一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法，通过在所述基板的第一面上设置所述芯片和所述限高凸点；所述散热板与所述基板的第一面、所述限高凸点、所述芯片形成第一空间；所述塑封树脂填充所述第一空间；所述限高凸点与所述散热板连接，使得所述基板的地电极与所述散热板通过所述限高凸点相连，形成电屏蔽，达到成本较低，散热性能好、接地性能好、信号屏蔽效果好的技术效果。
【专利说明】一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种带有散热结构的器件封装结构及制造 方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体【技术领域】中，常用的倒装芯片塑封结构及方法通常是将芯片倒装焊接在 基板上，然后进行涂胶填充，然后在通过模具进行塑封，进而将整个芯片上方用树脂包封 后，在基板的背面进行凸点制造，即可完成整个封装过程。
[0003] 但是，本领域的技术人员通过研究发现现有技术中存在如下不足：
[0004] 1.这种塑封结构和方法虽然简单且易于量产，但是需要制作高精度的模具，且对 于不同封装高度，需要制造不同的模具，由于模具制作成本高昂，导致这个制作成本高昂。
[0005] 2.这种塑封结构和方法由于对于需要芯片使用过程中易于发热的芯片封装结构 不利于热量的散出。
[0006] 3.这种塑封结构和方法对于芯片传输高速信号的封装来说，不利于高速信号的传 输。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例提供一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法，用于解决现有 技术中倒装芯片塑封结构成本高昂，且散热能力较差、接地性能差、信号屏蔽效果差的技术 问题，具有成本较低，散热性能好、接地性能好、信号屏蔽效果好的技术效果。
[0008] 本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
[0009] -种带有散热结构的器件封装结构，所述结构包括：芯片；基板，所述基板的第一 面上设置所述芯片；限高块，所述限高块设置于所述基板的第一面上；散热板，所述散热板 设置于所述芯片和所述限高块上，且所述散热板与所述基板的第一面、所述限高块、所述芯 片形成第一空间；塑封树脂，所述塑封树脂填充所述第一空间；限高凸点，所述限高凸点的 一端设置于所述基板上，且所述限高凸点的另一端与所述散热板连接，使得所述基板的地 电极与所述散热板通过所述限高凸点相连，形成电屏蔽。
[0010] 进一步的，所述芯片还包括：金属层，所述金属层设置于所述芯片的背面；其中， 所述芯片通过金属层与所述散热层形成热传导。
[0011] 进一步的，所述限高凸点为金属焊球材料。
[0012] 进一步的，所述限高凸点为有铅焊球或者为无铅焊球。
[0013] 进一步的，所述散热板为金属散热板。
[0014] 本申请通过本申请的一实施例还提供另一技术方案：
[0015] -种带有散热结构的器件封装的制造方法，所述方法包括：在基板的第一面上植 限高凸点；在所述基板的第一面上贴芯片；将散热板放在所述限高凸点和所述芯片上，并 经过回流将所述散热板与所述芯片、所述限高凸点键合起来；填充树脂；在所述基板的第 二面植球，形成接地凸点。
[0016] 进一步的，所述填充树脂还包括：将塑料材料通过毛细作用灌入所述封装结构中。
[0017] 进一步的，所述方法还包括：通过真空排气的方法排除灌封过程中的气泡。
[0018] 进一步的，所述将所述散热板放在所述限高凸点和所述芯片上，并经过回流将所 述散热板与所述芯片、所述限高凸点键合起来，还包括：将所述基板的接地电路通过所述限 高凸点、所述散热板与所述芯片的背面焊接在一起。将所述芯片采用倒装焊方式键合到所 述基板上。
[0019] 本发明实施例的有益效果如下：
[0020] 本发明一实施例提供的一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法，通过在基 板的第一面上设置芯片和限高凸点；在散热板与基板的第一面、限高凸点、所述芯片形成第 一空间；所述塑封树脂填充所述第一空间；限高凸点与散热板连接，使得基板的地电极与 散热板通过限高凸点相连，形成电屏蔽，达到成本较低，散热性能好、接地性能好、信号屏蔽 效果好的技术效果。
