专利名称：高散热性芯片封装件的模具的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种芯片封装件的模具，尤其关于一种高散热性芯 片封装件的模具。
背景技术：
由于集成电路技术的进步，电子产品皆朝着轻薄短小且多功能化的趋
势发展。由于球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)封装可縮小集成电路面积 且具有高密度与多接脚化的特性，因此逐渐成为封装市场的主流之一。随 着电子电路与电子元件的封装密度提高，如何使电子元件在运作时所产生 的热量能顺利消除便成为封装工艺中必须要面对的课题。
目前封装市场上提出一种高散热性塑封球栅阵列(Thermally Enhanced Plastic Ball Grid Array, TEPBGA)的封装方法来有效改善散热的问题。 一种已知的高散热性塑封球栅阵列的封装件如图1A所示，其是将一芯片12 设置于一基板ll上，再以引线13将芯片12与基板11电性连接，另设置 一散热件14与芯片12 —起以模封材料15加以封装。基板11相对于芯片 12的另一表面则设置多个焊球16用以与外部电性连接。模封时，散热件 14的外表面平贴于模具2的内表面，脱模后，散热件14即形成一未被模封 材料15包覆的曝露表面141。如此，芯片12运作时所产生的热量即可经由 散热件14的曝露表面141消散，而增进散热的效果。
然而，由于模具或散热件的平整度不佳或是其它因素，散热件无法平 贴于模具，使得模封时封装体渗入散热件与模具之间而产生溢胶现象。举 例而言，假设使用者设计于一封装芯片表面曝露出一圆形区域的散热件表面141，则正常情况下没有发生溢胶的封装芯片即如图1B所示；而发生溢 胶现象的封装芯片即如图1C所示，其中标号df为溢胶发生的位置，如此 的封装芯片外观欠佳、将引起客户抱怨、降低产品的卖相。
综上所述，如何避免模封时发生溢胶的情形以得到良好的封装芯片外 观便是目前极需努力的目标。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高散热性芯片封装件 的模具，其可改善模封时的溢胶现象以得到外观较佳的封装芯片。
为达上述目的，本实用新型提供了一种用以封装高散热性芯片封装件 的模具，该高散热性芯片封装件包含一基板、 一设置于该基板并与其电性 连接的芯片、 一设置于与该芯片同侧的该基板上的散热件以及一包覆该芯 片及该散热件的模封材料，其中该散热件部分未被该模封材料包覆以形成 一曝露表面，模封时，该模具仅接触于该曝露表面的一外围区域，并定义 出一封闭的中央区域。
依据本实用新型实施例的高散热性芯片封装件的模具，其可增加模具 与散热件的贴合度来改善溢胶的情形。尤其是模具仅与散热件形成部份接 触，而可提供较大的正向压力，使得模具与散热件的贴合度相对提高。此 外，辅以充气或抽气的操作方式，更可有效防止溢胶现象的发生以得到外 观较佳的封装芯片。
图1A:为已知的高散热性芯片封装件的模具的剖面图。 图1B:为已知的高散热性芯片封装件的一散热件表面，在正常情况下 没有发生溢胶的示意图。图1C:为已知的高散热性芯片封装件的一散热件表面，在正常情况下 发生溢胶的示意图。
图2:为本实用新型一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造方 法的剖面图。
图3:为高散热性芯片封装后的俯视图。
图4:为本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造 方法的剖面图。
图5:为本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造 方法的剖面图。
图6:为本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造 方法的剖面图。
图7:为本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造 方法的剖面图。
图8A及图8B:为本实用新型的高散热性芯片封装件的模具及其制造方 法应用于不同散热件的芯片封装件的剖面图。 附图标号
11 基板
12 芯片
13 引线
