專利名稱：具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)，更具體地講，本發(fā)明涉及一種在芯片的不與外部進(jìn)行電氣連接的非有效區(qū)域面上具有金屬層從而具有良好散熱性能的芯片封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展及其向各行業(yè)的迅速滲透，電子封裝已經(jīng)逐步成為實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片功能的一個瓶頸，電子封裝因此在近二三十年內(nèi)獲得了巨大的發(fā)展，并已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。現(xiàn)在的電子封裝不但要提供芯片保護(hù)，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(shè)計和制造對系統(tǒng)應(yīng)用正變得越來越重要，電子封裝的設(shè)計和制造從一開始就需要從系統(tǒng)入手以獲得最佳的性能價格比。電子封裝發(fā)展的驅(qū)動力主要來源于半導(dǎo)體芯片的發(fā)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(shù)、更快的時鐘頻率和更好的電源分配。市場需要電子產(chǎn)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(chǎn)品的需要量不斷增加，新的器件不斷涌現(xiàn)。市場競爭日益加劇，芯片制造業(yè)的發(fā)展和電子產(chǎn)品的市場需要將最終決定電子封裝的發(fā)展趨向于更小、更薄、更輕、功能更強(qiáng)、能耗更小、可靠性更好、更符合環(huán)保要求、更廉價等。消費者期望電子產(chǎn)品在各方面都比較緊湊，這也是電子產(chǎn)品日益縮小的主要動力。所以，企業(yè)在不斷地縮小終端產(chǎn)品的總體尺寸，而這要利用較小的半導(dǎo)體封裝來實現(xiàn)。 因此，縮小封裝是半導(dǎo)體封裝行業(yè)的一個主要發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在使用中的各種封裝形式主要包括單層、雙層或更多層結(jié)構(gòu)，封裝結(jié)構(gòu)包括實現(xiàn)電氣互連的金屬引線、內(nèi)部走線并提供支撐單個或多個芯片的基板及提供芯片和基板粘連的膠/薄膜和塑膠。在現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)中，堆疊封裝是一種以較高集成度實現(xiàn)微型化的良好方式。在堆疊封裝中，封裝內(nèi)封裝(PiP)與封裝上封裝(PoP)對封裝行業(yè)越來越重要， 因為這種技術(shù)可堆疊高密度的設(shè)備。PoP產(chǎn)品有兩個以上封裝，一個封裝在另一個的上方， 用焊球?qū)⑺鼈兎庋b結(jié)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(nèi)。例如， 手機(jī)就通常采用PoP封裝來集成應(yīng)用處理器與存儲器?，F(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)雖然尺寸較小且封裝密度較高，但由此也產(chǎn)生了一些問題，特別是在PoP封裝中，散熱問題尤其突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括基板；芯片， 設(shè)置在基板上面；金屬層，設(shè)置在芯片的非有效區(qū)域面上；塑封料，包封所述芯片。這里，將芯片的有效區(qū)域面限定為芯片的實現(xiàn)與外部進(jìn)行電氣互連(例如通過引線鍵合或焊點與外部進(jìn)行電氣互連)的表面，而將芯片的另一面，即，不與外部進(jìn)行電氣互連的表面限定為非有效區(qū)域面。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層覆蓋芯片的非有效區(qū)域面的一部分或非有效區(qū)域面的全部。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層通過電鍍鍍覆到芯片的非有效區(qū)域面上。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括將芯片的有效區(qū)域面與基板電連接的引線以及設(shè)置在所述金屬層和所述基板之間的非導(dǎo)電粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括將芯片的有效區(qū)域面與基板電連接的焊點，所述金屬層暴露于塑封料的外部。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，通過在芯片的非有效區(qū)域面上鍍覆金屬層，從而與傳統(tǒng)的芯片封裝結(jié)構(gòu)相比，提高了封裝結(jié)構(gòu)的散熱性能。


通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)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(xiàn)有的采用引線鍵合(wire bonding)的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖；圖2是示意性示出現(xiàn)有的采用倒裝芯片(Flip Chip)的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖；圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖；圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的PoP結(jié)構(gòu)的示圖；圖5是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖；圖6是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的PoP結(jié)構(gòu)的示圖。
具體實施例方式下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，且不應(yīng)該限于這里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，并可以把示例性實施例的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。為了清楚起見，可能在附圖中夸大了層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。此外，在附圖中，相同或相似的標(biāo)號可以表示相同或相似的元件。圖1是示意性示出現(xiàn)有的采用引線鍵合(wire bonding)的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖1，在現(xiàn)有的采用弓丨線鍵合的芯片封裝結(jié)構(gòu)中，芯片1設(shè)置在基板2上，塑封料3包封芯片1以保護(hù)芯片1免受外部環(huán)境的影響，芯片1從其有效區(qū)域面通過金屬引線 7及焊球5實現(xiàn)與外部的電氣連接。