專利名稱：芯片封裝結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù)，尤其是一種兼具電磁干擾屏蔽和散熱功能的芯片封裝結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
通常，芯片封裝結(jié)構(gòu)采用金屬屏蔽蓋罩住芯片封裝結(jié)構(gòu)以防電磁干擾。然而，這種芯片封裝結(jié)構(gòu)之芯片在產(chǎn)生不必要的熱能時，大部分的熱能只能通過封裝所述芯片的封膠體進(jìn)行熱傳導(dǎo)，而這種方式大幅限制了散熱效率，當(dāng)所述芯片因長時間而產(chǎn)生大量能量時，所述封膠體將無法及時傳導(dǎo)熱能，導(dǎo)致熱能滯留于所述芯片，而造成所述芯片的有源表面的電路可能燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，需提供一種兼具電磁干擾屏蔽和散熱功能的芯片封裝結(jié)構(gòu)及方法。本發(fā)明一種實施方式中的芯片封裝結(jié)構(gòu)包括基板、芯片、導(dǎo)熱柱、封膠體及屏蔽層。所述芯片電性連接于所述基板，所述導(dǎo)熱柱設(shè)置于芯片之背離所述基板的一側(cè)，所述封膠體封裝所述芯片及所述導(dǎo)熱柱，并使所述導(dǎo)熱柱之一端裸露于所述封膠體外部，所述屏蔽層覆蓋于所述封膠體并與所述導(dǎo)熱柱之裸露端相接觸。優(yōu)選地，所述芯片設(shè)有多個貫穿所述芯片的散熱通孔，并包括多個連接部，所述散熱通孔內(nèi)壁涂布導(dǎo)熱材料，所述連接部位于所述芯片之背離所述基板的一側(cè)，并連接于所述散熱通孔及所述導(dǎo)熱柱之間。優(yōu)選地，所述芯片包括金屬層，所述金屬層設(shè)置于所述芯片之鄰近所述基板的一偵牝所述散熱通孔連接于所述導(dǎo)熱柱和所述金屬層之間，以使所述芯片產(chǎn)生的熱量經(jīng)由所述金屬層、所述散熱通孔及所述導(dǎo)熱柱傳導(dǎo)至所述屏蔽層而進(jìn)行散熱。優(yōu)選地，所述基板包括間隔墊層，并設(shè)有多個貫穿所述基板的接地通孔，所述接地通孔電性連接所述間隔墊層以使所述間隔墊層接地。優(yōu)選地，所述間隔墊層位于所述基板之鄰近所述芯片的一側(cè)，利用粘合劑將所述金屬層固定并電性連接于所述間隔墊層，以使所述金屬層接地。優(yōu)選地，所述金屬層的材質(zhì)為金、鎳金合金或者銅，所述粘合劑由導(dǎo)電材料制成。優(yōu)選地，所述屏蔽層經(jīng)由所述導(dǎo)熱柱、所述散熱通孔、所述金屬層及所述間隔墊層實現(xiàn)接地。優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱柱的材質(zhì)為銅、錫等導(dǎo)熱材料。優(yōu)選地，還包括保護(hù)層，所述保護(hù)層由絕緣材料制成并噴涂于所述屏蔽層的表面。發(fā)明一種實施方式中的芯片封裝方法，包括步驟提供基板；提供多個芯片，每個芯片固定并電性連接于所述基板；設(shè)置多個導(dǎo)熱柱于每個芯片之背離所述基板的一側(cè)；利用封膠體封裝所述芯片及所述導(dǎo)熱柱以形成封裝體，研磨所述封裝體以使所述導(dǎo)熱柱之一端裸露于所述封膠體外部，并切割所述封膠體以形成單個芯片封裝結(jié)構(gòu)；形成屏蔽層于所述封膠體的外表面并與所述導(dǎo)熱柱之裸露端相接觸。優(yōu)選地，還包括設(shè)置多個連接部于所述散熱通孔和所述導(dǎo)熱柱之間，所述連接部由導(dǎo)電材料制成并電性連接于所述散熱通孔及所述導(dǎo)熱柱。