CN1610082A - 强化散热型封装结构及其形成方法 - Google Patents

强化散热型封装结构及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1610082A
CN1610082A CN 200310102738 CN200310102738A CN1610082A CN 1610082 A CN1610082 A CN 1610082A CN 200310102738 CN200310102738 CN 200310102738 CN 200310102738 A CN200310102738 A CN 200310102738A CN 1610082 A CN1610082 A CN 1610082A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
heat
contact
circuit board
pcb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 200310102738
Other languages
English (en)
Inventor
李宗宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BenQ Corp
Original Assignee
BenQ Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BenQ Corp filed Critical BenQ Corp
Priority to CN 200310102738 priority Critical patent/CN1610082A/zh
Publication of CN1610082A publication Critical patent/CN1610082A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48195—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being a discrete passive component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种强化散热型封装结构及其形成方法。该方法包括下列步骤：(a)提供具有上表面与下表面的印刷电路板。上表面包括直接封装区与第一外部元件接触区，直接封装区具有芯片安装区与位于其外侧的第一接点，芯片安装区具有镂空结构。第一外部元件接触区具有与第一接点电连接的第二接点。(b)提供具有相对的第一表面与第二表面的导热基板。(c)将导热基板的第一表面与印刷电路板的下表面压合，并使至少部分的导热基板由镂空结构处暴露出来。(d)将第一芯片黏合于镂空结构处，使第一芯片与导热基板黏合，且第一芯片上具有至少一焊接垫。(e)于第一接点与焊接垫之间形成电连接的连接导体，以及(f)形成隔绝结构，使第一芯片、焊接垫等与大气隔绝。

Description

强化散热型封装结构及其形成方法
技术领域
本发明涉及一种半导体封装结构及其形成方法，特别有关一种强化散热型(thermal enhanced)封装结构及其形成方法。
背景技术
欲将传统的半导体封装体连接至一般电子产品的印刷电路板，通常使用表面安装技术(surface mount technology；SMT)，将俗称锡膏的软焊材料形成于印刷电路板的焊接垫后，再将半导体封装体置于印刷电路板上，使半导体封装体上的接点经由软焊材料、印刷电路板的焊接垫导通至印刷电路板的内部线路。最后以再流焊(reflow)的热工艺，将印刷电路板与半导体封装体加热至高于上述软焊材料熔点的温度，藉由融化的软焊材料确实地将半导体封装体上的接点与印刷电路板的焊接垫焊合。完成一件电子产品时，半导体封装体均已历经至少一次的再流焊热工艺。
使用锡铅共晶合金作为软焊材料时，其熔点为约183℃，在上述再流焊的热工艺中的最高温度通常为220℃～240℃；而因近来欧盟、日本对绿色电子产品的需求，必须使用无铅的软焊材料，以常用的锡-银或锡-银-铜系列的无铅软焊材料为例，其熔点为215℃～220℃，在再流焊的热工艺中的最高温度通常可高达约250℃。上述的热工艺温度已足以造成半导体封装体与印刷电路板的热变形，并在两者之间有残留热应力的存在，对半导体封装体本身及组装后的电子产品的可靠度均造成不良影响。
又特别对应用于数字相机或是其它可以摄取数字图像的电子产品中的图像IC而言，其具有用来摄取数字图像的图像传感器(image sensor)。然而图像传感器是对热相当敏感的元件，因此图像IC的封装体在经过再流焊的热工艺后，极易伤害到其内的图像传感器，更对图像IC的封装体本身及具有图像IC的封装体的电子产品的可靠度产生不良影响。