[0021] 进一步的，通过将芯片背面与散热板焊接在一起，有效的将芯片工作时产生的热 量散失掉，保证了芯片的有效散热和正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明一实施例中提供的一种带有散热结构的器件封装结构示意图；
[0023] 图2为本发明一实施例中提供的一种带有散热结构的器件封装结构的制造方法 的流程示意图；
[0024] 图3-8为本发明一实施例中提供的一种带有散热结构的器件封装结构的制造方 法的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明一实施例提供的一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法，通过在基 板的第一面上设置芯片和限高凸点；散热板与基板的第一面、限高凸点、芯片形成第一空 间；塑封树脂填充第一空间；限高凸点与散热板连接，使得基板的地电极与散热板通过限 高凸点相连，形成电屏蔽，达到成本较低，散热性能好、接地性能好、信号屏蔽效果好的技术 效果。
[0026] 为使本申请一实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施 例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027]【实施例一】
[0028] 为使本领域技术人员能够更详细了解本发明，以下结合附图对本发明进行详细描 述。
[0029] 如图1所述，图1为本发明一实施例中一种带有散热结构的倒装芯片塑封结构，其 中，所述结构包括：
[0030] 芯片 1 ;
[0031] 基板2,所述基板2的第一面21上设置有所述芯片；
[0032] 限高凸点6,所述限高凸点6设置于所述基板2的第一面21上；
[0033] 散热板3,所述散热板3设置于所述芯片1和所述限高凸点6上，且所述散热板3 与所述基板2的第一面21、所述限高凸点6、所述芯片1形成第一空间4 ;所述限高凸点6与 所述散热板3连接，使得所述基板2的地电极与所述散热板3通过所述限高凸点6相连，形 成电屏蔽；
[0034] 塑封树脂5,所述塑封树脂5填充所述第一空间4。
[0035] 进一步的，所述芯片1还包括：
[0036] 金属层11，所述金属层11设置于所述芯片1的背面；其中，所述芯片1通过金属 层11与所述散热层3形成热传导。
[0037] 进一步的，所述限高凸点6为金属焊球材料，其中所述限高凸点6为有铅焊球或者 为无铅焊球。
[0038] 进一步的，所述散热板为金属散热板。其中，所述金属散热板可以是金属，如铜，也 可以是合金材料或者高热导率材料，比如聚四氟乙烯板，或者表面涂有聚四氟乙烯的金属 板。
[0039] 进一步的，所述塑封树脂5可以是普通塑封树脂，也可以是底涂材料，也可以是同 时能够完成底涂和塑封的MUF树脂。
[0040] 进一步的，所述结构还包括接地凸点7。
[0041] 进一步的，所述限高块可以是金属、塑料、硅等物质，所述限高块既可以作为所述 封装结构的支撑件，也可以作为散热板3与所述基板2的地电极的连接通道。
[0042] 进一步的，所述基板的地电极网络通过限高凸点与芯片背面的散热板连接在芯片 最近的区域形成了良好的屏蔽结构，对于芯片传输高速信号有良好的去耦作用，减少了信 号串扰。
[0043] 进一步的，本发明提供的结构和方法，不仅适用于批量生产，也适用于小批量的样 品制造，具有较好的灵活性。
[0044] 【实施例二】
[0045] 如图2-8所示，本发明实施例还提供一种带有散热结构器件封装的制造方法，所 述方法包括：
[0046] 步骤110 :在基板2的第一面21上植限高凸点6 ;
[0047] 步骤120 :在所述基板2的第一面21上贴所述芯片1 ;
[0048] 步骤130 :将散热板3放在所述限高凸点6和所述芯片1上，并经过回流将所述散 热板3与所述芯片1、所述限高凸点6键合起来；
[0049] 步骤140 :填充塑封树脂5 ;
[0050] 步骤150 :在所述基板2的第二面22植球，形成接地凸点7。
[0051] 进一步的，所述步骤140填充塑封树脂5还包括：
