TWI242272B - Semiconductor package and manufacturing for the same - Google Patents

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1242272 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 更特別有關於一 之環狀黏膠係形 本發明係有關於一種半導體封裝構造， 種封裝構造，於固化製程後，該封裝構造 求一固化築堤。 【先前技術】 隨著更輕更複雜電子裝置需求的日趨強列，曰 及複雜性相對越來越高。半導體晶片需要提供:對^， 的接腳’用以輸人及輸出訊號。覆晶球格陣列封震構夕 Chip Ball Grid Array Package)係為—種已 ^ 卬 驻接i斑n 匕知的、鬲階的封 …。舉例而言’美國專利第5,9〇9,〇56號及 6,〇51，888號中’揭示不同的覆晶球格陣列封裂構造，直呈 有散熱片配置於該半導體晶片之背面。 八^ 參考第la及lb圖，其顯示典型之覆晶球格陣列封裝構 造2。該封裝構造2包括一晶片3〇、一基板4〇、一散熱片 1〇及-強化環20。該晶片30具有一主動表面32和’背面 34及複數個凸塊90配置於該主動表面32上。該基板仂 係用以承载該晶片30,並具有導電線路（圖中未示）電性連 接至該晶片30之凸塊90。該強化環20藉由一第一黏膠5〇 固定於該基板40之上。該散熱片10藉由一第二黏膠6〇固 疋於忒強化環20上。該基板40係設有複數個錫球42，用 以電性連接至一外部電路板（圖中未示）。 一導熱介面材料（thermal interface material)70 係可填 補該晶片30與該散熱片10之間隙，用以輔助散發該晶片 1242272 30操作時所產生的熱量。該導埶 古-楠、# …W面材料係被發展，以提 ^暂傳導性及減低接觸熱阻，並可切脂（㈣_)、相變化 =¾ (Phase change material)切膠 _ 所製。然而, 作循環之溫度變化時，由於封梦 於封衣構造之結構變形或導熱介 面材料具有類似液態特性，因此導 U此V致位於該晶片與散熱片 之間的導熱介面材料發生溢出現象（pump 〇ut

Ph_men0n)74，如第2圖所示。如此—來該導執介面材 枓之溢出現象將降低該晶片與散熱片之間的導熱效率。 美國專利第㈣…6號，標題為“用於覆晶球格陣列 封裝構造之高性能散熱片（High Perf〇rmanee _ lip Chip Package)，揭不一種半導體封裝構造製造 方法包含下列步驟：提供—基板，其具有_上表面及一下 表面’該下表面具有電性接點固定於一印刷電路板之對應 電性接點；將U之主動表面電性連接於該基板之上表 面，其中該晶片具有一背面；藉由一相變化材質，將形成 於一散熱片下表面上之凸出部連接於該晶片之背面，如此 使該晶片所產生之熱藉由該相變化材質傳送至該散熱片； 以及提供一微型築堤環（dam ring)貼合於該晶片之背面 上’以保持該相變化材質於液態時避免溢出。然而，哕築 堤環將增加該半導體封裝構造之製程成本及時間。再者T 該築堤環仍須藉由一貼合方式固定於該晶片上，如此將進 一步增加該半導體封裝構造之製程時間。 因此，便有需要提供一種半導體封裝構造，能夠解決前 述的缺點。 ' 1242272 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種半導體封 製程後，該半導體封裝構造之環、^ :固化 堤，用以避免該半導體封裝構造 口化杀 农傅k之¥熱介面材於 環之溫度變化時發生溢出現象。 、’、循 為達上述目的，本發明接供 _ ^ Μ、料導體封裝構造，包含 :二片:一基板、-環狀黏膠、-導熱介面材料及—散熱 γ曰^日日片相對之—主動表面及—。該基板承载 ^曰片，亚電性連接至該晶片之主動表面。該 配置於該晶片之背面上，並與該晶片界定—空 ：： 環狀黏膠具有熱固化特性，力固化製程後形成一固化築-堤：該導熱介面材料係填滿該空穴。該散熱片覆蓋該空穴， 並藉由該環狀黏膠配置於該晶片之背面上。 ^明之半導體封裝構造於固化製程後，該環狀黏膠形 成：固化築堤，用以避免該導熱介面材料於操作循環之溫 度變化時發生溢出現象’進而避免降低該晶片與散熱片之 :的V熱Α率。再者’相較於先前技術，本發明之環狀黏 膠本身具有黏著性，不須再藉由一貼合方式固定於該晶片 上’因此不會增加該半導體封裝構造之製程時間。 本發明另提供一種半導體封裝構造製造方法，包含下列 步驟·提供一基板及一晶片，其中該晶片具有相對之一主 動表面 _ a面，且該基板係用以承載該晶片，並電性連 才妾至該晶}4+ j 〇· 曰曰乃之该主動表面；將一環狀黏膠形成於該晶片之 該背而 , 、， 並與該晶片界定一空穴；將一導熱介面材料填 1242272 滿該空穴；藉由該環狀黏膠，將一散熱片配置於該晶片之 逡背面上；以及固化該環狀黏膠，以形成一固化築堤。 本發明之半導體封裝構造製造方法，該環狀黏膠之形成 步驟係可與該第一黏膠之形成步驟設定為相同的單一製 私。或者’該環狀黏膠之形成步驟係可與該第二黏膠之形 ά步驟設定為相同的單一製程。相較於先前技術，本發明 之半導體封裝構造製造方法不會增加製程成本及時間。 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。 【實施方式】 參考第3a圖及第3b圖，其顯示本發明之一實施例之半 導體封裝構造，諸如覆晶球格陣列封裝構造100。該封裝 構造100包含一晶片130、一載板（諸如，基板14〇)、一散 熱片110及-強化環12〇。該晶片13〇具有相對之一主動 表面132及一背面134 ’且具有複數個凸& 配置於嗲

