专利名称：封装结构以及封装方法
技术领域：
本发明涉及一种封装结构以及封装方法，且特别涉及一种整合了散热片的封装 结构以及封装方法。
背景技术：
在半导体产业中，集成电路(Integrated Circuits，IC)的生产，主要分为三个阶 段晶片(wafer)的制造、集成电路(IC)的制作以及集成电路(IC)的封装(Package)
等。其中，裸晶片经由晶片(Wafer)制作、电路设计、光罩制作以及切割晶片等步骤而完 成，而每一颗由晶片切割所形成的裸晶片，在经由裸晶片上的接点与外部信号电性连接 后，可再以封胶材料将裸晶片包覆着，其封装的目的在于防止裸晶片受到湿气、热量、 杂讯的影响，并提供裸晶片与外部电路之间电性连接的媒介，如此即完成集成电路的封 装(Package)步骤。随着集成电路的集成度的增加，晶片的封装结构越来越复杂而多样。另一方 面，为了提高封装结构的散热效果，通常会在封装结构上设置散热片。现有技术通常是通过粘胶(adhesive)或是焊料(solder)将散热片贴附在封装结构 表面，然而此种接合方式无法牢固地将散热片贴合在封装结构上，以至于散热片可能从 封装结构上剥离或脱落，而影响产品的生产良率以及使用上的可靠度。
发明内容
本发明提供一种封装结构，其具有散热片，且散热片可与封装结构的本体之间 牢固地结合，使得封装结构具有高可靠度。本发明还提供前述封装结构的方法，可整合散热片于封装结构中，以提高封装 结构的散热效果，并且可以牢固地将散热片固定在封装结构的本体上。为具体描述本发明的内容，在此提出一种封装结构，包括一线路基板、一晶 片、多个第一焊球、一封装胶体以及一散热片。线路基板具有一承载表面以及位于承载 表面上的多个第一焊垫。晶片配置于承载表面上，并且电性连接至线路基板。第一焊垫 位于晶片外围。第一焊球分别配置于第一焊垫上。封装胶体配置于承载表面上并且覆盖 晶片。封装胶体具有多个开孔，以分别暴露出第一焊球。散热片配置于封装胶体上，并 且接合至第一焊球，其中散热片面对封装胶体的一接合面上具有对应于第一焊球的多个 凸起，且凸起分别埋入其所对应的第一焊球内。本发明还提出一种封装方法。首先，提供一线路基板。线路基板具有一承载表 面以及位于承载表面上的多个第一焊垫。接着，形成一第一焊球于每一第一焊垫上；并 且，配置一晶片于承载表面上，其中第一焊球位于晶片外围。然后，形成一封装胶体于 承载表面上，以覆盖晶片。之后，形成多个开孔于封装胶体内，且该些开孔分别暴露出 第一焊球。之后，配置一散热片于封装胶体上，并且接合散热片至第一焊球。所述散热 片面对封装胶体的一接合面上具有对应于第一焊球的多个凸起，且凸起分别埋入其所对应的第一焊球内。在一实施例中，散热片接触封装胶体。在一实施例中，第一焊垫为接地焊垫。在一实施例中，每一开孔内的第一焊球与开孔的侧壁保持一间隙。
在一实施例中，封装胶体的边缘与线路基板的边缘切齐。在一实施例中，所述的封装结构还包括多条导线，其连接于晶片与线路基板之 间。在一实施例中，线路基板还具有相对于承载表面的一底面以及位于底面上的多 个第二焊垫。此外，所述多个第二焊垫上还例如可分别配置有多个第二焊球。在一实施例中，形成开孔于封装胶体内的方法包括雷射烧孔(laser ablation)。基于上述，本发明将焊球埋置于封装胶体中，散热片配置于封装胶体上并且与 焊球接合。由于散热片底部的凸起是埋入焊球内，因此散热片可被牢固地固定在线路 基板与封装胶体上，如此，不仅可提高封装结构的散热效果，并可确保封装结构的可靠 度。为让本发明的上述特征和优点能还明显易懂，下面特举实施例，并配合附图作 详细说明如下。
图IA-图IC是本发明的一实施例的一种封装结构。图2是图IA-图IC的封装结构的制作流程。主要组件符号说明100 封装结构；110 线路基板；112:承载表面；114:第一焊垫；116:底面； 118:第二焊垫；120 晶片； 130 第一焊球；140 封装胶体；142 开孔；150 散热片； 152 接合面；154 凸起； 160 第二焊球；190 导线； 195 间隙。
具体实施例方式图IA-图IC是本发明的一实施例的一种封装结构，其中图IA为立体图，图IB 为剖面图，而图IC为俯视图。如图IA-图IC所示，封装结构100包括一线路基板110，其具有一承载表面112 以及位于承载表面112上的多个第一焊垫114。一晶片120配置于线路基板110的承载表 面112上，并且电性连接至线路基板110。多个第一焊垫114位于晶片120外围。在本 实施例中，晶片120是采用打线接合方式通过多条导线190电性连接到线路基板110，再 通过线路基板110的内部线路(未绘示)电性连接到第一焊垫114。当然，在其他实施例 中，晶片120也可以采用覆晶接合或是其他可能的方式电性连接到线路基板110。
