具有金屬層的晶片封裝結構的製作方法
2023-05-22 06:03:21
專利名稱：具有金屬層的晶片封裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有金屬層的晶片封裝結構，更具體地講，本發明涉及一種在晶片的不與外部進行電氣連接的非有效區域面上具有金屬層從而具有良好散熱性能的晶片封裝結構。
背景技術：
隨著半導體產業的飛速發展及其向各行業的迅速滲透，電子封裝已經逐步成為實現半導體晶片功能的一個瓶頸，電子封裝因此在近二三十年內獲得了巨大的發展，並已經取得了長足的進步。現在的電子封裝不但要提供晶片保護，還要在控制成本的同時滿足不斷增加的功能、可靠性、散熱性等性能。電子封裝的設計和製造對系統應用正變得越來越重要，電子封裝的設計和製造從一開始就需要從系統入手以獲得最佳的性能價格比。電子封裝發展的驅動力主要來源於半導體晶片的發展和市場需要，可以概括為如下幾點速度及處理能力的增加需要更多的引腳數、更快的時鐘頻率和更好的電源分配。市場需要電子產品有更多功能，更長的電池壽命和更小的幾何尺寸。電子器件和電子產品的需要量不斷增加，新的器件不斷湧現。市場競爭日益加劇，晶片製造業的發展和電子產品的市場需要將最終決定電子封裝的發展趨向於更小、更薄、更輕、功能更強、能耗更小、可靠性更好、更符合環保要求、更廉價等。消費者期望電子產品在各方面都比較緊湊，這也是電子產品日益縮小的主要動力。所以，企業在不斷地縮小終端產品的總體尺寸，而這要利用較小的半導體封裝來實現。 因此，縮小封裝是半導體封裝行業的一個主要發展趨勢。現在使用中的各種封裝形式主要包括單層、雙層或更多層結構，封裝結構包括實現電氣互連的金屬引線、內部走線並提供支撐單個或多個晶片的基板及提供晶片和基板粘連的膠/薄膜和塑膠。在現有的封裝結構中，堆疊封裝是一種以較高集成度實現微型化的良好方式。在堆疊封裝中，封裝內封裝(PiP)與封裝上封裝(PoP)對封裝行業越來越重要， 因為這種技術可堆疊高密度的設備。PoP產品有兩個以上封裝，一個封裝在另一個的上方， 用焊球將它們封裝結合。這種封裝將邏輯及存儲器元件分別集成在不同的封裝內。例如， 手機就通常採用PoP封裝來集成應用處理器與存儲器。現有的封裝結構雖然尺寸較小且封裝密度較高，但由此也產生了一些問題，特別是在PoP封裝中，散熱問題尤其突出。
發明內容
本發明的目的在於提供一種晶片封裝結構，所述晶片封裝結構包括基板；晶片， 設置在基板上面；金屬層，設置在晶片的非有效區域面上；塑封料，包封所述晶片。這裡，將晶片的有效區域面限定為晶片的實現與外部進行電氣互連(例如通過引線鍵合或焊點與外部進行電氣互連)的表面，而將晶片的另一面，即，不與外部進行電氣互連的表面限定為非有效區域面。根據本發明的晶片封裝結構，其特徵在於，所述金屬層覆蓋晶片的非有效區域面的一部分或非有效區域面的全部。根據本發明的晶片封裝結構，其特徵在於，所述金屬層通過電鍍鍍覆到晶片的非有效區域面上。根據本發明的晶片封裝結構，其特徵在於，所述晶片封裝結構還包括將晶片的有效區域面與基板電連接的引線以及設置在所述金屬層和所述基板之間的非導電粘合劑。根據本發明的晶片封裝結構，其特徵在於，所述晶片封裝結構還包括將晶片的有效區域面與基板電連接的焊點，所述金屬層暴露於塑封料的外部。根據本發明的晶片封裝結構，通過在晶片的非有效區域面上鍍覆金屬層，從而與傳統的晶片封裝結構相比，提高了封裝結構的散熱性能。
通過下面結合附圖對本發明的示例性實施例進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中圖1是示意性示出現有的採用引線鍵合(wire bonding)的晶片封裝結構的示圖；圖2是示意性示出現有的採用倒裝晶片(Flip Chip)的晶片封裝結構的示圖；圖3是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層的晶片封裝結構的示圖；圖4是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層的晶片封裝結構的PoP結構的示圖；圖5是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層的晶片封裝結構的示圖；圖6是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層的晶片封裝結構的PoP結構的示圖。
具體實施例方式下文中，將參照附圖來詳細描述本發明的示例性實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，且不應該限於這裡闡述的示例性實施例。相反，提供這些示例性實施例使得本公開將是徹底和完整的，並可以把示例性實施例的範圍充分地傳達給本領域技術人員。為了清楚起見，可能在附圖中誇大了層和區域的尺寸和相對尺寸。此外，在附圖中，相同或相似的標號可以表示相同或相似的元件。圖1是示意性示出現有的採用引線鍵合(wire bonding)的晶片封裝結構的示圖。參照圖1，在現有的採用弓丨線鍵合的晶片封裝結構中，晶片1設置在基板2上，塑封料3包封晶片1以保護晶片1免受外部環境的影響，晶片1從其有效區域面通過金屬引線 7及焊球5實現與外部的電氣連接。圖2是示意性示出現有的採用倒裝晶片(Flip Chip)的晶片封裝結構的示圖。參照圖2，在現有的採用倒裝晶片的晶片封裝結構中，晶片1設置在基板2上，塑封料3包封晶片1以保護晶片1免受外部環境的影響，晶片1從其有效區域面通過焊點8及焊球5實現與外部的電氣連接。