另外，随着市场上对电子产品要轻、薄、短、小的需求，对半导体芯片而言，必须在有限面积的半导体基板中，放入更多的电子元件。这对于封装体的散热性是一项重大的挑战。以非图像IC的封装体而言，可以在封装体的封胶体(encapsulant)上装设散热片或散热器(heat sink)，将半导体芯片所产生的热传导至外界；也可以在封装体与印刷电路板的接点中，设计一些用来导热的热接点，将半导体芯片所产生的热传导至印刷电路板。然而，在封胶体上装设散热片或散热器，将会在半导体封装工艺中，使形成封胶体的步骤复杂化。而散热片或散热器与封胶体之间的接合问题，也可能使外界水气沿着上述二者的接合面进入封装体中，而对半导体封装工艺的产出、所产出的封装体的可靠度造成不良影响。若在封装体与印刷电路板的接点中，设计一些用来导热的热接点时，其将半导体芯片所产生的热传导至印刷电路板的热传导路径的截面积有限，对于封装体的散热性的帮助也有限。
而以图像IC的封装体而言，其中的图像IC被一透明物质所覆盖，使其所具有的图像传感器得以将外界图像摄取为数字图像，并不适合在上述透明物质上装设散热片或散热器。因此，传统上对图像IC的散热仅能藉由印刷电路板上用来导热的热接点来作散热，其散热效果有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种强化散热型封装结构及其形成方法，使被封装的半导体芯片不会经过再流焊的温度循环，以提高上述半导体芯片、其封装结构本身、以及组装后的电子产品的可靠度。
本发明的另一目的是提供一种强化散热型封装结构及其形成方法，除了能够提高上述封装结构的散热能力之外，也更能进一步强化封装结构的结构强度与可靠度表现。
为达成本发明的上述目的，本发明提供一种强化散热型封装结构的形成方法。首先，(a)提供一印刷电路板，其具有一上表面与一下表面，上表面包括一直接封装区与一第一外部元件接触区。直接封装区具有一芯片安装区与位于芯片安装区的外侧的一第一接点，芯片安装区具有穿透印刷电路板的一镂空结构，第一外部元件接触区具有一第二接点，且第一接点与第二接点电性连接。接着，(b)提供一导热基板，其具有相对的一第一表面与一第二表面。(c)将导热基板的第一表面与印刷电路板的下表面压合(laminate)，并使至少部分的导热基板由印刷电路板的镂空结构处暴露出来。
接着，(d)将一第一芯片黏合于印刷电路板的镂空结构处，使第一芯片与导热基板黏合，且第一芯片上至少具有一焊接垫。接着，(e)于第一接点与焊接垫之间形成一连接导体，使第一接点电连接焊接垫。最后，(f)形成一隔绝结构，使第一芯片、焊接垫、连接导体、以及第一接点与大气隔绝，以形成一强化散热型封装结构。
本发明又提供一种强化散热型封装结构，包括：一印刷电路板、一导热基板、一第一芯片、一连接导体、以及一隔绝结构。印刷电路板具有一上表面与一下表面，上表面上设置一直接封装区与一第一外部元件接触区。直接封装区具有一芯片安装区与位于上述芯片安装区的外侧的一第一接点，芯片安装区具有穿透上述印刷电路板的一镂空结构，第一外部元件接触区具有一第二接点，且第一接点与第二接点电性连接。
导热基板具有相对的一第一表面与一第二表面，导热基板的第一表面与印刷电路板的下表面压合，且部分的导热基板由印刷电路板的镂空结构处暴露出来。
第一芯片于上述镂空结构处黏合于导热基板。第一芯片至少具有一焊接垫。连接导体电性连接第一接点与焊接垫。隔绝结构使第一芯片、焊接垫、连接导体、以及第一接点与大气隔绝。
附图说明
图1A～1H为一系列俯视图，显示本发明第一实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程；
图2A～2J为一系列剖面图，显示本发明第一实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程；
图3A～3D为一系列俯视图，显示本发明第二实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程；
图4A～4D为一系列剖面图，显示本发明第二实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程；
图5为一剖面图，显示本发明第一、二实施例的强化散热型封装结构的形成方法中的一附加步骤。
附图标记说明
31、32、41、42                 第二外部元件
400、700印刷电路板             401上表面
402     下表面             410、710   直接封装区
411、711芯片安装区         412、712   镂空结构
413、713第一接点           420、720   第一外部元件接触区
421、721第二接点           430        第一外部元件接触区
431、432、441、442    第三接点
440、440’封胶体           450、750   导热基板
451     第一表面           452        第二表面
455、755芯片黏合层         460、760   半导体芯片
462、762焊接垫             464、764   连接导体
470、770电路板线路         480、780   连接器
