TW200908255A - Heat spreader chip scale package and method for making the same - Google Patents

Description

200908255 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種晶片尺寸級封裝體，特別是關於一 種政熱增益型晶片尺寸級封裝體（heat Spreader chip scale package) 〇 【先前技術】 晶片封裝技術在半導體製程中扮演著一個重要的角 色。由於晶片在運作時，電流通過具有電阻等的元件會產 生大量的熱，於是晶片的散熱便成為一個重要的課題。隨 著半導體元件中積體電路元件的堆積密度（packing density)上升，晶片在運作時所產生的熱能也越來越大。 在現行的晶片封裝技術中’通常會在已封裝完成的晶 片上增加散熱裝置，以增進晶片的散熱效率並確保晶片的 正常運作。然而這種外加散熱裝置的模式，在晶片速度不 斷快速提昇的趨勢下，已越來越難以應付晶片在運作時所 產生的熱能，而且在每一個已完成封裝的晶片上裝設一個 散熱裝置，其程序也相當地複雜非常耗費成本。展望下— 個世代的晶片，這種外加散熱裝置的模式將無法滿足未來 晶片的散熱需求。 6 200908255 【發明内容】 本發明於是提出-種散熱增益型晶片尺寸級封裝體。 在晶片封糾，即-併將散熱元件内建在晶片封裝體中。 這種解決方式不但簡化了縣封裝晶片與 T行的製程，更具有前瞻性解決未來晶片散熱問題㈣ «*»'5 ° 本發明的散熱增益型晶片尺核封錢，包含具有主 動表面與背面之晶粒、包圍背面並暴露出主動表面之散轨 片以及覆蓋背面與散熱片並暴露出主動表面之封膠體。 本土月又揭$種形成散熱增益型晶片尺寸級封裝體 的方法。首先’複數個晶粒獨立㈣具有選擇純的載體 上’並使得各晶粒之主動表面與載體相接觸。其次，將散 熱褒置覆蓋料接觸難個晶粒，散隸置包含對應複數 個晶粒之複數個散熱件（heats㈣ader)。然後，使用封膠 體以壓模（moldlng)的方式密封晶粒之背面以及散熱件。接 耆’切割散熱件以成為複數個單位封裝體，各單位封裝體 句匕έ日曰粒與政熱片（heat如让）。以及，去除各單位 封裝體之載體部分’以形成所欲之散熱增益型晶片尺寸級 封裝體。 【實施方式】 200908255 本發明散熱增益型晶片尺寸級封裝體的好處在於，在 晶片封裝時，即一併將散熱元件内建在晶片封裝體中。這 種解決方式不但簡化了原本封裝晶片與裝置散熱元件分開 進行的製程，更具有前瞻性解決未來晶片散熱問題與生產 快、時間短的優點。 第1圖例示本發明散熱增益型晶片尺寸級封裝體一較 佳實施例。散熱增益型晶片尺寸級封裝體100包含至少一 晶粒110、一散熱片120與一封膠體130。晶粒110具有一 主動表面111與一背面112，背面112被散熱片120所包 圍，但是主動表面111則暴露在散熱片120之外。晶粒110 可以是任何經過適當切割後的半導體晶片。一般說來，散 熱片120可包含高導熱的材料，以增進散熱效率，例如銅、 在呂等金屬或非金屬材料。 覆蓋住晶粒110背面112與散熱片120的封膠體130 暴露出晶粒110的主動表面，以方便日後電連接使用。雖 然裸晶的散熱效果良好，但容易受到環境的影響與破壞， 因此本發明係使用封膠體130來保護晶粒110，並藉以黏 著固定晶粒110與散熱片120。封膠體130通常是一種導 熱性良好的模封材料，例如環氧樹脂模封材料(epoxy molding compound，EMC)等0 8 200908255 為了方便日後的使用，主動表面111較佳可以包含至 少一焊墊(pads)、凸塊(bumps)等各式輸出入(I/O)端點（圖 未示），作為電連接之用。或是為了切割方便，主動表面 111可以視情況需要先用一具有黏性的載體140封起來，俟 切割完成後再予移除。 散熱片120的形狀可以呈梯形或帽形，使得背面112 被散熱片120所包圍。視情況需要，封膠體130不一定要 將散熱片120完全覆蓋。例如，當散熱片120具有頂部121 與延伸部122時，封膠體130可以只覆蓋延伸部122，而不 覆蓋頂部121之上表面。此外，散熱片120的表面亦可以設 置有複數個凹槽、突起、刻痕、粗糙面、開孔等之散熱圖 案來增加散熱片120的散熱面積，並提高封膠體130對於 散熱片120的黏附效果。 第2-6圖例示本發明形成散熱增益型晶片尺寸級封裝 體方法的一較佳實施例。本發明形成散熱增益型晶片尺寸 級封裝體方法，首先將複數個晶粒210獨立黏於具有選擇 黏性的載體240上。其中，這些經過切割的晶粒210均具 有一主動表面211與一背面212，而且在將晶粒210黏於 載體240上時，係使得各晶粒210之主動表面211接觸載 體 240。 9 200908255 為了方便日後的使用，主動表面211可以包含至少一 焊墊、凸塊等各式輸出入(1/0)端點（圖未示），作為電連接 之用。载體240可以包含複合層結構，例如黏膠與剛性基 材或黏膠與捲帶(tape)。黏膠可以具有選擇的黏性，並在一 適富條件下失去黏性，例如使用曝光或加熱等方式。一般 而言’剛性基材可以是玻璃、矽、金屬等等材料。 其次’如第3圖所示，將散熱裝置220覆蓋但不接觸 複數個晶粒21〇。散熱裝置220係包含對應複數個晶粒210 之複數個散熱件（heat spreader ) 226。一般說來，散熱裝 置220可包含高導熱的材料，以增進散熱效率，例如銅、 紹等金屬或非金屬材料。此外，每一個散熱件226的表面 皆可以設置有複數個凹槽、突起、刻痕、粗糙面、開孔等 之散熱圖案來增加散熱面積並提高黏著面積。 之後，如第4圖所示，將封膠體230以壓模（m〇iding) 方式填充於散熱件226與晶粒210間的空隙中與散熱件226 的四周’以密封晶粒21〇之背面212並將散熱件226與晶 粒21 〇固定在—起。雖然裸晶的散熱效果良好，但容易受 到續境的影響與破壞，因此使用封膠體230來保護晶粒 。封膠體230通常是一種導熱性良好的模封材料，例如 %氧樹脂楔封材料(epoxy molding compound，EMC)等。 200908255 f著’如第5圖所示’切割散熱件m以成為各別單 位封裝體200，其中各單位封 別與-散熱片220,散敎片2^00均包3至少一晶粒 敢'、，、月220的形狀可以呈梯形或帽 時’散熱片220會具有一頂部221與一延伸部從， =:212被散熱片220所包圍。視情況需要，封膠體 疋要將散熱片220完全覆蓋。例如 可以只覆蓋延伸部222,而不覆蓋頂部221之上表面。 切割後’如第6圖所示’即可去除單位封裝體雇之 U40 ’而暴露出主動表面2ιι以形成散熱增益型 晶片尺寸級封裝體2(Π。如前所述，黏膠可以具有選擇的 純’因此可㈣用—適當條做_失去純，方便移 除單位封裝體2〇〇之载體部分24(^ 士由於本發明散熱增益型晶片尺寸級封裝體在晶片封農 4 ’即-併將散熱元件内建在晶片封裝體中，這種解決方 ^不但簡化了原本封裝晶片«置散熱元件分開進行的製 私’更具#前瞻性解決未來晶片散㈣題與生產快、時 短的優點。 曰 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 200908255 【圖式簡單說明】 第1圖例示本發明散熱增益型晶片尺寸級封裝體一較 ' 佳實施例。 第2-6圖例示本發明形成散熱增益型晶片尺寸級封裝 體方法的一較佳實施例。 【主要元件符號說明】 100散熱增益型晶片尺寸級封裝體 110晶粒 111主動表面 120散熱片 140載體 210晶粒 212背面 221頂部 226散熱件 240載體 112背面 130封膠體 200單位封裝體 211主動表面 220散熱片 222延伸部 230封膠體 12