14、 14' 、 14" 散热件 141曝露表面 142外围区域 143中央区域
15 模封材料
16 焊球
2、 3、 4、 5、 6、 7模具31、 41突出部 42、 62、 71开孔 51、 61凹陷部 90 空隙
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本实用新型实施例的高散热性芯片封装 件的模具及其制造方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
由于溢胶现象主要是由于散热件与模具无法完全贴合所造成，因此， 只要改善散热件与模具的贴合度即可避免溢胶的情形发生。针对于此，本 实用新型的高散热性芯片封装件的模具的制造方法，其步骤包含提供一芯 片，其具有一主动面以及一相对的背面；提供一基板，其具有一第一表面 以及一第二表面；设置该芯片于该基板的该第一表面，并将该芯片与该基 板电性连接。接着，将该芯片、该基板以及一散热件同时置于一以一模具 形成的模穴，其中，该散热件以一外围区域与该模具接触以定义出一封闭 的中央区域。最后，充填一模封材料以包覆该芯片以及该散热件，并固化 该模封材料，其中，该散热件的该外围区域以及该中央区域形成一曝露表 面。
请参考图2、图3，以说明本实用新型一实施例的高散热性芯片封装件 的模具及其制造方法。图2为封装件置于模具的剖面图，图3为模具的俯 视图。请先参照图2，图中所示的芯片12是以其背面设置于基板11的第一 表面，并以导线13将芯片12的主动面与基板11电性连接。接着，将上述 的构件与散热件14置于模具3的模穴中。散热件14的材质主要为金属材 料，例如可为铜等导热性佳的材料。由于模具3具有一突出部31，使得散 热件14仅以其外围区域142与模具3的突出部31接触。请同时参考图2、 图3，本实施例模具3的突出部31可为一环状结构，因此环状结构将界定出一与外围区域142外部不互通的封闭中央区域143，且中央区域143与散 热件14之间则形成一空隙90。经模封后，由于模具3的突出部31可阻挡 模流流入中央区域143，因此外围区域142以及中央区域143共同形成不被 模封材料包覆的曝露表面141。
于本实施例中，模具3仅以突出部31与散热件14接触，相较于以整 个散热件表面与模具贴合的已知技术，由于突出部31的接触面积较小，因 此可提供较大的正向压力，使得模具3的突出部31与散热件14的贴合度 相对提升。此外，由于模具3仅与散热件14形成部份接触，因此，若散热 件14的平整度不佳，其对贴合度的影响也相对较小。举例而言，若散热件 14仅在中央区域143有不平整的情形，突出部31仍可与外围区域142有相 对较紧密的贴合度。
请参考图4，以说明本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模 具及其制造方法。图4所示的模具4与图2所示的模具3同样在相对应于 散热件14的外围区域142设置一突出部41，而模具4更在相对应于中央区 域143处设置一开孔42。散热件14与模具4间空隙90的空气即可经由开 孔42溢出，如此可避免空隙90的空气因注模时受热膨胀而影响模具4与 散热件14的贴合度。
需注意者，模封时更可从模具4的开孔42抽气，使模具4与散热件14 更加密合。此外，也可从模具4的开孔42充气，使模具4与散热件14间 的空隙90的压力略大于模流的压力，使空隙90保持正压。如此一来，若 模具4与散热件14的贴合度欠佳时，注模时的模封材料也不会溢入散热件 14的中央区域143。
请参考图5，以说明本实用新型另一实施例的高散热性芯片封装件的模 具及其制造方法。为了使散热件14仅以外围区域142与模具接触，因此， 也可于模具5与散热件14的接触侧且相对应于中央区域143处设置一凹陷 部51。散热件14的中央区域143因此即不会与模具5接触，而仅以外围区域142与模具5接触。同理，由于接触面积较小，因此可提供较大的正向
压力，使得模具5与散热件14有较佳的贴合度。再者，如图6所示，类似 于图4所示的实施例而于模具6的凹陷部61处设置一开孔62，其可提供空 隙90的空气自然溢出，或是可利用凹陷部61实施充气或抽气的操作。