490     散热媒体           495        导热胶材
740     坝状结构           745        透光盖
766     图像传感器
具体实施方式
第一实施例
本发明第一实施例的强化散热型封装结构的形成方法，适用于非图像IC的半导体芯片的封装结构的形成方法，请参考下列步骤。
请参考图1A～1H与图2A～2J，其中图1A～1H为一系列的俯视图、图2A～2J为同一系列的剖面图，显示本发明第一实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程、及其所形成的强化散热型封装结构。
请先参考图1A及其沿AA线的剖面图的图2A。首先，提供一印刷电路板400，具有一上表面401与一下表面402，而图1A即为上表面401的俯视图。如图1A和图2A所示，印刷电路板400具有一直接封装区410、一第一外部元件接触区420，并视工艺需要可在印刷电路板400加上一第二外部元件接触区430。直接封装区410具有一芯片安装区411与位于芯片安装区411的外侧的一第一接点413；芯片安装区411具有穿透印刷电路板400的一镂空结构412。第一外部元件接触区420具有一第二接点421，且第一接点413藉由电路板线路470与第二接点421电性连接。第二外部元件接触区430具有一第三接点431与一第三接点432，视需要分别电性连接于第一接点413及/或第二接点421。另外，视工艺需要直接封装区410也可具有一第三接点441与一第三接点442，同样地视需要分别电性连接于第一接点413及/或第二接点421。
接下来，在图1B及其沿AA线的剖面图的图2B中，提供一导热基板450，具有相对的一第一表面451与一第二表面452。如图1B所示，本实施例中在导热基板450的第一表面451上设置一芯片黏合层455，且在后续压合导热基板450与印刷电路板400时，部分芯片黏合层455暴露于镂空结构412中，以帮助更后续的步骤中半导体芯片460(显示于图1E、2E)与导热基板450之间的结合性。导热基板450可为金属板、陶瓷板、或其它具高散热性的基板。芯片黏合层455可选自下列材料：镍/金层、锡铅合金层、含银合金层、以及含铜合金层。芯片黏合层455可以先形成于导热基板450上；也可以由本领域内的技术人员自行以例如电镀、物理气相沉积(例如溅射)、化学气相沉积、或其它方式，将芯片黏合层455形成于导热基板450。
然后，在图1C及其沿AA线的剖面图的图2C中，将导热基板450的第一表面451与印刷电路板400的下表面402压合(laminate)，并使至少部分的导热基板450由印刷电路板400的镂空结构412之处暴露出来。与此实施例中，由镂空结构412处所暴露的导热基板450的面积大于半导体芯片460(显示于图1E、2E)的面积(此时镂空结构412的面积也大于半导体芯片460的面积)，以使在后续步骤将半导体芯片460于黏合导热基板400时，半导体芯片460可以完全黏合该导热基板450，使最后完成的封装结构能有优选的可靠度。
图1C、2C所示的压合步骤中，可以先在印刷电路板400的下表面402形成一压合胶材(未显示)，例如为含银粉的环氧树脂(epoxy)。接着，结合导热基板450的第一表面451与印刷电路板400的下表面402。最后，对导热基板450的第一表面451与印刷电路板400的下表面402的交界面施压，并升温至不超过120℃将上述压合胶材固化(curing)，进而完成此压合步骤。
另外，本领域内的技术人员也可以变更设计，使被镂空结构412所暴露的导热基板450的面积小于半导体芯片460的面积、或是使镂空结构412的面积小于半导体芯片460的面积。如此一来，被镂空结构412所暴露的导热基板450的面积小于半导体芯片460的面积时，会减少半导体芯片460与导热基板450的接触面积，而降低散热效果；镂空结构412的面积小于半导体芯片460的面积时，也会减少半导体芯片460与导热基板450的接触面积，且半导体芯片460与导热基板450之间就必须形成较厚的压合胶材，而使上述压合胶材内发生气泡(void)的风险增加。
请参考图1D及其沿AA线的剖面图的图2D。本发明中可视工艺需要可提供一第二外部元件31、32、41、42，分别电性连接于第三接点431、432、441、442。第二外部元件31、32、41、42可以是一无源元件、一第二半导体芯片、一封装有至少一第三半导体芯片的封装体、或上述的组合。在本实施例中，第二外部元件31、32、41、42均为无源元件。此外，可以使用传统的SMT工艺将第二外部元件31、32、41、42分别电性连接于第三接点431、432、441、442上。例如，首先，可先在第三接点431、432、441、442上分别以例如模板印刷法(stencil printing)形成一软焊材料(未显示)，此软焊材料可以是含铅或不含铅的锡合金。接着，分别将第二外部元件31、32、41、42分别置于第三接点431、432、441、442上，最后，将温度升高至高于上述软焊材料的熔点的温度，再流焊软焊材料，使第二外部元件31、32、41、42分别电性连接于第三接点431、432、441、442。另外，可视工艺需求加上一清洁的步骤，以清洁印刷电路板400。需注意的是，上述的再流焊步骤是执行于黏合半导体芯片460之前。