晶片no之主動表面132上。該基板14〇係用以承載該= 片130,並具有導電線路（圖中未示）電性連接至該晶片⑼ 之凸塊1 90，亦即該晶片i 3〇藉由覆晶（FHp啊）接合方式 電性連接至該基板14〇。該強化丨m係藉由H膠 150黏著於該基板140上。該散熱片110係藉由-第二點 勝160黏著於該強化環120上。該強化環12〇、該散執片 Z及該基板14G係共同形成-容置空間，以承載該W 。/基板U0係設有複數個錫球142，用以電性連接至 一外部電路板（圖中未示）。 1242272 一環狀黏膠180係配置於該晶片130之背面134上之四 周’並界定一空穴172。一導熱介面材料（thermal interface material)170係可填滿該空穴172,用以輔助散發該晶片i3〇 操作時所產生的熱量。該散熱片110覆蓋該空穴172，並 藉由該環狀黏膠1 8 0黏著於該晶片1 3 0之背面1 3 4上。該 導熱介面材料1 7 0係用以提高熱傳導性及減低接觸熱阻， 並可為矽脂（grease)、相變化材質（phase change material)或 矽膠（gel)所製。該環狀黏膠180係可為連續環狀，諸如一 個矩形長條狀（如第4圖所示）或非連續環狀，諸如四個長 條狀（如第5圖所示）。該環狀黏膠18〇圍繞該導熱介面材 料170，且具有熱固化特性。 本發明之封裝構造於固化製程（cure process)後，該環狀 黏膠形成一固化築堤，用以避免該導熱介面材料於操作循 環之溫度變化時發生溢出現象（pump_〇ut phen〇men〇n)，進 而避免降低該晶片與散熱片之間的導熱效率。再者，相較 於先前技術，本發明之環狀黏膠本身具有黏著性，不須再 藉由一貼合方式固定於該晶片上，因此不會增加該封裝構 造之製程時間。 本實施例之封裝構造製造方法，如下列之第6圖至第7 圖。參考第6圖，提供一基板14〇及一晶片13〇，其中該 晶片130具有相對之一主動表面132和一背面134，且具 有複數個凸塊190配置於該晶片13〇之主動表面上； 以及該基板140係用以承載該晶片丨3 〇，並具有導電線路 (圖中未示）電性連接至該晶片丨3〇之凸塊i9〇。 1242272 茶考第7圖，將一第一黏膠15〇形成於該基板i4〇上。 將一％狀黏膠180形成於該晶片13〇之背面134上之四 周’亚界定一空穴172。參考第8圖，將一導熱介面材料 170填滿該空穴172。 '藉由該第一黏膠150將一強化環120黏著於該基板14〇 丄。將一第二黏膠1 6〇形成於該基板丨4〇上。將一散熱片 11 0覆蓋該空穴1 72，並藉由該第二黏膠丨60及環狀黏膠 180分別黏著於該強化環12〇及該晶片13〇上。於固化製 程（cure process)後，該環狀黏膠18〇形成一固化築堤，用 以避免該導熱介面材料丨70於操作循環之溫度變化時發生 溢出現象。將複數個錫球丨42配置於基板140上，如此以 形成本發明之封裝構造，如第3 b圖所示。 