此外，多个第一焊球130分别配置于第一焊垫114上，即每一第一焊垫114上配 置一第一焊球130。而一封装胶体140配置于承载表面112上，并且覆盖晶片120。封 装胶体140具有多个开孔142，以分别暴露出第一焊球130。另外，一散热片150配置于 封装胶体140上，并且接合至第一焊球130。散热片150面对封装胶体140的一接合面 152上具有分别对应于多个第一焊球114的多个凸起154，即每一第一焊球114对应一个 凸起154，且所述凸起154分别埋入其所对应的第一焊球130内。在本实施例中，线路基板110还具有相对于承载表面112的一底面116以及位于 底面116上的多个第二焊垫118，而每一第二焊垫118上可配置有一第二焊球160，以供 封装结构100连接至外部电路，例如印 刷电路板等。本实施例在线路基板110的承载表面112上设置多个第一焊球130，并且在形成 封装胶体140之后，再于封装胶体140上形成开孔142来暴露出第一焊球130，以通过第 一焊球130与散热片150接合。通过此种配置方式可以达到将散热片150牢固地配置在 线路基板110与封装胶体140上的效果。另外，本实施利的散热片150在面对封装胶体 140的接合面152上还具有凸起154，因此在散热片150与第一焊球130接合时，凸起154 会埋入第一焊球130内，进而提高散热片150与第一焊球130的接合效果。以下还进一步详述本实施例的封装结构的制作流程与可能的结构变化。图2是 图IA-图IC的封装结构的制作流程，请同时参照图IA-图IC与图2。首先，如步骤210所示，提供线路基板110，线路基板110具有一承载表面112 以及位于承载表面112上的多个第一焊垫114。在实际工艺中，本实施例可以选择以具 有多个线路基板的基板条型态来进行大部份的制作流程，之后再对基板条进行切割，以 得到相互分离的封装结构单元。或者，先将基板条进行切割得到独立的线路基板110之 后，再于每个独立的线路基板110上分别进行所述的制作流程。需注意的是，若以基板条的型态来进行制作流程，则部份步骤可以对基板条上 的所有线路基板同时实施，有助于减少工艺步骤与工艺时间。接着，如步骤220所示，形成第一焊球130于每一第一焊垫114上，并且配置晶 片120至线路基板110的承载表面112，其中第一焊球130位于晶片120外围。在此步 骤中，可以选择先在第一焊垫114上形成第一焊球130之后，再将晶片120接合至线路基 板110的承载表面112。或是，也可以选择先将晶片120接合至线路基板110的承载表 面112，再于第一焊垫114上形成第一焊球130。换言之，本实施例并不限定形成第一焊 球130以及接合晶片120的先后顺序。此外，如同前述，此步骤220的晶片120可以采 用打线接合、覆晶接合或是其他可能的方式电性连接到线路基板110。然后，如步骤230所示，形成封装胶体140于线路基板110的承载表面112上， 以覆盖晶片120。若以基板条的型态来进行前述制作流程，则此步骤230可以在基板条上 全面涂布封装胶体140，使封装胶体140覆盖所有线路基板110的承载表面112。接着，如步骤240所示，形成多个开孔142于封装胶体140内，且各开孔142分 别暴露出第一焊球130。本实施例用以形成开孔142的方法例如是雷射烧孔或是其他如化 学蚀刻或是电浆蚀刻等可能的方法。此外，为了确保开孔142能够确实暴露出第一焊球 130，可以让开孔142的尺寸略大于第一焊球130的尺寸，即第一焊球130与开孔142的 侧壁会保持一间隙195。
另外，若以基板条的型态来进行前述制作流程，则可以选择在步骤240之前或 是之后对基板条进行切割，以分离各线路基板110及其上的封装胶体140。由于是对线路 基板110以及封装胶体140同时进行切割，因此所得到的封装胶体140的边缘会与线路基 板110的边缘切齐。然后，如步骤250所示，配置散热片150于封装胶体140上，并且接合散热片150至第一焊球130。散热片150面对封装胶体140的接合面152上具有分别对应于多个 第一焊球130的多个凸起154，而接合散热片150至第一焊球130的方法例如是对第一焊 球130进行回焊，使其成为熔融或是半熔融状态，并且将散热片150的各凸起154分别埋 入到其对应的第一焊球130内。第一焊球130冷却后便可与散热片150的凸起154牢固 地结合在一起。本实施例可以选择让散热片150接触或是不接触封装胶体140，此取决于散热片 150的凸起154与第一焊球130结合后的高度。一般而言，若散热片150接触封装胶体 140，可以提供较佳的散热效果。此外，散热片150除了可以散热之外，亦可以提供电磁屏蔽效果。