然后，在图1E及其沿AA线的剖面图的图2E中，将一半导体芯片460黏合于印刷电路板400的镂空结构412之处，使半导体芯片460与导热基板450黏合。半导体芯片460上至少具有一焊接垫(Wire bond Pad)462。半导体芯片460与导热基板450的黏合方式可使用芯片黏合(Die Bond)，也就是在暴露于镂空结构412的导热基板450上形成一黏合材料(未显示)例如含银粉或不含银粉的环氧树脂后，再加热至不超过120℃将上述黏合材料固化，而完成半导体芯片460与导热基板450的黏合。此时，半导体芯片460与导热基板450之间的结合强度因为芯片黏合层455而增强，进而提高本发明第一实施例的强化散热型封装结构的形成方法的合格率及产品的可靠度。
然后，在图1F及其沿AA线的剖面图的图2F中，于第一接点413与焊接垫462之间形成一连接导体464，使第一接点413电连接焊接垫462。连接导体464通常为金或其合金，在极小部分的情况下会使用铝质的连接导体464。此时，藉由电路板线路470，使第二接点421分别电性连接于半导体芯片460。
接下来的步骤是形成一隔绝结构，使半导体芯片460、焊接垫462、连接导体464、以及第一接点413与大气隔绝。上述隔绝结构的形成方法可分为点胶式、与射出成形的模塑式(molding)，分别显示于图1G及其沿AA线的剖面图的图2G中、图1H及其沿AA线的剖面图的图2H中。
在图1G、2G中，叙述以点胶方式形成封胶体440作为上述隔绝结构的情形。在此步骤中，使用一点胶机，将一热固性且为高黏性的液态胶体例如为环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(Polyimide)、聚酯(Polyester)、或一封胶材料(encapsulation molding compound)，覆盖在直接封装区410之上，而使半导体芯片460、焊接垫462、连接导体464、第一接点413以及视工艺需求而安装的第二外部元件41、42与大气隔绝。另外，上述的液态胶体也可以覆盖直接封装区410附近的部分导热基板450。然后，加热使上述液态胶体固化、硬化而成为封胶体440。如此构成本发明第一实施例强化散热型封装结构1。
在图1H、2H中，叙述以射出成形的模塑方式形成封胶体440’作为隔绝结构的情形。在此步骤中，事先依照印刷电路板400的轮廓、散热基板450的轮廓、封胶体440’的预定形状、以及其它因素设计一未显示的封胶模具(mold chest)。上述的封胶模具具有一形状与封胶体440’的预定形状吻合的腔室，再将印刷电路板400与封胶模具压合，使上述腔室覆盖在直接封装区410之上，也可以一并覆盖在直接封装区410附近的部分导热基板450上。然后，提供一固态胶材料，例如环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(Polyimide)、聚酯(Polyester)、或一封胶材料(encapsulation molding compound)，以150℃～200℃的温度并施加高压液化后，流入上述封胶模具的腔室中，覆盖在直接封装区410之上。液化后的固态胶材料也可以一并覆盖在直接封装区410附近的部分导热基板450上，并固化形成封胶体440’。如此一来，可使半导体芯片460、焊接垫462、连接导体464、第一接点413、与视工艺需求而安装的第二外部元件41、42与大气隔绝；最后再依封胶体440’的性质将其加热固化。如此，构成本发明第一实施例的强化散热型封装结构2。
图2I、2J分别显示本发明第一实施例的强化散热型封装结构1、2的一应用例。一导热胶材495形成于强化散热型封装结构1、2的导热基板450的第二表面452上，且藉由导热胶材495连接导热基板450与一散热媒体490。散热媒体490可以是散热器、印刷电路板、或是其它可以接受来自强化散热型封装结构1、2所产生的热量的装置。
另外，印刷电路板400上的第二接点421可以是俗称金手指形式的接点，用来徒手将强化散热型封装结构1、2插入并固定在例如在另一印刷电路板上所形成的插入式连接引脚(connector pin)或连接器(connector)等第一外部元件而与其电性连接，也可以徒手将强化散热型封装结构1、2拔出。又，如图5所示，可以将一连接器480焊接在第二接点421上，以徒手将另一印刷电路板等第一外部元件插入并固定在连接器480，使强化散热型封装结构1、2可以藉由第二接点421电性连接于另一印刷电路板上的金手指形式的接点。而上述连接器480焊接在第二接点421上的步骤较好为在图1E、2E所显示的步骤之前执行，以减少半导体芯片460与导热基板450结合之后的热工艺，以提高本发明第一实施例的强化散热型封装结构1、2的可靠度。
