专利名称：散热增益型芯片尺寸级封装体及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种芯片尺寸级封装体及其形成方法，特别涉及一种散热增 益型芯片尺寸级封装体及其形成方法。
背景技术：
芯片封装技术在半导体工艺中扮演着 一个重要的角色。由于芯片在运作 时，电流通过具有电阻等的元件会产生大量的热，在是芯片的散热便成为一个重要的课题。随着半导体元件中集成电路元件的堆积密度(packing density)上升，芯片在运作时所产生的热能也越来越大。在现行的芯片封装技术中，通常会在已封装完成的芯片上增加散热装 置，以增进芯片的散热效率并确保芯片的正常运作。然而这种外加散热装置 的模式，在芯片速度不断快速提升的趋势下，已越来越难以应付芯片在运作 时所产生的热能，而且在每一个已完成封装的芯片上装设一个散热装置，其 程序也相当地复杂非常耗费成本。展望下一个世代的芯片，这种外加散热装 置的模式将无法满足未来芯片的散热需求。发明内容本发明于是提出一种散热增益型芯片尺寸级封装体。在芯片封装时，即 一并将散热元件内建在芯片封装体中。这种解决方式不但简化了原本封装芯 片与装置散热元件分开进行的工艺，更具有前瞻性解决未来芯片散热问题的 优点。本发明的散热增益型芯片尺寸级封装体，包含具有有源表面与背面的管 芯、包围背面并暴露出有源表面的散热片以及覆盖背面与散热片并暴露出有 源表面的封胶体。本发明又揭示一种形成散热增益型芯片尺寸级封装体的方法。首先，多 个管芯独立粘于具有选择粘性的载体上，并使得各管芯的有源表面与载体相 接触。其次，将散热装置覆盖但不接触多个管芯，散热装置包含对应多个管芯的多个散热件(heat spreader )。然后，使用封胶体以压模(molding)的方式 密封管芯的背面以及散热件。接着，切割散热件以成为多个单位封装体，各 单位封装体均包含一管芯与一散热片(heatsink)。以及，去除各单位封装体 的载体部分，以形成所欲的散热增益型芯片尺寸级封装体。
图1例示本发明散热增益型芯片尺寸级封装体一优选实施例。图2-6例示本发明形成散热增益型芯片尺寸级封装体方法的一优选实施例。附图标记i兌明100散热增益型芯片尺寸级封装体IIO管芯111有源表面112背面120散热片130封胶体140载体200单位封装体210管芯211有源表面212背面220散热片221顶部222延伸部226散热件230封胶体240载体具体实施方式
本发明散热增益型芯片尺寸级封装体的好处在于，在芯片封装时，即一 并将散热元件内建在芯片封装体中。这种解决方式不但简化了原本封装芯片 与装置散热元件分开进行的工艺，更具有前瞻性解决未来芯片散热问题与生 产快、时间短的优点。图1例示本发明散热增益型芯片尺寸级封装体一优选实施例。散热增益型芯片尺寸级封装体100包含至少 一管芯110、 一散热片120与 一封胶体130。 管芯110具有一有源表面111与一背面112,背面112被散热片120所包围， 但是有源表面111则暴露在散热片120的外。管芯110可以是任何经过适当 切割后的半导体芯片。 一般说来，散热片120可包含高导热的材料，以增进散热效率，例如铜、铝等金属或非金属材料。覆盖住管芯110背面112与散热片120的封胶体130暴露出管芯110的 有源表面，以方便日后电连接使用。虽然棵晶的散热效果良好，但容易受到 环境的影响与破坏，因此本发明使用封胶体130来保护管芯110，并由此粘 着固定管芯110与散热片120。封胶体130通常是一种导热性良好的模封材 料，例如环氧树脂模封材料(epoxy molding compound, EMC)等。为了方便日后的使用，有源表面111优选可以包含至少一焊垫(pads)、 凸块(bumps)等各式输出入(I/0)端点(图未示)，作为电连接之用。或是为了 切割方便,有源表面111可以视情况需要先用一具有粘性的载体140封起来， 俟切割完成后再予移除。散热片120的形状可以呈梯形或帽形，使得背面112被散热片120所包 围。视情况需要，封胶体130不一定要将散热片120完全覆盖。例如，当散 热片120具有顶部121与延伸部122时，封胶体130可以只覆盖延伸部122, 而不覆盖顶部121的上表面。此外，散热片120的表面亦可以设置有多个凹 槽、突起、刻痕、粗糙面、开孔等的散热图案来增加散热片120的散热面积， 并提高封胶体130对于散热片120的黏附效果。图2-6例示本发明形成散热增益型芯片尺寸级封装体方法的 一优选实施 例。本发明形成散热增益型芯片尺寸级封装体方法，首先将多个管芯210独 立粘于具有选择粘性的载体240上。其中，这些经过切割的管芯210均具有 一有源表面211与一背面212，而且在将管芯210粘于载体240上时，使得 各管芯210的有源表面211接触载体240。