请参考图7提出的另一种改善散热件与模具的贴合度的本实用新型另 一实施例的高散热性芯片封装件的模具及其制造方法。如图7所示，直接 于模具7相对应于与散热件14的接触面设置一开孔71，于模封时，自开孔 71抽气可增加模具7与散热件14的贴合度，以避免模封材料渗入模具7与 散热件14的接触面。
上述本实用新型实施例是将芯片12以背面设置于基板11的第一表面， 再以引线13将芯片12的主动面与基板11电性连接。将芯片模封后，于基 板的第二表面形成焊球16用以与外部电性连接，即形成一高散热性塑封球 栅阵列。然而，本实用新型所属的技术领域中具有通常知识者也可将覆晶 技术实施于本实用新型的制造方法及其模具，亦即以芯片的主动面黏着于 基板的第一表面上，而以导电凸块将芯片的主动面与基板电性连接。
需注意者，本实用新型的模具及其制造方法也可应用于不同型式的散 热件。如图8A所示，散热件14'相对应于芯片12的区域的厚度T大于其 它区域的厚度t,使得散热件14'与芯片12间的距离较小以增进散热效果。 此外，前述实施例的散热件14、 14'皆具有支持臂，使散热件14、 14'与 基板11连接。然而，如图8B所示，散热件14"也可不需具备支持臂，而 直接与芯片12同时进行模封，以省略點着散热件至基板的步骤。包含散热 件14"的芯片封装件，较佳者是以批次的方式进行制造，亦即多个芯片设 置于连续的基板上，再与多个连结的散热件14"同时进行模封，最后进行 切单作业使成为单一的芯片封装件。另外，散热件14、 14， 、 14"可于相 对于曝露表面的表面进行粗糙化处理，用以增加散热件与模封材料的结合 强度，以避免散热件与模封材料发生脱层的现象。依据本实用新型的高散热性芯片封装件的制造方法及其模具，其可增 加模具与散热件的贴合度以改善溢胶的情形。尤其是模具仅与散热件形成 部份接触，由于接触面积较小，因此可提供较大的正向压力，使得模具与 散热件的贴合度相对提高。此外，辅以充气或抽气的操作方式，更可有效 防止溢胶现象的发生以得到外观较佳的封装芯片。
虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型， 任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作 出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修 饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。
权利要求1.一种高散热性芯片封装件的模具，其特征在于该模具包含一突出部，设置在与该高散热性芯片封装件接触的一侧，且该突出部相对应于该高散热性芯片封装件的一暴露表面的一外围区域；一凹陷部，设置在与该高散热性芯片封装件接触的一侧，且该凹陷部相对应于该高散热性芯片封装件的一中央区域；其中，该模具接触该高散热性芯片封装件的所述曝露表面的外围区域，以形成封闭的所述中央区域。
2. 如权利要求l所述的高散热性芯片封装件的模具，其特征在于该 高散热性芯片封装件包含一基板、 一设置于该基板并与其电性连接的芯片、 一设置于与该芯片同侧的该基板上的散热件以及一包覆该芯片及该散热件 的模封材料，其中该散热件未被该模封材料包覆的部分形成所述曝露表面。
3. 如权利要求1所述的高散热性芯片封装件的模具，其特征在于该 突出部与该凹陷部是设置在与该高散热性芯片封装件的散热件接触的一 侧。
4. 如权利要求1所述的高散热性芯片封装件的模具，其特征在于所述模具在相对应于该中央区域处设置一开孔。
5. 如权利要求2所述的高散热性芯片封装件的模具，其特征在于该散热件为金属材料。
6. 如权利要求2所述的高散热性芯片封装件的模具，其特征在于该散热件为铜。
专利摘要本实用新型是一种高散热性芯片封装件的模具，该高散热性芯片封装件包含一基板、一设置于该基板并与其电性连接的芯片、一设置于与该芯片同侧的该基板上的散热件以及一包覆该芯片及该散热件的模封材料，其中该散热件部分未被该模封材料包覆以形成一曝露表面，该模具的特征在于模封时，该模具仅接触于该曝露表面的一外围区域，并定义出一封闭的中央区域。
文档编号H01L21/02GK201130660SQ20072017493
公开日2008年10月8日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者吴忠儒, 方重尹, 许志岱 申请人:矽统科技股份有限公司