还具体而 言，本实施例可以将第一焊垫114设计为接地焊垫，使散热片150与第一焊球130接合之 后作为接地面，以屏蔽外界信号对于晶片120或是其他线路上的信号干扰。当然，在其 他实施例中，散热片150也可以连接到电源面或是其他信号源，以提供类似的电磁屏蔽 效果或是满足其他电路设计的需求。另一方面，本实施例也可以选择在前述制作流程中维持基板条的型态，直到散 热片150与第一焊球130接合之后，才对基板条进行切割。如此一来，切割后所得到的 散热片150的边缘、封装胶体140的边缘以及线路基板110的边缘会切齐。之后，如步骤260所示，形成多个第二焊球160于线路基板110的底面116的第 二焊垫118上，以供封装结构100通过第二焊球160连接至外部电路，例如印刷电路板寸。综上所述，本发明的封装结构以及封装方法通过线路基板上的焊球来连接散热 片，以将散热片固定在线路基板与封装胶体上。此外，散热片底部具有凸起可以埋入焊 球内，有助于强化散热片与焊球的结合效果。如此一来，不仅可提高封装结构的散热效 果，并可确保封装结构的可靠度。此外，散热片可以连接到接地面、电源面或是其他信 号源，以提供电磁屏蔽效果或是满足其他电路设计的需求。另外，本发明可以采用基板 条型态来进行大部份的制作流程，之后再对基板条进行切割，以得到相互分离的封装结 构单元，因此可以减少工艺步骤与工艺时间，降低制作成本。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的精神和范围。
权利要求
1.一种封装结构，包括一线路基板，具有一承载表面以及位于该承载表面上的多个第一焊垫； 一晶片，配置于该承载表面上，并且电性连接至该线路基板，所述多个第一焊垫位 于该晶片外围；多个第一焊球，分别配置于所述多个第一焊垫上；一封装胶体，配置于该承载表面上，该封装胶体覆盖该晶片，且该封装胶体具有多 个开孔，以分别暴露出所述多个第一焊球；以及一散热片，配置于该封装胶体上，并且接合至所述多个第一焊球，其中该散热片面 对该封装胶体的一接合面上具有对应于所述多个第一焊球的多个凸起，且所述多个凸起 分别埋入其所对应的该些第一焊球内。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其中该散热片接触该封装胶体。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其中所述多个第一焊垫为接地焊垫。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其中每一开孔内的该第一焊球与该开孔的侧壁保 持一间隙。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其中该封装胶体的边缘与该线路基板的边缘切齐。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其中该线路基板还具有相对于该承载表面的一底 面以及位于该底面上的多个第二焊垫。
7.—种封装方法，包括提供一线路基板，该线路基板具有一承载表面以及位于该承载表面上的多个第一焊垫；形成一第一焊球于每一第一焊垫上；配置一晶片于该承载表面上，所述多个第一焊球位于该晶片外围； 形成一封装胶体于该承载表面上，以覆盖该晶片；形成多个开孔于该封装胶体内，所述多个开孔分别暴露出所述多个第一焊球；以及 配置一散热片于该封装胶体上，并且接合该散热片至所述多个第一焊球，其中该散 热片面对该封装胶体的一接合面上具有对应于所述多个第一焊球的多个凸起，且所述多 个凸起分别埋入其所对应的所述多个第一焊球内。
8.根据权利要求7所述的封装方法，其中该散热片接触该封装胶体。
9.根据权利要求7所述的封装方法，其中所述多个第一焊垫为接地焊垫。
10.根据权利要求7所述的封装方法，其中形成所述多个开孔于该封装胶体内的方法 包括雷射烧孔。
全文摘要
本发明提供一种封装结构以及封装方法，其中封装结构包括一线路基板、一晶片、多个第一焊球、一封装胶体以及一散热片。线路基板具有一承载表面以及位于承载表面上的多个第一焊垫。晶片配置于承载表面上，并且电性连接至线路基板。第一焊垫位于晶片外围。第一焊球分别配置于第一焊垫上。封装胶体配置于承载表面上并且覆盖晶片。封装胶体具有多个开孔，以分别暴露出第一焊球。散热片配置于封装胶体上，并且接合至第一焊球，其中散热片面对封装胶体的一接合面上具有对应于第一焊球的多个凸起，且凸起分别埋入其所对应的第一焊球内。
文档编号H01L21/50GK102024771SQ20091017383
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者吴发豪, 孙余青, 陈光雄 申请人:日月光半导体制造股份有限公司