圖2是示意性示出現(xiàn)有的采用倒裝芯片(Flip Chip)的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖2，在現(xiàn)有的采用倒裝芯片的芯片封裝結(jié)構(gòu)中，芯片1設(shè)置在基板2上，塑封料3包封芯片1以保護(hù)芯片1免受外部環(huán)境的影響，芯片1從其有效區(qū)域面通過焊點8及焊球5實現(xiàn)與外部的電氣連接。圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖，圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的PoP結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)可包括基板2;芯片1，設(shè)置在基板2上面；金屬層6，設(shè)置在芯片1的非有效區(qū)域面上；塑封料3，包封所述芯片1，以保護(hù)芯片1免受外部環(huán)境的影響，芯片1從其有效區(qū)域面通過金屬引線7及焊球5實現(xiàn)與外部的電氣連接。所述芯片封裝結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)置在所述金屬層6和所述基板2之間的非導(dǎo)電粘合劑4，以將所述金屬層6與所述基板2結(jié)合。所述金屬層6可以覆蓋芯片1的非有效區(qū)域面的一部分或非有效區(qū)域面的全部。所述金屬層6 可以通過電鍍鍍覆到芯片1的非有效區(qū)域面上。參照圖4，可通過焊球?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用引線鍵合的具有金屬層6的芯片封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆疊(例如，可堆疊雙層或更多層封裝件結(jié)構(gòu))，以形成PoP結(jié)構(gòu)。 圖4中示出的是倒裝芯片封裝件與采用引線鍵合的具有金屬層6的芯片封裝件堆疊的結(jié)構(gòu)，然而，本發(fā)明不限于此，例如，可將雙層或更多層的采用引線鍵合的具有金屬層6的芯片封裝件堆疊，從而形成PoP結(jié)構(gòu)。此外，圖4中示出的在采用引線鍵合的具有金屬層6的芯片封裝件上面的倒裝芯片封裝件中不具有用于散熱的金屬層，然而，本發(fā)明不限于此，例如，在采用引線鍵合的具有金屬層6的芯片封裝件上面的倒裝芯片封裝件中可包括形成在芯片上的用于散熱的金屬層，從而提高芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱性能。圖5是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的示圖；圖6是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)的PoP結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖5，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層的芯片封裝結(jié)構(gòu)可包括基板2;芯片1，設(shè)置在基板2上面；金屬層6，設(shè)置在芯片1的非有效區(qū)域面上；塑封料3，包封所述芯片1，以保護(hù)芯片1免受外部環(huán)境的影響。這里，在使用塑封料3 對芯片1進(jìn)行包封時，可以使金屬層6暴露于外部，從而與傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)具有較好的散熱性能。所述金屬層6可以覆蓋芯片的非有效區(qū)域面的一部分或非有效區(qū)域面的全部。所述金屬層6可以通過電鍍鍍覆到芯片1的非有效區(qū)域面上。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層6的芯片封裝結(jié)構(gòu)還可包括設(shè)置在芯片1的有效區(qū)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(xiàn)芯片1與外部的電氣連接。參照圖6，當(dāng)將雙層或更多層根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層6的芯片封裝件進(jìn)行堆疊時，可通過焊球及非導(dǎo)電粘合劑9 (例如熱環(huán)氧樹脂)等它們進(jìn)行堆疊，以形成PoP結(jié)構(gòu)。如圖6所示，上封裝件也可包括用于散熱的金屬層。另外， 可將根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的采用倒裝芯片的具有金屬層6的芯片封裝件與其他形式的芯片封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆疊，以形成PoP結(jié)構(gòu)。在圖6中示出的上封裝件中，塑封料覆蓋了設(shè)置在芯片上的用于散熱的金屬層， 然而，本發(fā)明不限于此，例如，可以使用于散熱的金屬層暴露，并利用焊球及非導(dǎo)電粘合劑 9 (例如熱環(huán)氧樹脂)等進(jìn)行多層堆疊。
根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，通過在芯片的非有效區(qū)域面上鍍覆金屬層，從而與傳統(tǒng)的芯片封裝結(jié)構(gòu)相比，提高了封裝結(jié)構(gòu)的散熱性能。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的示例性實施例的示例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的示例性實施例不限于此，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括 基板；芯片，設(shè)置在基板上面；金屬層，設(shè)置在芯片的非有效區(qū)域面上；塑封料，包封所述芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層覆蓋芯片的非有效區(qū)域面的一部分或非有效區(qū)域面的全部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層通過電鍍鍍覆到芯片的非有效區(qū)域面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括將芯片的有效區(qū)域面與基板電連接的引線以及設(shè)置在所述金屬層和所述基板之間的非導(dǎo)電粘合劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括將芯片的有效區(qū)域面與基板電連接的焊點，所述金屬層暴露于塑封料的外部。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括基板；芯片，設(shè)置在基板上面；金屬層，設(shè)置在芯片的非有效區(qū)域面上；塑封料，包封所述芯片。根據(jù)本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)，通過在芯片的非有效區(qū)域面上設(shè)置金屬層，從而與傳統(tǒng)的芯片封裝結(jié)構(gòu)相比，提高了封裝結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者杜茂華, 阮春燕, 陳松, 馬慧舒 申請人:三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會社