TWI239603B - Cavity down type semiconductor package - Google Patents

Description

1239603 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種半導體封裝結構，特別係有關於 一種增進散熱片與基板貼合能力之散熱型晶穴導 體封裝結構。 乃「土干等 【先前技術】 習知散熱式晶穴朝下型球格陣列封裝結構 〔Thennany enhanced BGA package〕係^ 有良好散執性 與較短電性導接路徑，—具有開口之基板係貼設在一；熱 片上，而一晶片係容納於該基板之開口内， 主、 面係與該散熱片黏t，該基板之另一表面係設有銲球，如 美國專利公告編號第2002/0 1 9572 1號與美國專利第 605760 1號均揭示有習知之晶穴朝下型球格陣列封裝結 構。 用於晶穴朝下型球格陣列封裝結構之基板係在 如球接a表面與散熱片貼合表面均形成有一防銲層 〔solder mask layer〕，該防銲層係用以保 曰 輝膏〔儀―〕或塵粒污染，但該二 # H r片之黏者力不佳，在長時間溫度昇降變化下操 2 2基板與該散熱片容易在黏著後再分離或是其黏著界 侵，影響產品之信賴t ’若僅簡單增加在該基 片之間樹脂黏著層之厚度，又將使得該基板對 该政熱片之導熱性變差且封裝總體厚 【發明内容】 旱 本發月之主要目的係在於提供一種晶穴朝下型半導體

I239603 ---~---- 五、發明說明（2) 封裝結構，其係包含有一散熱片與一具有開口之基板，以 ，成一容置晶片之晶穴，該基板對應於該散熱片之導熱面 糸=成有一金屬覆蓋層，其係與該散熱片導熱連接，^取 $習知基板之内面防銲層與内層接地層，達到增進基板結 5、基板散熱與基板接地之功效。 本發明之次一目的係在於提供一種晶穴朝下型半導體 封，結構，利用該基板之貫通孔電性連接至該基板之金屬 覆蓋層，該金屬覆蓋層係形成於對應於該散熱片之基板導 熱面，以簡化習知接地板之構件。 土

^ 本發明之再一目的係在於提供一種適用於晶穴朝下型 半導體封裝結構之基板，其對應於一散熱片之導熱面係形 ^有一金屬覆蓋層，如電鍍層、濺鍍層與金屬箔壓合層 等，作為該基板之顯露接地層，崖取代習知之基板防銲 層’以增進該基板對該散熱片之導熱、結合與接地性能。

依本發明之晶穴朝下型半導體封裝結構，主要包含有 一散熱片、一基板、一晶片及一封膠體，該基板係具有一 外接合面、一導熱面及一開口，其中該外接合面係形成有 一防銲層以及複數個顯露於該防銲層之連接墊，該導熱面 係形成有一金屬覆蓋層，該基板之導熱面係貼設於該散熱 片之第一表面，使得該金屬覆蓋層與該散熱片導熱連接， 由該基板之開口與該散熱片形成一容晶穴，該晶片係容置 於該基板之開口且該晶片之背面係貼設於該散熱片，該晶 片之主動面形成有複數個銲墊，其係電性連接至該基板之 連接墊，該封膠體係形成於該基板之開口並包覆該晶片，

第9頁 1239603 五、發明說明（3) 故該基板在導熱面上形成之金屬覆蓋層係可作為基板之表 面保護層、表面黏著層、導熱層與接地層，增進該基板與 該散熱片之結合、該基板之導熱與電氣性能。 【實施方式】 參閱所附圖式，本發明將列舉以下之實施例說明。

依據本發明之一具體實施例，請參閱第1及2圖，一種 晶穴朝下型半導體封裝結構主要包含有一散熱片1 0、一基 板20、一晶片40及一封膠體60，該散熱片10係由具有良好 導熱性之金屬所製成，該散熱片1 0係具有一第一表面11及 一第二表面12，該散熱片10之第一表面11係可供該基板20 與該晶片4 0之貼設，該散熱片1 〇之該第二表面1 2係作為該 半導體封裝結構之散熱面，在本實施例中，該第二表面1 2 係可形成有導熱錄1 3〔 h e a t f i η〕，以增加散熱面積。

