部-122；

第一载部-122a；        第二载部-122b；

外引脚部-124；         晶片-130；

封装胶体-140；         散热片-150；

第一粘着层-172；       第二粘着层-174；

第一焊线-182；         第二焊线-184；

第三焊线-186；         电子元件-190；

焊球-192；             封胶模具-400；

垫块-510；             凸起结构-710、912；

凹陷结构-922、932；    高度差-H；

上表面-142；           封装结构-100、500、700、910、920、930。

具体实施方式

图1为本发明的一实施例的一种封装结构。图2为图1的封装结构的俯视图。请同时参考图1与图2，封装结构100包括线路基板110，其具有相对的一第一表面112与一第二表面114。此线路基板110例如是BT迭层基板、FR-4基板、FR-5基板、陶瓷基板或聚亚酰胺(polyimide)基板等适用的基板。

线路基板110的第二表面114外围设置有多个引脚120，每一引脚120包括位于封装结构100内部的内引脚部122以及位于封装结构100外部的外引脚部124，其中内引脚部122通过第一粘着层172与线路基板110的第二表面114接合，并且以打线接合方式通过至少一第一焊线182电性连接至线路基板110。第一焊线182的材质可包括金、银、铜、铝或其合金。

本实施例的引脚120由导线架而来，仅与现有导线架不同的是，本实施例所采用的仅是导线架中的多个引脚，而无需晶片垫。此外，本实施例的引脚120沿着线路基板110的四个边排列，以在封装后形成四方扁平封装型态的引脚配置。当然，在本发明的其他实施例中，可视实际需求调整引脚的配置方式与数量，而不限于四方扁平封装结构，此处不再赘述。

另外，本实施例可以选择将内引脚部122成型为一第一载部122a与一第二载部122b，其中第一载部122a配置于线路基板110的第二表面114外围上，而第二载部122b连接于第一载部122a与外引脚部124之间，并且第一载部122a与第二载部122b具有一高度差H，用以提高线路基板110在整个封装结构100中的高度。

请再参考图1与图2，晶片130通过第二粘着层174配置于线路基板110的第二表面114上。此外，本实施例以打线接合方式将晶片130与线路基板110接合，即通过至少一第二焊线184将晶片130电性连接至线路基板110。第二焊线184的材质可包括金、银、铜、铝或其合金。另外，晶片130也可通过至少一第三焊线186电性连接至内引脚部122。第三焊线186的材质可包括金、银、铜、铝或其合金。

本实施例可以选择通过同一道打线接合方法来将每一引脚120的内引脚部122以及晶片130电性连接至线路基板110，即，同时形成电性连接引脚120与线路基板110的第一焊线182以及电性连接晶片130与线路基板110的第二焊线184以及电性连接晶片130与内引脚部122的第三焊线186。当然，在本发明的其他实施例中，也可以采用其他方式，例如覆晶接合方式，来电性连接晶片与线路基板，此处不再赘述。

封装胶体140包覆线路基板110、晶片130与每一引脚120的内引脚部122，并且暴露出线路基板110的第一表面112以及每一引脚120的外引脚部124。线路基板110的第一表面112上具有多个接点112a，暴露于封装胶体140外，以与外部的电子元件190接合。

特别是，本实施例的封装胶体140的上表面142会与线路基板110的第一表面112共平面。封胶时让线路基板110的第一表面112与模具接触，以确保线路基板110的水平面被控制在容许范围内，有助于避免封胶时可能的溢胶问题。如此，可确保接点112a的有效性，而在后续工艺中顺利在线路基板110的第一表面112上配置电子元件190，使电子元件190与接点112a之间将达成有效的电性连接。

此处的电子元件190例如是一或多个记忆体晶片或其他可能的主动元件或被动元件，其采用覆晶方式通过多个焊球192与线路基板110的第一表面112上的接点112a接合。外引脚部124向下弯折为适当的形状，以与印刷电路板或其他外部电路连接。

本实施例采用线路基板110来与外部电子元件190接合的优点在于线路基板110可以提供大量的接点数以及多变的接点布局，因此可以广泛适用于具有不同的输入/输出接点布局的各类电子元件。换言之，相较于以往的导线架，本实施例可以配合电子元件的规格调整线路基板110的对外接点112a，因而具有良好的相容性与系统整合能力。

请再参考图1与图2，除了前述构件之外，本实施例还可以考虑在封装胶体140内部配置散热片150，以提高整体封装胶体140的散热能力。图2以虚线图案来绘示散热片150，以清楚说明散热片150的形状与位置。此处所采用的散热片150例如是框形，其围绕线路基板110并且接触引脚120的内引脚部122。一般而言，散热片150的材质可以是金属或是其他导热性佳的材质。通过散热片150，本实施例的封装结构100具有良好的散热能力，可以维持晶片130的正常运作。

图3为前述封装结构100的制作流程。请同时参照图1、图2和图3，首先，如步骤302所示，切割大型基板，以形成线路基板110。接着，如步骤304所示，接合导线架与线路基板110，其中导线架如前述所提包括多个引脚120。该些引脚120相连，并通过第一粘着层172与线路基板110的第二表面114接合。并且，进行步骤306，固化第一粘着层172。

然后，如步骤308所示，接合晶片130至线路基板110的第二表面114上，引脚120围绕晶片130。接着，如步骤310所示，进行打线接合方法，以形成第一焊线182、第二焊线184以及第三焊线186，其中第一焊线182用以电性连接引脚120的内引脚部122与线路基板110，第二焊线184用以电性连接晶片130与线路基板110，而第三焊线186用以电性连接晶片130与内引脚部122。

之后，进行步骤312的封胶动作(molding)。请同时参照图4，其依照本发明的一实施例的封胶步骤。如图4所示，将线路基板110、晶片130与引脚120置入封胶模具400，并在封胶模具400内注胶形成封装胶体140，以使封装胶体140包覆线路基板110、晶片130与每一引脚120的内引脚部122，并且暴露出线路基板110的第一表面112以及每一引脚120的外引脚部124。在此步骤中，为了使封装胶体140的上表面142与线路基板110的第一表面112共平面，需要在注胶时让线路基板110的第一表面112与封胶模具400接触。如此，可确保线路基板110的水平面被控制在容许范围内，避免封胶时可能的溢胶问题。

接着，可以如步骤314所示，进行打印(marking)，以将特定图案形成在封装胶体140上。然后，如步骤316所示，进行去胶去纬(切脚)(de-junk)的动作，即通过刀具裁切多余的封胶并分离原本相连的引脚120。之后，可再如步骤318所示，进行除渣步骤(de-flash)，以去除封装结构100上的残胶；如步骤320所示，成型(forming)引脚120的外引脚部124；如步骤322所示，进行出货前外观检测(final visual inspection，FVI)；以及如步骤324所示，出厂(ship out)。

此外，如同图1与图2所示，在封装胶体140中埋入散热片150，则可以选择在步骤312(封胶)前，将框形的散热片150配置于引脚120的内引脚部122上，并使散热片150围绕晶片130。如此，便可在步骤312之后，使封装胶体140包覆散热片150。

当然，图3所示的方法仅是作为举例说明之用，部分步骤为目前封装方法中常见的技术。本领域的技术人员当可依据实际状况调整、省略或增加可能的步骤，以符合工艺需求，此处不再逐一赘述。

图5为本发明的另一实施例的一种封装结构。图6为图5的封装结构的俯视图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。

请同时参考图5与图6，本实施例的封装结构500与前述实施例主要的差异是在引脚120的内引脚部122与线路基板110的第二表面114之间增设了垫块510。图6以虚线图案来绘示垫块510，以清楚说明垫块510的形状与位置。更详细而言，引脚120本身材质的延展性与强度会影响成型时的冲切深度，即如图5所示的内引脚部122的第一载部122a与第二载部122b的高度差H。由于封装胶体140的厚度有其最小限度，此高度差H是决定封装胶体140能否暴露线路基板110的第一表面112的关键因素。当然，线路基板110或是封装胶体140的厚度也是考量的因素之一。基于前述，当引脚120本身的材质延展性或强度不足时，便无法在成型时提供足够的高度差H，此时，如同本实施例所示，可在引脚120与线路基板110的接合处，即内引脚部122的第一载部122a与第二表面114之间配置垫块510，以使线路基板110与内引脚部122之间维持足够的相对高度差，而可顺利完成封装工艺。

在工艺上，本实施例的封装结构500可以采用与前述实施例的封装结构100大致相同的制作方式，并且在步骤304，即接合导线架至线路基板110之前，配置垫块510于线路基板110与内引脚部122的第一载部122a的接合处。之后，依序进行步骤306～324，便可大致完成封装结构500的工艺。

通过本实施例所提出的垫块510的设计，可以提高导线架的材料选择性以及其他相关元件如线路基板110或是封装胶体140的尺寸选择性。换言之，在封装结构的设计上可以有更多选择，工艺相容性更高。

图7为本发明的又一实施例的一种封装结构。图8为图7的封装结构的俯视图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。

请同时参考图7与图8，本实施例的封装结构700与前述实施例主要的差异是在线路基板110的第一表面112边缘形成有一凸起结构710。此凸起结构710围绕线路基板110上的接点112a。

在形成封装胶体140时，可能因为模具倾斜或是其他因素而产生溢胶，而使得接点112a上留有封胶残留物。如此，在接合电子元件190至线路基板110时，电子元件190与接点112a之间将无法达成有效的电性连接。有鉴于此，本实施例所形成的凸起结构710即是用以在封胶时阻挡封胶残留物溢流到第一表面112的接点112a上而污染接点112a，以确保接点112a的有效性。