如上所述，本发明第一实施例的强化散热型封装结构1、2中，将半导体芯片460直接封装在印刷电路板400上，且印刷电路板400具有第二接点421，可以将强化散热型封装结构1、2徒手固定于第一外部元件并与其电性连接。在第二接点421上形成连接器480时，可以将第一外部元件徒手固定于强化散热型封装结构1、2并与其电性连接。此外，半导体芯片460在封装、与电子产品组装的过程中，不会经过再流焊的温度循环，以提高半导体芯片460、强化散热型封装结构1、2、以及组装后的电子产品的可靠度。
另外，藉由本发明第一实施例的强化散热型封装结构1、2，就不需在封胶体440或440’上装设散热片或散热器来达成散热的目的，以简化图1G、2G或图1H、2H所显示的封胶工艺，进而减少外界水气由封胶体440或440’入侵强化散热型封装结构1、2的管道，以提高强化散热型封装结构1、2的工艺合格率与可靠度。此外，将热传导路径的截面积增加到整个半导体芯片460的面积，以提高强化散热型封装结构1、2的散热能力。而且，散热基板450除了具有将半导体芯片460所产生的热量传导至外界的能力之外，还能够支撑并加强强化散热型封装结构1、2的结构。
第二实施例
本发明第二实施例的强化散热型封装结构的形成方法，适用于图像IC的半导体芯片的封装结构的形成方法，其印刷电路板与导热基板结合及其之前的步骤，均与第一实施例中，显示于图1A～1C、图2A～2C(无第二外部元件31、32、41、42的情况)或图1A～1D、图2A～2D(有第二外部元件31、32、41、42的情况)的步骤完全相同，故在此不重复叙述。
请参考图3A～3D与图4A～4D，其中图3A～3D为一系列的俯视图、图4A～4D为同一系列的剖面图，显示本发明第二实施例的强化散热型封装结构的形成方法的流程、及其所形成的强化散热型封装结构。
在图3A及其沿BB线的剖面图的图4A中，经由如同图1A～1D、图2A～2D所显示的步骤后，形成一封闭的坝状结构(dam structure)740，坝状结构740凸出于印刷电路板700的上表面，围绕该芯片安装区711，并使芯片安装区711暴露于其中，而坝状结构740也可以覆盖直接封装区710附近的部分导热基板750。其中，坝状结构740可以是FR4树脂(以环氧树脂为基底的FlameResistant；flame level 4)、FR5树脂(以环氧树脂为基底的Flame Resistant；flamelevel 5)、BT树脂(Bismaleimide Triazine)、DriClad(商品名，为IBM所发明)、聚酰亚胺(Polyimide)、聚酯(Polyester)、或材料与封胶体440或440’相同的半导体封装使用的封胶材料。
然后，在图3B及其沿BB线的剖面图的图4B中，将一半导体芯片760黏合于印刷电路板700的镂空结构712之处，使半导体芯片460与导热基板750黏合，其中半导体芯片760上至少具有一焊接垫(Wire bond Pad)762与一图像传感器(image sensor)766。而半导体芯片760与导热基板750的黏合方式可使用芯片黏合接合(Die Bond)，也就是在暴露于镂空结构712的导热基板750上形成一黏合材料(未显示)，例如含银粉或不含银粉的环氧树脂后，再加热至不超过120℃将上述黏合材料固化，而完成半导体芯片760与导热基板750的黏合。此时，可藉由芯片黏合层755而增加半导体芯片760与导热基板750之间的结合强度，以提高本发明第二实施例的强化散热型封装结构的形成方法的合格率及产品的可靠度。
然后，在图3C及其沿BB线的剖面图的图4C中，于第一接点713与焊接垫762之间形成一连接导体764，使第一接点713电连接焊接垫762。其中，连接导体764通常为金或其合金，在极小部分的情况下会使用铝质的连接导体764。此时，藉由电路板线路770，使第二接点721分别电性连接于半导体芯片760。
然后，在图3D及其沿BB线的剖面图的图4D中，形成一透光盖745于坝状结构740上，使半导体芯片760、焊接垫762、连接导体764、图像传感器766、第一接点413、与视工艺需求而安装的第二外部元件41、42与大气隔绝。其中，可形成一热固性或可用紫外线行聚合反应的黏着层(未显示)于坝状结构740上；再将透光盖745置于坝状结构740上；最后依照上述黏着层的性质加热或以紫外线照射将其固化而将透光盖745固定于坝状结构740上。如此，构成本发明第二实施例的强化散热型封装结构3。
本发明第二实施例的强化散热型封装结构3的一应用例也与显示于第2I、2J图者相同，在此也省略其说明。
另外，印刷电路板700上的第一外部元件接触区720的第二接点721可以是俗称金手指形式的接点，用来徒手将强化散热型封装结构3插入并固定在例如在另一印刷电路板上所形成的插入式连接引脚(connector pin)或连接器(connector)等第一外部元件而与其电性连接。也可以徒手将强化散热型封装结构3由上述在另一印刷电路板上所形成的插入式连接引脚或连接器等元件拔出。又，如图5所示，可以将一连接器780焊接在第二接点721上，以徒手将另一印刷电路板等第一外部元件插入并固定在连接器780，使强化散热型封装结构3可以藉由第二接点721，电性连接于上述另一印刷电路板上的金手指形式的接点。也可以徒手将上述另一印刷电路板拔出连接器780。而上述连接器780焊接在第二接点721上的步骤最好在图3B、4B所显示的步骤之前执行，以减少半导体芯片760与导热基板750结合之后的热工艺，以提高本发明第二实施例的强化散热型封装结构3的可靠度。
