专利名称：芯片封装结构及芯片封装卷带的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种具高散热效率的芯片封装结构；特别是一种具有导热结 构以改善散热效率的芯片封装结构。
背景技术：
半导体芯片经制成后，需要与导电结构共同形成一芯片封装结构，方能发 挥电路功能。而芯片与导电结构的连结，可利用例如打线(wiring)、凸块接 合、引脚(leadframe)接合等方式来达成。芯片运作时，会因执行电路功能所 必须的状态切换以及工作点偏压而产生热能，这些热能必须以适当方式将其散 逸，否则将导致芯片产生不可回复性损坏，以下将举例详述散热不良所导致的 问题。
以现有的薄膜覆晶封装(ChiponFilm， COF)为例，其并无散热设计，仅 依靠芯片与大气接触作为自然散热途径。然而，随着半导体技术的进步，先进 工艺可生产尺寸更小与功能越复杂芯片，因此薄膜覆晶封装的引脚间距 (PITCH)必须相对减小。相对而言，每引脚所必须承受的因芯片运作产生的 热能即增加。经过长期使用后，热能对引脚累积的影响将破坏芯片的正常运作。 典型的损坏即为引脚较容易产生电子迁移现象(electromigration)。
在电流密度很高的导体上，例如引脚，电子的流动会带给其上的金属原子 动量(momentum)，而使得金属原子脱离金属表面四处流窜，结果将导致金 属导线表面上形成坑洞(void)或丘状隆起(hillock)，造成永久损害，此即 电子迁移现象。电流密度越高，电子迁移现象就越显著，且电子迁移现象是一 种慢性过程， 一旦情况越来越严重，将可能导致电流短路(short)，整个芯片 即宣告损毁。
因此，如何针对半导体技术的进步，提供一种具高散热效率的芯片封装结 构，即成为半导体封装产业亟需努力的目标。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种芯片封装巻带，该芯片封装巻带具有一第一 金属散热层，形成于一防焊层上；由此，可为后续将置放于该芯片封装巻带上 的一芯片提供导热途径，以改善芯片运作时的散热效率。
本发明的另一目的在于提供一种芯片封装结构，该芯片封装结构具有一第 一金属散热层以及一导热总成由此，芯片运作时所产生的热能，可经由导热 总成及第一金属散热层传导散逸，以改善芯片运作时的散热效率。
为达上述目的，本发明揭露一种芯片封装巻带，包含一可挠性基板、 一导 线层、 一防焊层及一第一金属散热层。该可挠性基板具有一上表面与一下表面， 该上表面界定有一芯片承载区及一非芯片承载区。该导线层形成于该可挠性基 板的该上表面，至少局部从该芯片承载区向该非芯片承载区延伸。该防焊层界 定一开口以暴露该芯片承载区，并且覆盖部分该导线层。该第一金属散热层形 成于该防焊层上，并设于该可挠性基板的非芯片承载区的至少一部分上方。
为达上述目的，本发明揭露一种芯片封装结构，包含一可挠性基板、 一导 线层、 一防焊层、 一芯片、 一第一金属散热层及一导热总成。该可挠性基板具 有一上表面与一下表面，该上表面界定有一芯片承载区及一非芯片承载区。该 导线层，形成于该可挠性基板的该上表面，至少局部从该芯片承载区向该非芯 片承载区延伸。该防焊层界定一开口以暴露该芯片承载区，并且覆盖部分该导 线层。该芯片，设于该可挠性基板的芯片承载区的一上方，并与该导线层电性 连接。该第一金属散热层，形成于该防焊层上，并设于该可挠性基板的非芯片 承载区的至少一部分上方。该导热总成，覆盖至少部份该芯片的一上方及部分 该第一金属散热层的一上方。
为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实 施例配合所附图式进行详细说明。
图la绘示本发明的芯片封装巻带的示意图lb绘示本发明的芯片封装巻带与芯片接合的一实施例示意图；图lc绘示本发明的芯片封装结构的一实施例示意图2绘示本发明的芯片封装结构的一实施例剖面图； 图3绘示本发明的芯片封装结构的另一实施例剖面图；以及 图4绘示本发明的芯片封装结构的又一实施例剖面图。
主要组件符号说明: ll可挠性基板 112下表面
13防焊层
15第一金属散热层
15b粘着层 17胶体
111上表面 12导线层 14芯片
15a金属粒子层
16导热总成 18第二金属散热层
具体实施例方式
以下将通过实施例来解释本发明内容，其是关于一芯片封装巻带及一芯片 封装结构，借助在芯片封装巻带上形成一第一金属散热层，以及在芯片封装巻 带与一芯片接合后，形成一导热总成，以覆盖至少部分芯片的一上方及部分第 一金属散热层的一上方，将芯片运作时所产生的热能，传导到第一金属散热层， 以提高散热效率。本发明还可以包含一第二金属散热层，形成于该芯片封装巻 带下方，以共同提高散热效率。然而，本发明的实施例并非用以限制本发明需 在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实 施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。需说明者，以下实 施例及图式中，与本发明非直接相关的组件已省略而未绘示；且为求容易了解 起见，各组件间的尺寸关系乃以稍夸大的比例绘示出。