圖3是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層的晶片封裝結構的示圖，圖4是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層的晶片封裝結構的PoP結構的示圖。參照圖3，根據本發明的示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層的晶片封裝結構可包括基板2;晶片1，設置在基板2上面；金屬層6，設置在晶片1的非有效區域面上；塑封料3，包封所述晶片1，以保護晶片1免受外部環境的影響，晶片1從其有效區域面通過金屬引線7及焊球5實現與外部的電氣連接。所述晶片封裝結構還可包括設置在所述金屬層6和所述基板2之間的非導電粘合劑4，以將所述金屬層6與所述基板2結合。所述金屬層6可以覆蓋晶片1的非有效區域面的一部分或非有效區域面的全部。所述金屬層6 可以通過電鍍鍍覆到晶片1的非有效區域面上。參照圖4，可通過焊球將根據本發明的示例性實施例的採用引線鍵合的具有金屬層6的晶片封裝結構進行堆疊(例如，可堆疊雙層或更多層封裝件結構)，以形成PoP結構。 圖4中示出的是倒裝晶片封裝件與採用引線鍵合的具有金屬層6的晶片封裝件堆疊的結構，然而，本發明不限於此，例如，可將雙層或更多層的採用引線鍵合的具有金屬層6的晶片封裝件堆疊，從而形成PoP結構。此外，圖4中示出的在採用引線鍵合的具有金屬層6的晶片封裝件上面的倒裝晶片封裝件中不具有用於散熱的金屬層，然而，本發明不限於此，例如，在採用引線鍵合的具有金屬層6的晶片封裝件上面的倒裝晶片封裝件中可包括形成在晶片上的用於散熱的金屬層，從而提高晶片封裝結構的散熱性能。圖5是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層的晶片封裝結構的示圖；圖6是示意性示出根據本發明示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層的晶片封裝結構的PoP結構的示圖。參照圖5，根據本發明的示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層的晶片封裝結構可包括基板2;晶片1，設置在基板2上面；金屬層6，設置在晶片1的非有效區域面上；塑封料3，包封所述晶片1，以保護晶片1免受外部環境的影響。這裡，在使用塑封料3 對晶片1進行包封時，可以使金屬層6暴露於外部，從而與傳統的封裝結構相比，根據本發明的晶片封裝結構具有較好的散熱性能。所述金屬層6可以覆蓋晶片的非有效區域面的一部分或非有效區域面的全部。所述金屬層6可以通過電鍍鍍覆到晶片1的非有效區域面上。根據本發明的示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層6的晶片封裝結構還可包括設置在晶片1的有效區域面與基板2之間的焊點8，從而通過焊點8和焊球5實現晶片1與外部的電氣連接。參照圖6，當將雙層或更多層根據本發明的示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層6的晶片封裝件進行堆疊時，可通過焊球及非導電粘合劑9 (例如熱環氧樹脂)等它們進行堆疊，以形成PoP結構。如圖6所示，上封裝件也可包括用於散熱的金屬層。另外， 可將根據本發明的示例性實施例的採用倒裝晶片的具有金屬層6的晶片封裝件與其他形式的晶片封裝結構進行堆疊，以形成PoP結構。在圖6中示出的上封裝件中，塑封料覆蓋了設置在晶片上的用於散熱的金屬層， 然而，本發明不限於此，例如，可以使用於散熱的金屬層暴露，並利用焊球及非導電粘合劑 9 (例如熱環氧樹脂)等進行多層堆疊。
根據本發明的晶片封裝結構，通過在晶片的非有效區域面上鍍覆金屬層，從而與傳統的晶片封裝結構相比，提高了封裝結構的散熱性能。雖然已經示出並描述了本發明的示例性實施例的示例，但是本領域技術人員應該理解的是，本發明的示例性實施例不限於此，在不脫離如權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對本發明的示例性實施例進行各種修改。
權利要求
1.一種晶片封裝結構，所述晶片封裝結構包括 基板；晶片，設置在基板上面；金屬層，設置在晶片的非有效區域面上；塑封料，包封所述晶片。
2.根據權利要求1所述的晶片封裝結構，其特徵在於，所述金屬層覆蓋晶片的非有效區域面的一部分或非有效區域面的全部。
3.根據權利要求1所述的晶片封裝結構，其特徵在於，所述金屬層通過電鍍鍍覆到晶片的非有效區域面上。
4.根據權利要求1所述的晶片封裝結構，其特徵在於，所述晶片封裝結構還包括將晶片的有效區域面與基板電連接的引線以及設置在所述金屬層和所述基板之間的非導電粘合劑。
5.根據權利要求1所述的晶片封裝結構，其特徵在於，所述晶片封裝結構還包括將晶片的有效區域面與基板電連接的焊點，所述金屬層暴露於塑封料的外部。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種晶片封裝結構，所述晶片封裝結構包括基板；晶片，設置在基板上面；金屬層，設置在晶片的非有效區域面上；塑封料，包封所述晶片。根據本發明的晶片封裝結構，通過在晶片的非有效區域面上設置金屬層，從而與傳統的晶片封裝結構相比，提高了封裝結構的散熱性能。
文檔編號H01L23/367GK102376655SQ20111034003
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者杜茂華, 阮春燕, 陳松, 馬慧舒 申請人:三星半導體(中國)研究開發有限公司, 三星電子株式會社