如上所述，本发明第二实施例的强化散热型封装结构3中，将半导体芯片760直接封装在印刷电路板700上，且印刷电路板700具有第二接点721，可以将强化散热型封装结构3徒手固定于上述第一外部元件并与其电性连接。而在第二接点721上形成连接器780时，可以将上述第一外部元件徒手固定于强化散热型封装结构3并与其电性连接。半导体芯片760在封装、与电子产品组装的过程中，因不会经过再流焊的温度循环，可提高半导体芯片760、强化散热型封装结构3、以及组装后的电子产品的可靠度，并可以使对热敏感的图像传感器766不受再流焊等热工艺的损害，达成本发明主要目的。
另外，藉由本发明第二实施例的强化散热型封装结构3，可使热传导路径的截面积增加到整个半导体芯片760的面积，以提高强化散热型封装结构1、2的散热能力。而且，散热基板750除了具有将半导体芯片760产生的热量传导至外界的能力之外，还能够支撑并加强强化散热型封装结构3的结构。
虽然本发明已结合优选实施例披露如上，然其并非用来限定本发明，任何本领域内的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定的为准。

Claims (31)

1.一种强化散热型封装结构的形成方法，包括：
(a)提供一印刷电路板，其具有一上表面与一下表面，该上表面包括一直接封装区与一第一外部元件接触区，该直接封装区具有一芯片安装区与位于该芯片安装区的外侧的一第一接点，该芯片安装区具有穿透该印刷电路板的一镂空结构，该第一外部元件接触区具有一第二接点，且该第一接点与该第二接点电性连接；
(b)提供一导热基板，具有相对的一第一表面与一第二表面；
(c)将该导热基板的第一表面与该印刷电路板的下表面压合，并使至少部分的该导热基板由该印刷电路板的该镂空结构处暴露出来；
(d)将一第一芯片黏合于该印刷电路板的该镂空结构处，使该第一芯片与该导热基板黏合，且该第一芯片上至少具有一焊接垫；
(e)于该第一接点与该焊接垫之间形成一连接导体，使该第一接点电连接该焊接垫；以及
(f)形成一隔绝结构，使该第一芯片、该焊接垫、该连接导体、以及该第一接点与大气隔绝。
2.如权利要求1所述的形成方法，其中该印刷电路板还包括一第二外部元件接触区，该第二外部元件接触区具有一第三接点，电性连接于该第一接点及/或该第二接点，且于该步骤(d)之前，该方法还包括一步骤(g)提供一第二外部元件，电性连接于该第三接点。
3.如权利要求2所述的形成方法，该步骤(g)包括：
(g1)形成一软焊材料于该第三接点上；
(g2)将该第二外部元件置于该第三接点上；以及
(g3)再流焊该软焊材料，使该第二外部元件电性连接于该第三接点。
4.如权利要求3所述的形成方法，其中，该步骤(g)还包括一清洗步骤(g4)，以清洁该印刷电路板。
5.如权利要求3所述的形成方法，其中，该步骤(g)还包括一步骤(g5)形成一封闭的坝状结构，该坝状结构凸出于该印刷电路板的上表面，围绕该芯片安装区，并使该芯片封装区暴露于其中。
6.如权利要求2所述的形成方法，其中该第二外部元件包括一无源元件、一第二芯片、一封装有至少一第三芯片的封装体、或上述的组合。
7.如权利要求1所述的形成方法，其中该步骤(c)还包括：
(c1)于该印刷电路板的下表面形成一可压合胶材；
(c2)结合该导热基板的第一表面与该印刷电路板的下表面；以及
(c3)以一压合工艺，固化该压合胶材并固定该导热基板与该印刷电路板。
8.如权利要求1所述的形成方法，其中该导热基板设置有一芯片黏合层，且压合该导热基板与该印刷电路板时，该镂空结构至少使部分该芯片黏合层暴露于其中。
9.如权利要求1所述的形成方法，其中于该步骤(c)之前，该方法还包括一步骤(h)形成一芯片黏合层于该导热基板上，且压合该导热基板与该印刷电路板时，该镂空结构至少使部分该芯片黏合层暴露于其中。
10.如权利要求1所述的形成方法，还包括一步骤(i)：
(i1)形成一导热胶材于该导热基板的该第二表面；以及
(i2)提供一散热媒体，藉由该导热胶材连接该导热基板与该散热媒体。
11.如权利要求1所述的形成方法，其中该第一芯片还包括一图像传感器，且形成该隔绝结构时，还使该图像传感器与大气隔绝。
12.如权利要求1所述的形成方法，其中于该步骤(d)之前，还包括一步骤(j)形成一封闭的坝状结构，凸出于该印刷电路板的上表面，围绕该芯片安装区并使该芯片封装区暴露于其中，但该坝状结构不使该芯片封装区与大气隔绝。
13.如权利要求12所述的形成方法，其中该步骤(f)还包括形成一透光盖于该坝状结构上，使该第一芯片、该焊接垫、该连接导体、以及该第一接点与大气隔绝。
14.如权利要求1所述的形成方法，其中，步骤(c)中由该印刷电路板的该镂空结构所暴露出的部分的该导热基板具有一面积，该面积大于该第一芯片，使该第一芯片于黏合该导热基板时，该第一芯片完全黏合于该导热基板。
15.如权利要求1所述的形成方法，其中，该第一芯片以一芯片黏合工艺黏合于该印刷电路板上。
16.一种强化散热型封装结构，包括：