为了方便日后的使用，有源表面211可以包含至少一焊垫、凸块等各式 输出入(I/0)端点(图未示)，作为电连接之用。载体240可以包含复合层结 构，例如粘胶与刚性基材或粘胶与巻带(tape)。粘胶可以具有选择的粘性， 并在一适当条件下失去粘性，例如使用曝光或加热等方式。 一般而言，刚性 基材可以是玻璃、硅、金属等等材料。其次，如图3所示，将散热装置220覆盖但不接触多个管芯210。散热 装置220包含对应多个管芯210的多个散热件(heat spreader) 226。 一般说 来，散热装置220可包含高导热的材料，以增进散热效率，例如铜、铝等金 属或非金属材料。此外，每一个散热件226的表面皆可以设置有多个凹槽、 突起、刻痕、粗糙面、开孔等的散热图案来增加散热面积并提高粘着面积。之后，如图4所示，将封胶体230以压模(molding)方式填充于散热 件226与管芯210间的空隙中与散热件226的四周，以密封管芯210的背面 212并将散热件226与管芯210固定在一起。虽然棵晶的散热效果良好，但 容易受到环境的影响与破坏，因此使用封胶体230来保护管芯210。封胶体 230通常是一种导热性良好的模封材料，例如环氧树脂模封材料(epoxy molding compound, EMC)等。接着，如图5所示，切割散热件226以成为各别单位封装体200，其中 各单位封装体200均包含至少一管芯210与一散热片220,散热片220的形 状可以呈梯形或帽形。此时，散热片220会具有一顶部221与一延伸部222， 使得背面212被散热片220所包围。视情况需要，封胶体230不一定要将散 热片220完全覆盖。例如，封胶体230可以只覆盖延伸部222,而不覆盖顶 部221的上表面。切割后，如图6所示，即可去除单位封装体200的载体部分240，而暴 露出有源表面211以形成散热增益型芯片尺寸级封装体201。如前所述，粘 胶可以具有选择的粘性，因此可以利用一适当条件使粘胶失去粘性，方便移 除单位封装体200的载体部分240。由于本发明散热增益型芯片尺寸级封装体在芯片封装时，即一并将散热 元件内建在芯片封装体中，这种解决方式不但简化了原本封装芯片与装置散 热元件分开进行的工艺，更具有前瞻性解决未来芯片散热问题与生产快、时 间短的优点。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种散热增益型芯片尺寸级封装体，包含一管芯，其具有一有源表面与一背面；一散热片，包围该背面并暴露出该有源表面；以及一封胶体，其覆盖该背面与该散热片并暴露出该有源表面。
2. 如权利要求1的散热增益型芯片尺寸级封装体，其中该散热片包含一 高导热材料。
3.如权利要求2的散热增益型芯片尺寸级封装体，其中该高导热材料包 含铜和铝的其中之一。
4. 如权利要求1的散热增益型芯片尺寸级封装体，其中该散热片具有一 顶部且该封胶体不覆盖该顶面的上表面。
5. 如权利要求1的散热增益型芯片尺寸级封装体，其中该散热片具有至 少 一延伸部且该封胶体覆盖该延伸部。
6. —种形成散热增益型芯片尺寸级封装体的方法，包含将多个管芯独立粘于具有选择粘性的 一载体上，且各该管芯的 一有源表 面接触该载体；将一散热装置覆盖但不接触该多个管芯，其中该散热装置包含对应该多 个管芯的多个散热件；将一封胶体以压模方式密封这些管芯的 一 背面以及这些散热件；切割这些散热件以成为多个单位封装体，其中各该单位封装体均包含一 该管芯与一散热片；以及去除各该单位封装体的该载体部分，以形成该散热增益型芯片尺寸级封 装体。
7. 如权利要求6的方法，其中该散热片包含一高导热材料。
8. 如权利要求7的方法，其中该高导热材料包含铜和铝的其中之一。
9.如权利要求6的方法，其中该散热片具有一顶部且该封胶体不覆盖该 顶部的上表面。
10. 如权利要求6的方法，其中该散热片具有至少一延伸部且该封胶体 覆盖该延伸部。
11. 如权利要求6的方法，其中该载体包含一粘胶与一刚性基材。
12. 如权利要求11的方法，其中该刚性基材选自由玻璃、硅与金属所组 成的组。
13. 如权利要求6的方法，其中使用曝光和加热的其中之一的方式以去 除各该单位封装体的该载体部分。
全文摘要
本发明公开了一种散热增益型芯片尺寸级封装体及其形成方法。该封装体包含具有有源表面与背面的管芯、包围背面并暴露出有源表面的散热片以及覆盖背面与散热片并暴露出有源表面的封胶体。本发明不但简化了原本封装芯片与装置散热元件分开进行的工艺，更具有前瞻性解决未来芯片散热问题的优点。
文档编号H01L23/367GK101226907SQ20081008077
公开日2008年7月23日 申请日期2008年2月18日 优先权日2008年2月18日
发明者李长祺, 黄东鸿 申请人:日月光半导体制造股份有限公司