TWI839000B - 封裝結構以及封裝方法 - Google Patents

Abstract

一種封裝結構，包含：一引線框架，具有晶粒座與多個引腳，引腳設於晶粒座外圍；一晶粒，設於晶粒座，引腳分別藉由多個引線與晶粒形成電性連接；一導熱軟膠層，設於晶粒上，與晶粒上的引線位於同一層階；一導熱板，位於導熱軟膠層上；以及一封裝材料，封裝引線框架、晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，其中導熱板露出於封裝材料的頂面，引線框架露出於封裝材料的底面。封裝結構內具有一上導熱路徑與一下導熱路徑，上導熱路徑經過晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，下導熱路徑經過晶粒以及引線框架。

Description

封裝結構以及封裝方法

本發明係有關一種封裝結構，特別是藉由導熱軟膠層與導熱板以增強導熱效果的一種封裝結構。

如圖1所示，傳統的封裝結構10中，常藉由散熱蓋16將晶粒14所產生的熱傳導至封裝結構10的頂面。此散熱蓋16需連接到引線框架12並遮蓋晶粒14，其形狀複雜，難以共用於各種封裝結構中，故製作且生產成本極高。此外，晶粒14頂部的熱經過封裝材料18後才能將熱傳導至散熱蓋16，封裝材料18的熱阻值一般高於散熱蓋16，故此散熱蓋16的設計其散熱效率有限、製作與管理成本都十分高。

針對先前技術的缺點，本發明提供一種封裝結構的設計，藉由簡單的製造過程，就可大幅提升散熱效果。

就其中一個觀點言，本發明提供了一種封裝結構，包含：一引線框架，具有晶粒座與多個引腳，引腳設於晶粒座外圍；一晶粒，設於晶粒座，引腳分別藉由多個引線與晶粒形成電性連接；一導熱軟膠層，設於晶粒上，與引線的一部分位於同一層階；一導熱板，位於導熱軟膠層上；以及一封裝材料，封裝引線框架、晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，導熱板露出 於封裝材料的頂面，引線框架露出於封裝材料的底面。封裝結構內具有一上導熱路徑與一下導熱路徑，上導熱路徑經過晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，下導熱路徑經過晶粒以及引線框架。

一實施例中，導熱板不接觸引線框架。

一實施例中，引線於晶粒上的部分，埋設於導熱軟膠層中；或者，引線於晶粒上的部分，位於導熱軟膠層外。

一實施例中，引線框架、晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，分別位於不同的層階。

一實施例中，封裝結構的封裝過程中，導熱板藉由導熱軟膠層設置於一連續膠帶上，先於連續膠帶上移除導熱軟膠層與導熱板，又於晶粒上設置導熱軟膠層與導熱板。

本發明的封裝結構，可用於方型扁平無引腳封裝(Quad Flat No Lead，QFN)、方型扁平式封裝技術(Quad Flat Package，QFP)、球柵陣列封裝(Ball Grid Array Package，BGA)、平面網格陣列封裝(Land Grid Array，LGA)、以及雙邊形扁平無鉛封裝(Dual Flat No Lead，DFN)。

另一觀點中，本發明提供一種封裝方法，包含：提供一連續膠帶，連續膠帶上具有多組導熱軟膠層與導熱板，從連續膠帶上移除各組的導熱軟膠層與導熱板；提供相連的多個引線框架，各引線框架具有一晶粒座與多個引腳，晶粒設置於晶粒座上，多個引線設置於晶粒與引腳間；將導熱軟膠層與導熱板，設置於晶粒上；提供一封裝材料，封裝引線框架、晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，以形成一連續結構，導熱板露出於連續結構的頂面，引線框架露出於連續結構的底面；以及分割連續結構，成為多個封裝結構。其中，封裝結構內具有一上導熱路徑與一下導熱路徑，上導熱路徑經過晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板，下導熱路徑經過晶粒以及引線框架。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10,50,60,70:封裝結構

12:引線框架

14:晶粒

16:散熱蓋

18:封裝材料

52:引線框架

522:晶粒座

524:引腳

54:晶粒

55:引線

56:導熱軟膠層

58:導熱板

5A:封裝材料

5PT:上導熱路徑

5PB:下導熱路徑

5T:頂面

TP:連續膠帶

CS:連續結構

圖1顯示先前技術中封裝結構的示意圖。

圖2顯示根據本發明一個實施例中封裝結構的示意圖。

圖3顯示根據本發明另一個實施例中封裝結構的示意圖。

圖4顯示根據本發明又一個實施例中封裝結構的示意圖。

圖5A至5G顯示與本發明一實施例中封裝方法的步驟示意圖。

圖6顯示本發明導熱板露出於封裝結構的頂面的部分，具有一形狀。

本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路組成部分間之相互關係，至於形狀與尺寸則並未依照比例繪製。