图la至图lc分别绘示本发明的芯片封装巻带以及芯片封装结构的实施例 示意图。借助连续图面，例示芯片封装巻带如何与芯片结合以形成芯片封装结 构。图2则绘示图lc绘示的芯片封装结构沿AA'剖面线的剖面图，并稍微放大 组件尺寸，以彰显本发明的特征。请参阅图la，其绘示芯片封装巻带的示意图。芯片封装巻带包含一可挠性 基板ll、 一导线层12、 一防焊层13、以及一第一金属散热层15。需注意者， 为示明第一金属散热层15与防焊层13的相对关系，本实施例中绘示的第一金 属散热层15，略小于防焊层13，惟第一金属散热层15与防焊层13的相对面 积关系，并非本发明的限制。图la中，导线层12以虚线方式绘示的部分，代 表被防焊层13与第一金属散热层15覆盖的部分。
为理解各组件间的相对关系，请一并参阅图2。可挠性基板11的材料可选 自下列群组聚酰亚胺(Polyimide)、聚酯类(PET)及其组合。可挠性基板 11具有一上表面111与一下表面112，该上表面界定有一芯片承载区及一非芯 片承载区，其中芯片承载区是用以将一芯片14设于其上方，并与导线层12电 性连接。导线层12形成于可挠性基板11的上表面111，至少局部从芯片承载 区向非芯片承载区延伸。防焊层13界定一开口以暴露芯片承载区，并且覆盖 部分导线层12。由图la中可知，导线层12实质上可延伸至芯片承载区内，以 预备与芯片14连接，同时向非芯片承载区延伸至防焊层13之外，此与适用于 一般芯片封装结构的导线层无异。
本实施例的芯片封装巻带，主要在于提供第一金属散热层15，形成于防焊 层13上，并设于可挠性基板11的非芯片承载区的至少一部分上方，其是作为 一散热途径，并不与芯片14直接接触。第一金属散热层15可为各式形状、可 具有不同尺寸、可以不同材料制成。举例而言，当本发明实施于薄膜覆晶封装 工艺时，第一金属散热层15具可挠性，以配合可挠性基板11。同时第一金属 散热层15的材料可选自下列群组铝、铜及其合金，以形成一具较高导热系 数的第一金属散热层15。
请继续参考图lb，其绘示芯片封装巻带与芯片14接合的示意图。芯片14 设于可挠性基板11的芯片承载区的一上方，并与导线层12电性连接。 一胶体 17则设于可挠性基板11、芯片14形成的空间中，以保护芯片14与导线层12 的电性连接。需注意者，在其它实施例中，芯片封装结构可不包含胶体17，将 进一步说明如后。在本实施例中，胶体17亦接触部分第一金属散热层15，可 以辅助地将芯片14运作所产生的热能，经由胶体17传导到第一金属散热层15。 图lb中，芯片承载区内的导线层12，代表被芯片14以及胶体17覆盖的部分。请继续参考图lc，其绘示芯片封装结构的示意图。 一导热总成16覆盖芯 片14及胶体17。由此，芯片14运作所产生的热能，主要地经由导热总成16 传导到第一金属散热层15。导热总成16可由一热塑性树脂所制成；导热总成 16还可包含金属粒子，以获得较佳导热效果。在本实施例中，导热总成16是 完全覆盖芯片14及胶体17的上方，然导热总成16主要是用以传导热能，并 非用以完全覆盖芯片14，故在其它实施例中，导热总成16亦可仅覆盖至少部 份芯片14的一上方及部分第一金属散热层15的一上方，便可达成本发明的目 的。在本实施例中，由于导热总成16是完全覆盖芯片14，并且覆盖部分第一 金属散热层15，故芯片封装结构亦可不包含胶体17，而由导热总成16密封芯 片14与导线层12的接点。
图2绘示本发明的芯片封装结构的剖面图。本实施例中芯片承载区大致即 为导线层12裸露于防焊层13所界定的开口内的区域，而可挠性基板11的其 它区域即可视为非芯片承载区。以薄膜覆晶封装工艺为例，导线层12形成于 芯片承载区内的部分即可视为内引脚(i皿er lead)。
请参考图3，其例示本发明关于第一金属散热层15的另一实施例，其与图 2的实施例主要不同处，为第一金属散热层15包含一金属粒子层15a以及一粘 着层15b，金属粒子层15a适可借助粘着层15b粘附于防焊层13上。前述金属 粒子层15a可以洒布方式形成于粘着层15b上。
请参考图4，其例示本发明的另一实施例，其与图2的实施例主要不同处， 为图4所示的实施例还包含一第二金属散热层18，形成于可挠性基板11的非 芯片承载区的该下表面112至少一部份下方。由此，第二金属散热层18可与 第一金属散热层15形成一共同导热结构，提高散热效率。值得注意者，第二 金属散热层18可与第一金属散热层15呈金属连接，例如通过于可挠性基板11 上形成的开孔呈金属连接，或者绕过可挠性基板11的边缘相互连接。意即第 二金属散热层18与第一金属散热层15间的连接关系，并不影响其形成共同导 热结构，亦非本发明的限制。
如同前述，当本发明实施于薄膜覆晶封装工艺时，第二金属散热层18具 可挠性，以配合可挠性基板11。同时第二金属散热层18的材料可选自下列群 组铝、铜及其合金，以形成一具较高导热系数的第二金属散热层18。且，类似于图3所示的第一金属散热层15实施例，第二金属散热层18亦可包含一金
属粒子层以及一粘着层，该金属粒子层适可借助该粘着层粘附于该可挠性基板 11下方。
本发明的较佳应用，是实施于可预期地将产生较大热能的芯片，例如芯片
是选自下列群组 一电力电子(power electronic)驱动芯片、 一内存芯片、及 一影像感测芯片时。
借助前述说明可知，本实施例的芯片封装巻带及芯片封装结构，主要在于 改善芯片运作时，仅能借助大气作为散热媒介的缺点，经由本实施例的导热总 成、第一金属散热层、及/或第二金属散热层，即可获致一具高散热效率的芯片 封装结构。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特 征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或 均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要 求范围为准。
权利要求
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包含一可挠性基板，具有一上表面与一下表面，所述上表面界定有一芯片承载区及一非芯片承载区；一导线层，形成于所述可挠性基板的所述上表面，至少局部从所述芯片承载区向所述非芯片承载区延伸；一防焊层，界定一开口以暴露所述芯片承载区，并且覆盖部分所述导线层；一芯片，设于所述可挠性基板的芯片承载区的一上方，并与所述导线层电性连接；一第一金属散热层，形成于所述防焊层上，并设于所述可挠性基板的非芯片承载区的至少一部分上方；以及一导热总成，覆盖至少部份所述芯片的一上方及部分所述第一金属散热层的一上方。
2. 如权利要求l所述的芯片封装结构，其特征在于，还包含一胶体，设于 所述可挠性基板、芯片形成的一空间中。
3. 如权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述导热总成是完全 覆盖所述芯片及所述胶体的上方。
4. 如权利要求l所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一金属散热层 的材料是选自下列群组铝、铜及其合金。
5. 如权利要求l所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一金属散热层 包含一金属粒子层以及一粘着层，所述金属粒子层适可借助所述粘着层粘附于 所述防焊层上。
6. 如权利要求l所述的芯片封装结构，其特征在于，所述导热总成是由一 热塑性树脂所制成。
7. 如权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，所述导热总成还包含 金属粒子。
8. 如权利要求l所述的芯片封装结构，其特征在于，还包含一第二金属散 热层，形成于所述可挠性基板的非芯片承载区的所述下表面至少一部份下方。
9. 如权利要求8所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二金属散热层 的材料是选自下列群组铝、铜及其合金。
10. 如权利要求8所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二金属散热 层包含一金属粒子层以及一粘着层，所述金属粒子层适可借助所述粘着层粘附 于所述可挠性基板下方。
11. 一种芯片封装巻带，其特征在于，包含一可挠性基板，具有一上表面与一下表面，所述上表面界定有一芯片承载 区及一非芯片承载区；一导线层，形成于所述可挠性基板的所述上表面，至少局部从所述芯片承 载区向所述非芯片承载区延伸；一防焊层，界定一开口以暴露所述芯片承载区，并且覆盖部分所述导线层；以及一第一金属散热层，形成于所述防焊层上，并设于所述可挠性基板的非芯 片承载区的至少一部分上方。
12. 如权利要求ll所述的芯片封装巻带，其特征在于，所述第一金属散热 层的材料是选自下列群组铝、铜及其合金。
13. 如权利要求ll所述的芯片封装巻带，其特征在于，所述第一金属散热 层包含一金属粒子层以及一粘着层，所述金属粒子层适可借助所述粘着层粘附 于所述防焊层上。
14. 如权利要求ll所述的芯片封装巻带，其特征在于，还包含一第二金属 散热层，形成于所述可挠性基板的非芯片承载区的所述下表面至少一部份下 方。
15. 如权利要求14所述的芯片封装巻带，其特征在于，所述第二金属散热 层的材料是选自下列群组铝、铜及其合金。
16. 如权利要求14所述的芯片封装巻带，其特征在于，所述第二金属散热 层包含一金属粒子层以及一粘着层，所述金属粒子层适可借助所述粘着层粘附 于所述可挠性基板下方。
全文摘要
本发明提供一种芯片封装结构及芯片封装卷带，该芯片封装卷带具有一第一金属散热层，形成于一防焊层上；由此，可为后续将置放于该芯片封装卷带上的一芯片提供一导热途径，以改善芯片运作时的散热效率。该芯片封装结构具有一第一金属散热层以及一导热总成；由此，芯片运作时所产生的热能，可经由导热总成及第一金属散热层传导散逸，以改善芯片运作时的散热效率。
文档编号H01L23/367GK101577263SQ200810095868
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者刘光华, 赖奎佑 申请人:南茂科技股份有限公司;百慕达南茂科技股份有限公司