一印刷电路板，具有一上表面与一下表面，该上表面上设置一直接封装区与一第一外部元件接触区，该直接封装区具有一芯片安装区与位于该芯片安装区的外侧的一第一接点，该芯片安装区具有穿透该印刷电路板的一镂空结构，该第一外部元件接触区具有一第二接点，且该第一接点与该第二接点电性连接；
一导热基板，具有相对的一第一表面与一第二表面，该导热基板的第一表面与该印刷电路板的下表面压合，且部分的该导热基板由该印刷电路板的该镂空结构处暴露出来；
一第一芯片，于该镂空结构处黏合于该导热基板，且该第一芯片至少具有一焊接垫；
一连接导体，电性连接该第一接点与该焊接垫；以及
一隔绝结构，使该第一芯片、该焊接垫、该连接导体、与该第一接点与大气隔绝。
17.如权利要求16所述的封装结构，其中该导热基板可为金属板或陶瓷板或具高散热性的基板。
18.如权利要求16所述的封装结构，其中该导热基板与该印刷电路板之间还包括一芯片黏合层，且部分该芯片黏合层由该印刷电路板的该镂空结构处暴露出来。
19.如权利要求18所述的封装结构，其中该芯片黏合层选自下列材料：镍/金层、锡铅合金层、含银合金层、以及含铜合金层。
20.如权利要求16所述的封装结构，其中该印刷电路板还包括一第二外部元件接触区，位于该芯片安装区与该外部元件接触区以外的区域，且该第二外部元件接触区具有一第三接点，电性连接于该第一接点及/或该第二接点。
21.如权利要求20所述的封装结构，还包括一第二外部元件，电性连接于该第三接点。
22.如权利要求21所述的封装体，其中该第二外部元件包括一无源元件、一第二芯片、一封装有至少一第三芯片的封装体、或上述的组合。
23.如权利要求16所述的封装结构，其中该第一芯片还包括一图像传感器，且该隔绝结构还使该图像传感器与大气隔绝。
24.如权利要求16所述的封装结构，还包括一封闭的坝状结构，凸出于该印刷电路板的上表面，围绕该芯片安装区、但仍暴露该芯片封装区。
25.如权利要求24所述的封装结构，其中该隔绝结构还包括一透光盖于该坝状结构上，使该芯片、该焊接垫、该连接导体、以及该第一接点与大气隔绝。
26.如权利要求16所述的封装结构，其中该隔绝结构选自以下材料：FR4树脂(以环氧树脂为基底的Flame Resistant；flame level 4)、FR5树脂(以环氧树脂为基底的Flame Resistant；flame level 5)、BT树脂(BismaleimideTriazine)、DriClad(商品名，为IBM所发明)、聚酰亚胺、聚酯、以及IC封装使用的封胶材料。
27.如权利要求16所述的封装结构，其中该隔绝结构选自以下材料：热固性环氧树脂、聚酰亚胺、聚酯、以及一封胶材料。
28.如权利要求16所述的封装结构，其中该第一外部元件可为印刷电路板所形成的插入式连接引脚或以软焊材料焊上一连接器零件。
29.如权利要求16所述的封装结构，其中该第一外部元件为印刷电路板或一连接器。
30.如权利要求16所述的封装结构，其中于该印刷电路板与该导热基板之间还包括一压合胶材，且该压合胶材藉由一压合步骤后，固化结合该印刷电路板与该导热基板。
31.如权利要求16所述的封装结构，还包括：
一导热胶材，设置于该导热基板的第二表面上；以及
一散热媒体，藉由该导热胶材连接于该导热基板。
CN 200310102738 2003-10-22 2003-10-22 强化散热型封装结构及其形成方法 Pending CN1610082A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200310102738 CN1610082A (zh) 2003-10-22 2003-10-22 强化散热型封装结构及其形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200310102738 CN1610082A (zh) 2003-10-22 2003-10-22 强化散热型封装结构及其形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1610082A true CN1610082A (zh) 2005-04-27

Family

ID=34756440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200310102738 Pending CN1610082A (zh) 2003-10-22 2003-10-22 强化散热型封装结构及其形成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1610082A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100352057C (zh) * 2005-07-01 2007-11-28 威盛电子股份有限公司 具有改善散热结构的封装基板及电子装置
CN103354239A (zh) * 2013-07-16 2013-10-16 南昌欧菲光电技术有限公司 影像感测器组件