Claims (1)

1. 200908255 十、申請專利範圍： h種錢增益型晶片尺寸級封裝體（h _ package)，包含： ^ F :教’其具有-主動表面與一背面； 政熱片（heatsink)，包圍該背面並暴露出該主動表面；以

   一封膠體（molding 暴露出該主動表面。 compound)，其覆蓋該背面與該散熱片 並 其中該主動表面 其中該散熱片包 其中該高導熱材 其中該高導熱材 其中該散熱片呈 2. 如請求項1之散熱增益型晶片尺寸級封裝體 包含複數個電連接用之焊墊。 3. 如請求項1之散熱增益型晶片尺寸級封裝體 含一尚導熱材料。 4. 如睛求項3之散熱增益型晶片尺寸級封裝體 料包含銅。 5. 如清求項3之散熱增ϋ型晶片尺寸級封裝體 料包含鋁。 6.如請求項1之散熱增益型晶片尺寸級封裝體， 梯形或帽形。 13 200908255 7. U貞1之放熱增益型晶片尺寸級封裝體，其中該散熱片具 有一頂部且該_财覆蓋_©之上表面。 =士:月求項1之政熱增益型晶片尺寸級封裝體’其中該散熱片具 有至9、-延伸部且該封膠體覆蓋該延伸部。 )2 #求M 1之賴增益型晶片尺寸級封裝體，其巾該主動表面 包含至少一焊墊。 10·種形成政熱增益型晶片尺寸級封裝體⑽啊—咖p scale package)的方法，包含： 賴數個晶粒獨立黏於具有選擇黏性的一載體上，且各該晶 粒之一主動表面接觸該載體； 置 勺人_政、、農置覆盖但不接觸該複數個晶粒，其中該散熱裝 匕 複數個晶粒之複數個散熱件（heatspreader); 及該^散壓模—din8)方式密封該等晶粒之一背面以 茫體散熱件以成為複數個單_裝體，其中各該單位封 裝體:包含—該晶粒與-散熱片（heatsink);以及 不分，以形成該散熱增益型 片尺寸級封裝體 去除各該單位封裝體之該載體部 a曰 14 200908255 11.如請求項10之方法， " 12.如請求項10之方法， 13. 如請求項12之方法， 14. 如請求項12之方法， ) 15.如請求項10之方法， 16. 如請求項15之方法， 17. 如請求項15之方法， 18. 如請求項10之方法， 19. 如請求項10之方法， 20. 如請求項19之方法， 所組成之群組。 21. 如請求項10之方法， 體之該載體部分。 其中該主動表面包含複數個焊墊。 其中該散熱片包含一高導熱材料。 其中該高導熱材料包含銅。 其中該高導熱材料包含鋁。 其中該散熱片具有一頂部與一延伸部。 其中該封膠體不覆蓋該頂部之上表面。 其中該封膠體覆蓋該延伸部。 其中該散熱片呈梯形。 其中該載體包含一黏膠與一剛性基材。 其中該剛性基材選自由玻璃、矽與金屬 其中使用曝光方式以去除各該單位封裝 15 200908255 22.如請求項10之方法，其中使用加熱方式以去除各該單位封裝 ' 體之該載體部分。 十一、圖式： 16