優(yōu)選地，還包括將粘合劑設(shè)置于所述間隔墊層以使所述間隔墊層固定并電性連接于所述金屬層，所述基板包括第一焊墊，所述芯片包括第三焊墊，利用連接線電性連接于所述第三焊墊與所述第一焊墊之間以將所述芯片電性連接于所述基板。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明之芯片設(shè)有導(dǎo)熱柱和金屬層，導(dǎo)熱柱通過連接部和散熱通孔電性連接于金屬層，利用粘合劑將金屬層固定并電性連接于間隔墊層，而間隔墊層通過接地通孔接地，從而使得導(dǎo)熱柱接地。導(dǎo)熱柱裸露于 封膠體以電性連接于屏蔽層，以防止電磁干擾。另外，芯片在發(fā)熱過程中，可通過導(dǎo)熱柱進(jìn)行散熱。因此，本發(fā)明之芯片封裝結(jié)構(gòu)不僅具有電磁干擾屏蔽功能，而且具有散熱功能。


圖1是本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。圖2為本發(fā)明的芯片封裝方法的流程示意圖。主要元件符號說明芯片封裝結(jié)構(gòu)100基板10第一表面11第二表面12第一焊墊13第二焊墊14間隔墊層15接地通孔16導(dǎo)電膜17芯片20第一側(cè)面21第二側(cè)面22第三焊墊23金屬層24散熱通孔26連接部27導(dǎo)熱柱28粘合劑30連接線40封膠體50屏蔽層60保護(hù)層70如下具體實施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)100的剖視示意圖，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)100包括基板10、芯片20、多個連接線40、封膠體50、屏蔽層60及保護(hù)層70?；?0包括第一表面11、與第一表面11相對的第二表面12、多個第一焊墊13、多個第二焊墊14及間隔墊層15，并設(shè)有多個接地通孔16。間隔墊層15和所述第一焊墊13均設(shè)于第一表面11，所述第二焊墊14設(shè)于第二表面12。所述第二焊墊14用于將芯片封裝結(jié)構(gòu)100通過焊接方式安裝于電路板上。在本實施方式中，第一焊墊13、第二焊墊14及間隔墊層15均為導(dǎo)電材料，且均通過電鍍方式生成。所述接地通孔16貫穿第一表面11和第二表面12,所述接地通孔16內(nèi)壁涂布導(dǎo)電膜17，以使所述第二焊墊14和間隔墊層15電性連接，從而使間隔墊層15接地。在本實施方式中，導(dǎo)電膜17可以為鋁、銅、鉻、錫、金、銀、鎳或者含有上述元素的合金。 芯片20固定安裝于基板10上，包括背離所述基板10的第一側(cè)面21、與所述基板10相對的第二側(cè)面22、多個第三焊墊23、金屬層24、多個連接部27及多個導(dǎo)熱柱28，并設(shè)有多個散熱通孔26。所述第三焊墊23、所述連接部27和所述導(dǎo)熱柱28位于第一側(cè)面21，所述金屬層24位于第二側(cè)面22。利用連接線40電性連接于第三焊墊23與第一焊墊13之間以將芯片20電性連接于基板10。在本實施方式中，連接線40的材質(zhì)為金、銅、鋁或者其他導(dǎo)電材料。所述金屬層24設(shè)置于所述芯片20之鄰近所述基板10的一側(cè)，并利用粘合劑30將金屬層24固定并電性連接于間隔墊層15。在本實施方式中，金屬層24的材質(zhì)為金、鎳金合金或者銅，且所述金屬層24通過電鍍方式生成。在本實施方式中，粘合劑30由導(dǎo)電材料制成，如銀膠。所述散熱通孔26貫穿第一側(cè)面21和第二側(cè)面22以分別連接連接部27和金屬層24，以使所述芯片20產(chǎn)生的熱量經(jīng)由所述金屬層24、散熱通孔26、連接部27及所述導(dǎo)熱柱28傳導(dǎo)而出以實現(xiàn)散熱。