本發明所屬技術領域中具有通常知識者可知，由於該第 一黏膠1 50可具有與該環狀黏膠i 8〇相同之材質（亦即，具 有熱固化特性）’因此该ί哀狀黏膠1 8 〇形成於該晶片1 3 0上 的步驟係可與該第一黏膠150形成於該基板140上的步驟 設定為相同的單一製程，諸如藉由單一點膠裝置（圖中未示） 先將該環狀黏膠1 80形成於該晶片1 30上，然後將該第一 黏膠150形成於該基板140上。或者，由於該第二黏膠16〇 可具有與該環狀黏膠1 8 0相同之材質（亦即，具有熱固化特 性），因此該環狀黏膠180形成於該晶片130上的步驟係可 與该弟一膠1 6 0形成於遠強化壤1 2 0上的步驟設定為相 同的單一製程，諸如藉由單一點膠裝置（圖中未示）先將該 環狀黏膠180形成於該晶片130上，然後將該第二黏膠ι6〇 形成於該強化環12 0上。相較於先前技術，本發明之封裝 1242272 構造製造方法不會增加製程成本及時間。 參考第9圖，其顯示本發明之一替代實施例之散熱片， 諸如帽狀散熱片11 〇 ’。該帽狀散熱片i 1 〇，係可為該散熱片 11〇與該強化環丨20 —體成形製造，而不需要該第二黏膠 1、6〇。該帽狀散熱片110,係藉由該第一黏膠15〇及該環狀黏 無180黏著於該基板140及該晶片13〇上。再者，本發明 所屬技術領域中具有通常知識者可知，該散熱片丨丨〇，諸 如平板狀散熱片，亦可只藉由該環狀黏膠黏著於該晶片 上，而不需要該第一黏膠15〇、該強化環12〇及該第二黏 膠 160 〇 ^ 雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本 發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與修改。 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 【圖式簡單說明】 第la及lb圖為t前技術之覆晶球格陣列封裝構造之立 體分解及剖面示意圖。 之剖面示意圖，其顯示一 第2圖為先前技術之封裝構造 、熱介面材料發生溢出現象。 之一實施例之封裝構造之立體分 第3a及3b圖為本發明 解及剖面示意圖。 第4及5圖為本發明之封裝構造之—晶片、一環狀黏 及—導熱介面材料之平面示意圖。 * 11 1242272 第6至8圖為本發明之一實施例之封裝構造製造方法之 剖面示意圖。 第9圖為本發明之一替代實施例之散熱片之剖面示意 圖。 【主要元件符號說明】 2 封裝構造 10 散熱片 20 強化環 30 晶片 32 主動表面 34 背面 40 基板 42 錫球 50 第一黏膠 60 第二黏膠 70 導熱介面材料 74 溢出現象 90 凸塊 100 封裝構造 110 散熱片 110” 帽狀散熱片 120 強化環 130 晶片 132 主動表面 134 背面 140 基板 142 錫球 150 第一黏膠 160 第二黏膠 170 導熱介面材料 172 空穴 180 環狀黏膠 190 凸塊