CN105819882A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 汕头大学 一种陶瓷金属复合基板及其制备工艺
CN107646088A (zh) * 2015-06-02 2018-01-30 密克罗奇普技术公司 具有原位印刷的传感器的集成电路
CN109449130A (zh) * 2018-10-16 2019-03-08 深圳市安德斯诺科技有限公司 一种新型封装结构及方法
CN110211984A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 德淮半导体有限公司 堆叠型背照式图像传感器及其制造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100352057C (zh) * 2005-07-01 2007-11-28 威盛电子股份有限公司 具有改善散热结构的封装基板及电子装置
CN103354239A (zh) * 2013-07-16 2013-10-16 南昌欧菲光电技术有限公司 影像感测器组件
CN103354239B (zh) * 2013-07-16 2017-02-08 南昌欧菲光电技术有限公司 影像感测器组件
CN107646088A (zh) * 2015-06-02 2018-01-30 密克罗奇普技术公司 具有原位印刷的传感器的集成电路
CN105819882A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 汕头大学 一种陶瓷金属复合基板及其制备工艺
CN105819882B (zh) * 2016-03-11 2019-01-01 汕头大学 一种陶瓷金属复合基板及其制备工艺
CN109449130A (zh) * 2018-10-16 2019-03-08 深圳市安德斯诺科技有限公司 一种新型封装结构及方法
CN110211984A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 德淮半导体有限公司 堆叠型背照式图像传感器及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11605609B2 (en) Ultra-thin embedded semiconductor device package and method of manufacturing thereof
CN1041254C (zh) 三维结构的半导体器件
CN101165866B (zh) 一种集成电路封装体及其制造方法
US7423335B2 (en) Sensor module package structure and method of the same
JP3846437B2 (ja) 自動車用コントロールユニット
CN1091301C (zh) 半导体器件
JP5038271B2 (ja) 電気電子制御装置及びその製造方法
CN101080816A (zh) 覆晶接点的功率组件封装
JP2001516956A (ja) 透明な封入剤を用いた集積回路パッケージ及びそのパッケージの製造方法
CN1516252A (zh) 制造半导体集成电路器件的方法
TW200844529A (en) Optical coupler package
CN1711639A (zh) 折叠的柔性无接合引线的多芯片功率封装
CN114388375A (zh) 形成芯片封装体的方法和芯片封装体
CN103094291A (zh) 一种具有双层基板的影像感测器封装结构
US6989293B2 (en) Thermally enhanced packaging structure and fabrication method thereof
TWI332694B (en) Chip package structure and process for fabricating the same
CN1610082A (zh) 强化散热型封装结构及其形成方法
JP5898575B2 (ja) 半導体装置
CN1172369C (zh) 具散热片的半导体封装件
US20080283982A1 (en) Multi-chip semiconductor device having leads and method for fabricating the same
JP6945513B2 (ja) 電子制御装置
JP5613100B2 (ja) 半導体装置の製造方法
TWI278080B (en) Package of CMOS image sensor with heatsink and method for packaging the same
CN104576568A (zh) 半导体封装件及其制造方法
EP1628509A2 (en) Electronic module with form in-place pedestal

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication