专利名称：散热封装结构以及封装方法
散热封装结构以及封装方法
技术领域：
本发明系有关一种半导体封装技术，特别是关于一种散热封装结 构以及封装方法。
背景技术：
在早期散热封装结构系将直接利用铜箔印刷电路板做为散热媒
介，最常采用的为FR4印刷电路板。然而随着组件密集度愈来愈高， 速度要求愈来愈快与构装组件的消耗功率愈来愈大的情况下，将使热 能愈来愈提升，由于FR4的印刷电路板的热传导率不足，以至于逐 渐难以符合散热须求。
因此，遂有另一种可有效改善散热问题的金属核心印刷电路板 (Metal CorePCB， MCPCB)封装结构被提出，如图1所示，此散热 封装结构系包括一 MCPCB基板IO，其上系具有复数个导电接脚12， 一芯片16黏接于此MCPCB基板10的表面，的后进行打线制程， 利用数条的引线18将芯片16与此导电接脚12形成电性连接，最后 再利用一封装胶体20包覆芯片16与引线18以保护的。其中，此 MCPCB基板10系采用热传导效果较佳的铝金属为最底层，其上再 形成绝缘层与电路层，其系利用铝金属较佳的热传导效率，以增加散 热效果；不过，由于MCPCB技术系受限于绝缘层的热传导效率，以 致散热效果有限，因此，又将改良绝缘层，以氧化铝层做为绝缘层， 以增进绝缘层的热传导效率。然而，由于利用MCPCB做为散热媒介， 热传导效率受限，以致于散热效果不尽完善，且散热封装结构的体积 较为厚实，以上两种缺点，已将不能满足现今半导体高散热与高密度 的诉求。
有鉴于此，本发明系在同时考虑体积及散热效果的情况下，提出 一种散热封装结构以及封装方法，以有效解决先前技术中的缺失。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种散热封装结构与封装方法，其系 利用一金属基板，具有较佳的热传导效率，且芯片直接经由金属基板 做为散热途径，散热途径较短，以维持良好的散热特性。
本发明的再一目的系在提供一种散热封装结构与封装方法，其系 体积轻薄，系符合半导体的高密度需求。
本发明的又一目的系在提供一种散热封装结构与封装方法，其系 可经由现有的封装制程与设备来进行封装，可供大量生产。
为达到上述的目的，本发明系利用铜制的一金属基板，其系设有
复数个导电接点，且其内具有复数个绝缘物位于此导电接点的间；此 金属基板上系安装至少一芯片，此芯片系以引线与此导电接点形成电 性连接，且此芯片所产生的热能系经由此金属基板散除；再利用一封 装胶体覆盖保护该芯片及引线。
为更深入的展示本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功 效，现以具体实施例及所附的图式详加说明如下。
图1为习知MCPCB封装结构的剖视图。 图2为本发明的第一实施例的结构剖视图。
图3 (a)至图3 (1)别为本发明制作第一实施例的各步骤的结构剖 视图。
图4为本发明的第二实施例的结构剖视图。
图中
10MCPCB基板
14封装胶体 18引线 30金属基板 34图案化凹槽 38导电接点 42引线
12导电接脚 16芯片
32图1案化光阻
36绝缘物
40芯片
44封装胶体46反光镜 48导电凸块
50图2案化光阻
具体实施方式
本发明提出一种散热封装结构以及封装方法，利用铜制金属基 板，以达到良好散热效果与体积轻薄的特点，底下则先以具有引线的 散热封装结构以及封装方法为实施例详述本发明的技术特征。
图2所示为本发明的第一实施例的结构剖视图，如图所示， 一金 属基板30，具有复数个导电接点38，且此金属基板30内系设置复数 个绝缘物36，其系位于此导电接点38的间； 一芯片40系安装于此 金属基板30的表面，此芯片40经由复数条引线42与此导电接点38 形成电性连接；至少一反光镜46位于此金属基板30的周围，用以增 加光源的反射效率； 一封装胶体44系覆盖于金属基板30的上，且包 覆芯片40及引线42，做为保护的用。
现就上述的结构来说明本发明的封装方法，请参阅图3(a)至图 3(1)，为本发明制作第一实施例的各步骤的结构剖视图；如图所示， 首先，如图3(a)所示，系提供一铜板材的金属基板30，其具有第一表 面与第二表面，且为可供量产印刷电路的用；再如图3(b)所示，于此 金属基板30的第一表面形成图1案化光阻32;其后如图3(c)所示， 以图l案化光阻32为罩幕进行蚀刻，以形成图案化凹槽34;的后如 图3(d)所示，将图1案化光阻32去除，以得到具有图案化凹槽34的 金属基板30;接着，如图3(e)所示，填入绝缘物36于此图案化凹槽 34;再来，如图3(f)所示，于此金属基板30的第二表面形成图2案 化光阻50;再以图2案化光阻50为罩幕进行蚀刻，如图3(g)所示， 以形成导电接点38;的后如图3(h)所示，将图2案化光阻50去除， 以使导电接点38与绝缘物36得以显露，如图3(h)所示。
接着，如图3(i)所示，将材质为硅、硅化合物、砷化镓、蓝宝石 或磷化镓，且内含有电子电路的一芯片40，经由表面黏着技术 (Surface Mount Technology, SMT)，利用锡、银、镍铜合金或镍钯 合金做为黏着材料，安装于此金属基板30的上；再如图3(D所示， 利用打线机以复数条引线42，将芯片40上的输出入接点与金属基板30上的导电接点38形成电性连接；其，后如图3(k)所示，制做至少一 反光镜46，其系位于此金属基板30的周围，用以增加光源的反射效 率；最后，如图3(1)所示， 一封装胶体44系覆盖在金属基板30的第 二表面，且包覆此芯片40及引线42，此封装胶体44使用一模塑化 合物(molding compound),常用者为环氧树月旨(epoxy resin)，藉以 提供一机械性的保护作用与导线支持，避免芯片40及引线42受到外 力(例如碰撞、灰尘、或水气等)侵害。
承上所述为利用打线机以引线42，将芯片40与导电接点38形成 电性连接的第一实施例。另外，系可利用覆晶以复数个导电凸块48， 将芯片40与导电接点38形成电性连接，如图4所示为第二实施例， 芯片40与导电接点38的间系具有块状的复数个导电凸块48，将使 芯片40上的输出入接点与金属基板30上的导电接点38形成电性连 接。上述第二实施例的结构的封装方法，除了以覆晶方式，将芯片 40与导电接点38形成电性连接外,其于各步骤系与第一实施例相同， 因此不加以赘述。
由于本发明系利用一铜制金属基板做为承载基板，其系具有较佳 的热传导效率，且芯片将直接安装于金属基板的上，芯片所产生的热 能系透过金属基板做为散热途径，散热途径较短，以维持良好的散热 特性；此外，不须额外制作散热架构，将使体积轻薄；同时，其系可 利用现有的封装制程与设备来进行封装，可供以大量生产。因此，本 发明系可提升散热效果，且亦可达到轻薄的目的，以符合半导体的高 密度需求。
以上所述的实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的 在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能 以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均 等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
权利要求
1、一种散热封装结构，其特征在于包括一金属基板，具有复数个导电接点；复数个绝缘物，位于该金属基板内且设置在该导电接点的间；以及至少一芯片，安装于该金属基板表面，并与该导电接点形成电性连接使该芯片所产生的热能系经由该金属基板散除。
2、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于其中该金属基板 系为一铜板材。
3、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于其中该芯片系以 复数引线与该导电接点形成电性连接。
4、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于其中该芯片系以 复数导电凸块与该导电接点形成电性连接。
5、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于更包括一封装胶 体，其位于该金属基板的上，且覆盖该芯片。
6、 如权利要求第4项所述的散热封装结构，其特征在于其中该封装胶体 系为模塑化合物。
7、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于其中该芯片的材 质系为硅、硅化合物、砷化镓、蓝宝石或磷化镓。
8、 如权利要求第1项所述的散热封装结构，其特征在于更包括至少一反 光镜，系位于该金属基板的周围，用以增加光源的反射效率。
9、 一种散热封装结构的封装方法，其特征在于系包括下列步骤 提供一金属基板；蚀刻该金属基板的第一表面，以形成图案化凹槽； 填入一绝缘物至该凹槽；蚀刻该金属基板的第二表面，以形成复数个导电接点，并使该绝缘物显 露；以及安装一芯片于该金属基板并与该金属基板上的该导电接点形成电性连 接。
10、 如权利要求第9项所述的封装方法，其特征在于其中该金属基板系 为一铜板材。
11、 如权利要求第9项所述的封装方法，其特征在于其中该芯片系以复数引线与该导电接点形成电性连接。
12、 如权利要求第9项所述的封装方法，其特征在于其中该芯片系以复 数导电凸块与该导电接点形成电性连接。
13、 如权利要求第9项所述的的封装方法，其特征在于其中在形成该图 案化凹槽的步骤中，更包括以下步骤 形成一图案化光阻于该金属基板的第一表面； 以该图案化光阻为罩幕对该金属基板进行蚀刻；以及 移除该图案化光阻，以形成该图案化凹槽。
14、 如权利要求第9项所述的的封装方法，其特征在于其中在形成该导 电接点的步骤中，更包括以下步骤 形成一图案化光阻于该金属基板的第二表面； 以该图案化光阻为罩幕对该金属基板进行蚀刻；以及 移除该图案化光阻，以形成该导电接点。
15、 如权利要求第9项所述的的封装方法，其特征在于其中在安装该芯 片的步骤中，系以表面黏着技术安装该芯片于该金属基板。
16、 如权利要求第ll项所述的封装方法，其特征在于其中该导电接点的 表面系以锡、银、镍铜合金或镍钯合金形成一表面金属做为该引线与 该导电接点连接的媒介。
17、 如权利要求第12项所述的封装方法，其特征在于其中该导电接点的 表面系以锡、银、镍铜合金或镍钯合金形成一表面金属做为该导电凸 块与该导电接点连接的媒介。
18、 如权利要求第9项所述的封装方法，其特征在于更包括一封装胶体 制程步骤，系于该金属基板的上形成一封装胶体，且覆盖该芯片。
19、 如权利要求第9项所述的封装方法，其特征在于更包括一安装反光 镜的步骤，于安装该芯片的步骤后，于该金属基板的周围形成至少一 反光镜，用以增加光源的反射效率。
全文摘要
本发明系揭露一种散热封装结构以及封装方法，其系利用一金属基板，其具有复数个导电接点；且复数个绝缘物，位于此金属基板内并设置在此导电接点的间；至少一芯片安装于此金属基板的表面，并利用数引线与此导电接点形成电性连接，且此芯片所产生的热能系经由此金属基板散除；至少一反光镜设于此金属基板的周围，增加光源的反射效率；一封装胶体覆盖保护此金属基板。本发明系可维持良好的散热效果，并可简化封装结构与制造程序，降低生产成本。
文档编号H01L23/488GK101685808SQ20081021137
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者何昆耀 申请人:何昆耀