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Claims (1)

1242272 十、申請專利範圍： 1、 一種半導體封裝構造，包含： 一晶片，具有相對之一,主動表面及一背面； 載板’承載該晶片’並電性連接至該晶片之該主動 ' 表面； 一環狀黏膠，配置於該晶片之該背面上，並與該晶片 界定一空穴； 一導熱介面材料，填滿該空穴；以及 一散熱片，覆蓋該空穴，並藉由該環狀黏膠配置於該 晶片之該背面上。 2、 依申請專利範圍第丨項之半導體封裝構造另包含： 一強化環，配置於該散熱片與該載板之間，並與該散 熱片及該載板共同形成-容置空間，以承載該晶片。 3、 依申請專利範圍第2項之半導體 干等體封哀構造，其中該散熱 舁該強化環係-體成形被製造而形成一帽狀散熱片: 4、 依中請專利範圍第3項之半導體封褒構造，另包含： -第-黏膠’配置於該帽狀散熱片與該載板之間。 5、 依申請專利範圍第2項之半導體封裝構造，另包含： —第一黏膠，配置於該強化環與該載板之間；以及 -第二黏膠’配置於該強化環與該散熱片之間。 6、 依^請專利範圍帛5項之半導體封裝構造，其中^該第_ 黏膠與該環狀黏膠具有杻同之材質。 / — 1242272 、依申請專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該環狀 黏膠係為連續環狀。 又申明專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該環狀 黏膠係為非連續環狀。 '依申明專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該載板 係為一基板。 10依申請專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該導 …、；I面材料係為石夕脂、相變化材質或石夕膠之群組中選 出。 U、依申請專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該晶 片藉由一覆晶接合方式電性連接至該載板。 12 Λ依申請專利範圍第11項之半導體封裝構造，其中該 晶片具有複數個凸塊配置於該晶片之主動表面上，並電 性連接至該載板。 1 3、依申請專利範圍第1項之半導體封裝構造，其中該環 狀黏膠具有熱固化特性，於固化製程後係形成一固化築 堤。 ’、 14、 一種半導體封裝構造製造方法，包含下列步驟： 提供一載板及一晶片，其中該晶片具有相對之一主動 表面#月面，且泫載板係用以承載該晶片，並電性連 接至該晶片之該主動表面； 將一壞狀黏膠形成於該晶片之該背面上，並與該晶片 界定一空穴； 14 1242272 將一導熱介面材料填滿該空穴； 將一散熱片覆蓋該空穴，卄έ a ^ . 亚精由该環狀黏膠配置於該 曰日片之邊为面上，以及 A 固化該環狀黏膠，以形成一固化築堤。 1，5、依申請專利範圍第U項之製造方法， 驟： 衣I万忐，另包含下列步 16 17 將-強化環配置於該散熱片與該載板之間，並與該^ 熱片及該載板共同形成一容置空間，以承載該晶片。* 、依申請專利範圍第14項之製造方法 與該強化環係一體成形被製造而形成一、依申請專利範圍第16項之製造方法 驟：

’其中該散熱片 帽狀散熱片。’另包含下列步 將一第一黏膠配置於該帽狀散熱片與該載板之間。 18、依申請專利範圍第15項之製造方法，另包含下列步 驟· 將一第一黏膠配置於該強化環與該载板之間；以及 將一第二黏膠配置於該強化環與該散熱片之間。 19 N依申請專利範圍第18項之製造方法，其中該第二黏 膠與該環狀黏膠具有相同之材質。 2〇、依申請專利範圍第1 9項之製造方法，其中該環狀黏 膠之形成步驟係與該第二黏膠之形成步驟設定為相同 的單一製程。 15 1242272 21、 依申請專利範圍第14項之製造方法，其中該晶片藉 由一覆晶接合方式電性連接至該載板。 22、 依申請專利範圍第21項之製造方法，其中該晶片具 有複數個凸塊配置於該晶片之主動表面上，並電性連接 至該載板。

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