該基板2 0係貼設在該散熱片1 〇，該基板2 〇係為具有電 路結構之基板，例如印刷電路板、陶瓷電路板、可撓性基 板等等，以電性導接該晶片4〇，在本實施例中，該基板2〇 係以增層式多層印刷電路板〔b u i 1 d u p P C Β〕示意之，如 第2圖所示’其係包含有一由玻璃纖維強化樹脂組成之核 心層2 1、複數個以增層方法形成之介電層2 2以及適當之線 路層23，該基板20係具有一外接合面24、一導熱面25及一 開口 26，其中’由該基板2〇之開口 26與該散熱片1〇之第一 表面11組合形成一可容置該晶片4〇之容晶穴，該基板2〇之 外接合面24係作為對外電性連接之表面接合面，該外接合 面24係形成有一防銲層31〔s〇ldejr iayer〕以及複

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五 '發明說明（4) 顯！於該防銲層31之連接墊27與内指端28，在本實施 之線路^些内指端28係排列於該開口 26周邊並以該基板20 晶片40 Ϊ連接至對應之該些連接塾27 ’以供電性連接該 c s亥些内指端28亦可形成於該基板20之缺口内層 圃未繪出〕，而該些連接墊27係格狀陣列〔grid a^r^y〕形成在該外接合面24，可供在晶片封裝之後接合 ==70或其它電性接合元件，該基板2〇之導熱面託係形成 金屬覆蓋層32 ’該金屬覆蓋層32係選自於電鑛層、濺 =層與金屬箔壓合層之其中之一，如銅鋁或鎳金材.料，以 全面覆蓋該導熱面25為較佳，在本實施例中，該基板2〇之 導熱面25係貼設於該散熱片1〇之第一表面丨丨周邊，例如以 薄薄一層之銲膏、銀膠或不導電膠達到該基板2〇之該金屬 覆羞層3 2係與該散熱片1 〇之機械黏著或共晶接合，使得該 金屬覆蓋層32係與該散熱片10導熱連接，以作為該基板^ 在該導熱面25之表面保護層、表面黏著層與表面導熱層， 因此，本發明之基板20係可適用於晶穴朝下型半導體封裝 結構，形成於該基板20之導熱面25之金屬覆蓋層32係用以 貼設該散熱片1 0 ’以取代習知基板結合散熱片之防銲層， 以達到增進該基板2 0與該散熱片1 0之黏著與導熱連接之功 效。此外，由於覆蓋於該導熱面25之金屬覆蓋層32係可作 為該基板2 0之顯路接地層〔ground layer〕’可不需要額 外在該基板2 0之内層設計出具有訊號絕緣開孔之内層接地 層，並且該基板20係具有至少一貫通孔29，其係電性連接 至該金屬覆蓋層32。

1239603 五、發明說明（5) 該晶片40係具有一 主動面41形成有複數個 2 0之開口 2 6且該晶片4 0 出〕貼設於該散熱片1 0 線50或是習知電性連接 板20之内指端28，使得 接墊2 7，在本實施例中 銲墊〔圖未繪出〕經由 貫通孔29與該金屬覆蓋 板2 0之開口 2 6，以包覆 可在該基板20之外接合 7 〇，以製造晶穴朝下型 發明，該基板20在該導 作為該基板20之表面保 層’增進該基板20與該 電氣性能，增進晶穴朝 著、基板導熱與產品信 本發明之保護範圍 為準，任何熟知此項技 圍内所作之任何變化與 主動面41及一背面42，該晶片40之 銲墊43，該晶片40係容置於該基板 之背面4 2係以黏著材料〔圖未緣 之第一表面1 1中央，利用複數個銲 元件連接該晶片40之銲墊43與該基 該晶片40電性導接至該基板2〇之連 一接地銲線51係將該晶片40之接地 該散熱片10電性導接至該基板2〇之 層32。而該封膠體6〇係形成於該基 該晶片40與該些銲線5〇，較佳地， 面24之連接墊27植接上複數個銲球 球格陣列封裝結構，因此，依據本 熱面25上形成之金屬覆蓋層32係可 護層、表面黏著層、導熱層與接地 散熱片10之結合、該基板之導熱與 下型半導體封裝結構之散熱片黏 賴度。 當視後附之申請專利範圍所界定者 藝者，在不脫離本發明之精神和範 修改，均屬於本發明之保護範圍。