在工艺上，本实施例的封装结构700可以采用与前述实施例的封装结构100大致相同的制作方式，并且在步骤312，即封胶前，形成凸起结构710于线路基板110的第一表面112边缘。之后，依序进行步骤312～324，便可大致完成封装结构700的工艺。

需要说明的是，本发明并不限定凸起结构的数量与形状。如图9A所示的封装结构910即具有两个凸起结构912，以提供更佳的防溢胶效果。

此外，本发明亦不限定此防溢胶结构的形状，例如图9B所示的封装结构920具有一个凹陷结构922，而图9C所示的封装结构930具有两个凹陷结构932。凹陷结构922、凹陷结构932例如是沟槽，其可容纳封胶残留物，防止封胶残留物污染线路基板110上的接点112a。

需要说明的是，前述多个实施例所提及的包括用以提高散热效果的散热片150、用以提高工艺相容性的垫块510、以及用以防止溢胶的凸起结构710、凸起结构912与凹陷结构922、凹陷结构932等皆可选用于本发明的封装结构中。本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而选用前述构件的一个或多个，以达到所需的技术效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种封装结构，包括：

一线路基板，具有相对的一第一表面与一第二表面，其中该线路基板在该第一表面上具有多个接点；

至少一晶片，配置于该线路基板的该第二表面上，并电性连接至该线路基板；

多个引脚，配置于该线路基板的该第二表面外围上，以围绕该晶片，其中每一引脚具有一内引脚部以及一外引脚部，且每一引脚经由其内引脚部电性连接至该线路基板；以及

一封装胶体，包覆该线路基板、该晶片与每一引脚的该内引脚部，并且暴露出该线路基板的该第一表面以及每一引脚的该外引脚部，其中该封装胶体的上表面与该线路基板的该第一表面共平面。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其中该内引脚部具有一第一载部与一第二载部，该内引脚部的该第一载部配置于该线路基板的该第二表面外围上，而该第二载部连接于该第一载部与该外引脚部之间。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其中该内引脚部的该第一载部与该第二载部具有一高度差。

4.根据权利要求1所述的封装结构，还包括一垫块，配置于该线路基板的该第二表面的外围，并且夹于每一引脚的该内引脚部与该线路基板的该第二表面之间。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其中该垫块的材质包括硅胶。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其中该线路基板的该第一表面边缘还包括一凸起结构，用以阻挡一封胶残留物，防止该封胶残留物污染该线路基板上的该些接点。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其中该线路基板的该第一表面边缘还包括一凹陷结构，用以容纳一封胶残留物，防止该封胶残留物污染该线路基板上的该些接点。

8.根据权利要求1所述的封装结构，还包括至少一第一焊线、至少一第二焊线以及至少一第三焊线，该第一焊线电性连接所对应的该内引脚部与该线路基板，该第二焊线电性连接该晶片与该线路基板，而该第三焊线电性连接于该晶片与该内引脚部。

9.根据权利要求8所述的封装结构，其中该第一焊线、该第二焊线以及该第三焊线的材质包括金、银、铜、铝或其合金。

10.一种封装方法，包括：

提供一线路基板，该线路基板具有相对的一第一表面与一第二表面，且该线路基板在该第一表面上具有多个接点；

接合一导线架至该线路基板的该第二表面，其中该导线架包括相连的多个引脚，该些引脚位于该线路基板的该第二表面外围上，每一引脚具有一内引脚部以及一外引脚部，且每一内引脚部电性连接至该线路基板；

接合至少一晶片至该线路基板的该第二表面上，该些引脚围绕该晶片，且该晶片电性连接至该线路基板；

将该线路基板、该晶片与该些引脚置入一封胶模具，并在该封胶模具内注胶形成一封装胶体，以使该封装胶体包覆该线路基板、该晶片与每一引脚的该内引脚部，并且暴露出该线路基板的该第一表面以及每一引脚的该外引脚部，其中该线路基板的该第一表面与该封胶模具接触，使得所形成的该封装胶体的上表面与该线路基板的该第一表面共平面；

移除该封胶模具；以及

分离该些引脚，形成一封装结构。

11.根据权利要求10所述的封装方法，还包括在分离该些引脚后，配置至少一电子元件于该线路基板的该第一表面上，并使该电子元件电性连接至该些接点。

12.根据权利要求10所述的封装方法，还包括在接合该导线架至该线路基板之前，形成一第一粘着层于该线路基板与每一内引脚部的接合处。

13.根据权利要求12所述的封装方法，还包括在接合该导线架至该线路基板之后，固化该第一粘着层。

14.根据权利要求10所述的封装方法，还包括在形成该封装胶体之后，成型该些外引脚部。

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