圖2、3、4分別顯示一個觀點中，本發明所提供的一種封裝結構50、60、70之實施例。圖2、3、4所示之封裝結構50、60、70之各自分別包含：一引線框架52，具有晶粒座522與多個引腳524，引腳524設於晶粒座522外圍；一晶粒54，設於晶粒座522，引腳524分別藉由多個引線55與晶粒54形成電性連接，用以傳遞引腳524與晶粒54之間的訊號；一導熱軟膠層56，設於晶粒54上，導熱軟膠層56黏著導熱板58於晶粒54上，與引線55於晶粒54上的一部分位於同一層階；一導熱板58，為高導熱材料所製作，導熱板58位於導熱軟膠層56上；以及一封裝材料5A，封裝引線框架52、晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58，以形成封裝結構50。導熱板58的頂面露出於封裝材料5A的頂面5T，引線框架52的底面露出於封裝材料5A的底面。封裝 結構內具有一上導熱路徑5PT與一下導熱路徑5PB，將晶粒54所產生的熱傳到至封裝結構50以外。其中，上導熱路徑5PT經過晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58；下導熱路徑5PB經過晶粒54以及引線框架52。藉由上導熱路徑5PT與下導熱路徑5PB，晶粒54的散熱效率得以大幅提昇。

一實施例中，導熱板58為高導熱材料所製作，將晶粒54內產生的熱傳導至導熱板58。高導熱材料例如金屬(銅、鋁)、複合材料、或電鍍(鎳、鉛、銅、錫等)的金屬引線材料。當導熱板58以相同於引線框架52的材料所製作，可大幅降低材料購入以及管理成本，其結構形狀簡單不需如先前技術般特別預先製作。所謂高導熱材料係指導熱係數高於封裝材料5A的導熱係數。

參照圖2、3、4的實施例中，導熱板58不直接接觸引線框架52，而以導熱軟膠層56黏著導熱板58於晶粒54上，故導熱板58不需要類似於先前技術般的複雜三維外型，藉由導熱軟膠層56就具有傳導來自晶粒54產熱的功能。

參照圖2、4的實施例中，引線55於晶粒54上的部分，埋設於導熱軟膠層56中。其中，導熱軟膠層56將引線55埋入其中，即晶粒54上引線銲點，位於導熱軟膠層56與晶粒54之間，可增加導熱軟膠層56在晶粒54上的貼覆面積(例如圖4的封裝結構70中，導熱軟膠層56的範圍可大於晶粒54的頂面)，增加散熱效率。或者，因引線銲點設置於導熱軟膠層56下，晶粒54的頂面與導熱軟膠層56的接觸面積之外，晶粒54的頂面不需向外增加面積供設置引線銲點，如此晶粒54所需尺寸不需因設置引線銲點而變大。

參照圖3，一實施例中，引線55於晶粒54上的部分，位於導熱軟膠層56外。導熱軟膠層56依附於晶粒54上的步驟，無須將引線55埋入導熱軟膠層56。

圖2、3、4的實施例中，引線框架52、晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58，分別位於不同的層階。封裝結構50、60、70的製作程序，主要為一層層進行堆疊，過程較簡單，無須類似先前技術般將散熱蓋對位於引線框架上、且無配合晶粒的三維形狀進行覆蓋的需求。

一實施例中，在封裝結構50、60、70各自的封裝過程中，多個導熱板58分別藉由多個導熱軟膠層56設置於一連續膠帶TP上(圖5B)，先於連續膠帶TP上移除導熱軟膠層56與導熱板58，將導熱軟膠層56與導熱板58移置晶粒54上(圖5C、5D)，流程描述請參照後續實施例的說明。

本發明的封裝結構，可用於方型扁平無引腳封裝(Quad Flat No Lead，QFN)、方型扁平式封裝技術(Quad Flat Package，QFP)、球柵陣列封裝(Ball Grid Array Package，BGA)、平面網格陣列封裝(Land Grid Array，LGA)、以及雙邊形扁平無鉛封裝(Dual Flat No Lead，DFN)。

此外，本發明供的引線框架52、晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58，可因不同實施狀況而有所改變，可不受限於圖式中所示。

一實施例中，導熱板58露出於封裝結構50、60、70各自的頂面5T的部分，具有一形狀(如圖6所示)，從頂面5T上方視角觀之，此形狀包含：方形、長方形、圓形、橢圓形、三角形、以及多邊形。

另一觀點中，本發明提供一種封裝方法，包含：提供一連續膠帶TP，連續膠帶TP上具有多組的導熱軟膠層56與導熱板58，如圖5A、5B所示，其中圖5A為連續膠帶TP上導熱軟膠層56分割前的狀態示意，圖5B為連續膠帶TP上導熱軟膠層56分割後的狀態示意，從連續膠帶TP上移除各組的導熱軟膠層56與導熱板58(圖5C)；提供相連的多個引線框架52，各引線框架52具有一晶粒座522與多個引腳524，晶粒54設置於晶粒座522上，多個引線55設置於晶粒54與引腳524間；將導熱軟膠層56與導熱板58，設置於晶粒54上；提供一封裝材料5A，封裝引線框架52、晶粒54、導熱軟膠層56、以及 導熱板58，以形成一連續結構CS，導熱板58露出於連續結構CS的頂面，引線框架52露出於連續結構CS的底面；以及分割連續結構CS，成為多個封裝結構60。其中，封裝結構60內具有一上導熱路徑5PT與一下導熱路徑5PB(如圖3所示)，上導熱路徑5PT經過晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58，下導熱路徑5PB經過晶粒54以及引線框架52。連續膠帶TP為承載導熱軟膠層56與導熱板58、以及可用於分割設於其上的導熱軟膠層56的膠帶。連續結構CS為藉由封裝材料5A將各封裝結構內引線框架52、晶粒54、導熱軟膠層56、以及導熱板58進行連續封裝成型的一連續體，連續結構CS分割後可產生各自獨立的封裝結構60。關於封裝方法實施例中封裝結構、封裝材料、引線框架、晶粒、導熱軟膠層、以及導熱板等元件，請參照前述各實施例的說明，於此不贅述。

前述實施例中，以封裝結構60為例進行說明封裝方法的流程。然而，使用者可依需要而決定所應用的封裝結構(例如封裝結構50、70或其他封裝結構)，不必受限於圖式中所繪示的樣式、數量等。

以上已針對實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，引線框架上設置不同於圖式中數量的晶粒、或元件放置時有不同的順序、或元件的形狀不同於圖式等，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。

50:封裝結構

52:引線框架

522:晶粒座

524:引腳

54:晶粒

55:引線

56:導熱軟膠層

58:導熱板

5A:封裝材料

5PT:上導熱路徑

5PB:下導熱路徑

5T:頂面

Claims (10)

1. 一種封裝結構，包含：一引線框架，具有一晶粒座與多個引腳，該些引腳設於該晶粒座外圍；一晶粒，設於該晶粒座，該些引腳分別藉由多個引線與該晶粒形成電性連接；一導熱軟膠層，設於該晶粒上，與該些引線的一部分位於同一層階；一導熱板，位於該導熱軟膠層上；以及一封裝材料，封裝該引線框架、該晶粒、該導熱軟膠層、以及該導熱板，該導熱板與該引線框架分別露出於該封裝材料的頂面與底面；其中，該封裝結構內具有一上導熱路徑與一下導熱路徑，該上導熱路徑經過該晶粒、該導熱軟膠層、以及該導熱板，該下導熱路徑經過該晶粒以及該引線框架；其中該封裝結構的封裝過程中，該導熱板藉由該導熱軟膠層設置於一連續膠帶上，先於該連續膠帶上移除該導熱軟膠層與該導熱板，又於該晶粒上設置該導熱軟膠層與該導熱板。
2. 如請求項1所述之封裝結構，其中該導熱板不接觸該引線框架。
3. 如請求項1所述之封裝結構，其中該些引線於該晶粒上的一部分埋設於該導熱軟膠層中；或者，該些引線於該晶粒上的該部分，位於該導熱軟膠層外。
4. 如請求項1所述之封裝結構，其中該引線框架、該晶粒、該導熱軟膠層、以及該導熱板，分別位於不同的層階。
5. 如請求項1所述之封裝結構，其中該封裝結構應用於方型扁平無引腳封裝(Quad Flat No Lead，QFN)、方型扁平式封裝技術(Quad Flat Package，QFP)、球柵陣列封裝(Ball Grid Array Package，BGA)、平面網格陣列封裝(Land Grid Array，LGA)、以及雙邊形扁平無鉛封裝(Dual Flat No Lead，DFN)。
6. 如請求項1所述之封裝結構，其中該導熱板露出於該封裝材料的部分，具有一形狀，該形狀包含：方形、長方形、圓形、橢圓形、三角形、以及多邊形。
7. 一種封裝方法，包含：提供一連續膠帶，該連續膠帶上具有多組的導熱軟膠層與導熱板，從該連續膠帶上移除各組的該導熱軟膠層與該導熱板；提供相連的多個引線框架，各該引線框架具有一晶粒座與多個引腳，一晶粒設置於該晶粒座上，多個引線設置於該晶粒與該些引腳間；將各該組的該導熱軟膠層與該導熱板，設置於各該晶粒上；提供一封裝材料，封裝該些引線框架、該些晶粒、該些導熱軟膠層、以及該些導熱板，以形成一連續結構，該些導熱板的頂面露出於該連續結構的頂面，該些引線框架的底面露出於該連續結構的底面；以及分割該連續結構，成為多個封裝結構；其中，各該封裝結構內具有一上導熱路徑與一下導熱路徑，該上導熱路徑經過該晶粒、該導熱軟膠層、以及該導熱板，該下導熱路徑經過該晶粒以及該引線框架。
8. 如請求項7所述之封裝方法，其中各該封裝結構中，該些引線於該晶粒上的一部分埋設於該導熱軟膠層中；或者，該些引線於該晶粒上的該部分，位於該導熱軟膠層外。
9. 如請求項7所述之封裝方法，其中各該封裝結構中，該引線框架、該晶粒、該導熱軟膠層、以及該導熱板，分別位於不同的層階。
10. 如請求項7所述之封裝方法，其中各該封裝結構中，該導熱板不接觸該引線框架。