第12頁 1239603 圊式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖：依據本發明，一種晶穴朝下型半導體封裝結構之 截面示意圖；及 第2 圖：依據本發明’該晶穴朝下型半導體封裝結構之局 部截面示意圖。 元件符號簡單說明： 10 散 熱 片 11 第 —一 表 面 12 第 二 表 面 13 導 熱 •鰭 20 基 板 21 核 心 層 22 介 電 層 23 線 路 層 24 外 接 合 面 25 導 熱 面 26 開 π 27 連 接 墊 28 内 指 端 29 貫 通 孔 31 防 銲 層 32 金屬 覆 蓋層 40 晶 片 41 主 動 面 42 背 面 43 銲 墊 50 銲 線 51 接 地 銲 線 60 封 膠 體 70 銲球

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Claims (1)

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【申請專利範圍】 1、 一種晶穴朝下型半導體封裝結構，包含： 一散熱片，其係具有一第一表面及一第二表面； 基板’其係具有一外接合面、一導熱面及一開口， 其中4外接合面係形成有一防鮮層以及複數個顯露於該 防銲層之連接墊，該導熱面係形成有一金屬覆蓋層，該 基板之導熱面係以該金屬覆蓋層貼設於該散熱片之第一 表面’使得該金屬覆蓋層係與該散熱片導熱連接； 一晶片’其係具有一主動面及一背面，該晶片係容置 於該基板之開口，且該晶片之背面係貼設於該散熱片之 第一表面，該晶片之主動面形成有複數個銲墊，其係電 性連接至該基板之連接塾；及 、 一封膠體，其係形成於該基板之開口並包覆該晶片。 2、 如申請專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封装 、、’σ構’其中该基板係具有至少一貫通孔’其係電性連接 至違金屬覆蓋層。 3、 如申請專利範圍第2項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構’其中該基板之金屬覆蓋層係為接地層。 4、 如申請專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構，其另包含有複數個銲線，其係電性連接該晶片之 銲墊至該基板。 5、 如申請專利範圍第1或4項所述之晶穴朝下型半導體 封裴結構，其另包含有至少一接地銲線，其係電性連接 該晶片之接地銲塾至該金属覆蓋層。

1239603 六、申請專利範圍 6、 如申请專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構’其另包含有複數個銲球，其係植接於該基板之連 接墊。 7、 如申請專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構’其中該散熱片之第二表面係形成有導熱鰭。 8、 如申請專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構，其中該金屬覆蓋層係選自於電鍍層、濺鍍層與金 屬箔壓合層之其中之一。

9、 如申請專利範圍第1項所述之晶穴朝下型半導體封裝 結構，其中該金屬覆蓋層係為一銅層。 1 〇、一種適用於晶穴朝下型半導體封裝結構之基板，其 係具有一外接合面、一導熱面及一開口，其中該外接 合面係形成有一防鮮層以及複數個顯露於該防銲層之 連接塾，該導熱面係形成有一顯露之金屬覆蓋層，以 供貼設一散熱片。 11、如申請專利範圍第1 〇項所述之適用於晶穴朝下型半 導體封裝結構之基板，其中該基板係具有至少一貫通 孔，其係電性連接至該金屬覆蓋層。 1 2、如申請專利範圍第丨丨項所述之適用於晶穴朝下型半 導體封裝結構之基板，其中該基板之金屬覆蓋層係為 接地層。 1 3、如申請專利範圍第丨〇項所述之適用於晶穴朝下型半 導體封裝結構之基板，其中該金屬覆蓋層係選自於電 鍍層、濺鍍層與金屬箔壓合層之其中之一。

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