[0052] 将塑料材料通过毛细作用灌入所述封装结构中。
[0053] 通过真空排气的方法排除灌封过程中的气泡。
[0054] 进一步的，步骤130所述将所述散热板3放在所述限高凸点6和所述芯片1上，并 经过回流将所述散热板3与所述芯片1、所述限高凸点6键合起来，还包括：
[0055] 将所述基板2的接地电路通过所述限高凸点6、所述散热板3与所述芯片1的背面 焊接在一起。
[0056] 将所述芯片1采用倒装焊方式键合到所述基板2上。
[0057] 本发明所提供的一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法具有如下技术效 果：
[0058] 本发明一实施例提供的一种带有散热结构的器件封装结构及制造方法，通过在所 述基板的第一面上设置所述芯片和所述限高凸点；所述散热板与所述基板的第一面、所述 限高凸点、所述芯片形成第一空间；所述塑封树脂填充所述第一空间；所述限高凸点与所 述散热板连接，使得所述基板的地电极与所述散热板通过所述限高凸点相连，形成电屏蔽， 达到成本较低，散热性能好、接地性能好、信号屏蔽效果好的技术效果。
[0059] 进一步的，通过将芯片背面与散热板焊接在一起，有效的将芯片工作时产生的热 量散失掉，保证了芯片的有效散热和正常工作。
[0060] 进一步的，由于在制造过程中不需要使用高精度的模具，大幅度降低了封装制造 和加工成本，具有成本低的技术效果。
[0061] 进一步的，散热板和芯片焊接、限1?块同时完成，具有制造1?效的技术效果。
[〇〇62] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种带有散热结构的器件封装结构，其特征在于，所述结构包括： -H-* LL 心片； 基板，所述基板的第一面上设置有所述芯片； 限高凸点，所述限高凸点设置于所述基板的第一面上； 散热板，所述散热板设置于所述芯片和所述限高凸点上，且所述散热板与所述基板的 第一面、所述限高凸点、所述芯片形成第一空间；所述限高凸点与所述散热板连接，使得所 述基板的地电极与所述散热板通过所述限高凸点相连，形成电屏蔽； 塑封树脂，所述塑封树脂填充所述第一空间。
2. 如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述芯片还包括： 金属层，所述金属层设置于所述芯片的背面； 其中，所述芯片通过金属层与所述散热层形成热传导。
3. 如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述限高凸点为金属焊球材料。
4. 如权利要求3所述的结构，其特征在于，所述限高凸点为有铅焊球或者为无铅焊球。
5. 如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述散热板为金属散热板。
6. -种带有散热结构的器件封装的制造方法，其特征在于，所述方法包括： 在基板的第一面上植限高凸点； 在所述基板的第一面上贴芯片； 将散热板放在所述限高凸点和所述芯片上，并经过回流将所述散热板与所述芯片、所 述限高凸点键合起来； 填充树脂； 在所述基板的第二面植球，形成接地凸点。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述填充树脂还包括： 将塑料材料通过毛细作用灌入所述封装结构中。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 通过真空排气的方法排除灌封过程中的气泡。
9. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述散热板放在所述限高凸点和所 述芯片上，并经过回流将所述散热板与所述芯片、所述限高凸点键合起来，还包括： 将所述基板的接地电路通过所述限高凸点、所述散热板与所述芯片的背面焊接在一 起； 将所述芯片采用倒装焊方式键合到所述基板上。
【文档编号】H01L21/56GK104064532SQ201410295040
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】于中尧, 郭学平 申请人:中国科学院微电子研究所, 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司