在本實施方式中，連接部27由導(dǎo)電材料制成。所述散熱通孔26內(nèi)壁涂布導(dǎo)熱材料，并電性連接所述連接部27和金屬層24。在本實施方式中，導(dǎo)電材料可以為招、銅、鉻、錫、金、銀、鎳或者含有上述元素的合金。導(dǎo)熱柱28固定并電性連接于連接部27。在本實施方式中，導(dǎo)熱柱28的材質(zhì)為銅、錫等導(dǎo)熱材料，且通過電鍍或者焊接的方式固定于連接部27。當(dāng)芯片20在工作過程中發(fā)熱時，其熱量可通過導(dǎo)熱柱28進(jìn)行傳導(dǎo)以進(jìn)行散熱。另外，導(dǎo)熱柱28電性連接于連接部27以實現(xiàn)接地，具體而言，由于芯片20設(shè)有電性連接連接部27和金屬層24的散熱通孔26，金屬層24與間隔墊層15之間設(shè)有具有導(dǎo)電特性的粘合劑30以及間隔墊層15通過接地通孔16電性連接至第二焊墊14以實現(xiàn)接地，因此,導(dǎo)熱柱28接地。封膠體50包覆連接線40、芯片20的第一側(cè)面21、導(dǎo)熱柱28以及基板10以將芯片20封裝成封裝體結(jié)構(gòu)，并使導(dǎo)熱柱28之遠(yuǎn)離所述芯片20的端面裸露于封膠體50外部。在本實施方式中，封膠體50為黑膠。屏蔽層60設(shè)置于封膠體50的外表面和基板10的側(cè)邊，以防電磁干擾。屏蔽層60與導(dǎo)熱柱28之裸露端相接觸，使得芯片20所產(chǎn)生的熱通過導(dǎo)熱柱28傳導(dǎo)至屏蔽層60，以提高芯片封裝結(jié)構(gòu)100的散熱能力。所述屏蔽層60經(jīng)由導(dǎo)熱柱28、散熱通孔26、金屬層24及間隔墊層15實現(xiàn)接地。屏蔽層60與所述第一焊墊13相隔一定的距離，即屏蔽層60與所述第一焊墊13之間絕緣，從而有效避免屏蔽層60在焊接過程中的粘錫問題，即避免芯片封裝結(jié)構(gòu)100在焊接的過程中的粘錫問題。在其它實施方式中，屏蔽層60也可只設(shè)置于封膠體50的外表面并與導(dǎo)熱柱28電性連接而不覆蓋基板10的側(cè)邊。在本實施方式中，屏蔽層60為金屬層或其它能防電磁干擾的屏蔽材料。在本實施方式中，屏蔽層60通過化學(xué)氣相沉積、化學(xué)電鍍、電解電鍍、噴涂、印刷或者濺渡的方式形成。保護(hù)層70噴涂于屏蔽層60的外表面，從而防止芯片封裝結(jié)構(gòu)100與相鄰的其它零件發(fā)生短路，同時避免了屏蔽層60在焊接過程中的粘錫問題。在本實施方式中，保護(hù)層70為透明絕緣材料。因芯片封裝結(jié)構(gòu)100本身具有屏蔽層60，即不需在電路板上安裝屏蔽蓋就能防電磁干擾，從而減少了電路板的尺寸，即縮小了產(chǎn)品體積并節(jié)約了成本。 圖2為本發(fā)明的芯片封裝方法的流程示意圖。步驟210 :提供基板10。在本實施方式中，基板10包括第一表面11、與第一表面11相對的第二表面12、多個第一焊墊13、多個第二焊墊14及間隔墊層15，并設(shè)有多個接地通孔16。間隔墊層15和所述第一焊墊13均位于第一表面11，所述第二焊墊14位于第二表面12，所述接地通孔16貫穿第一表面11和第二表面12以電性連接所述第二焊墊14和間隔墊層15，以使間隔墊層15接地。步驟211 :提供芯片20。在本實施方式中，芯片20包括背離所述基板10的第一側(cè)面21、與所述基板10相對的第二側(cè)面22、多個第三焊墊23及金屬層24，并設(shè)有多個散熱通孔26，所述第三焊墊23位于第一側(cè)面21以及所述金屬層24位于第二側(cè)面22。所述散熱通孔26貫穿第一側(cè)面21和第二側(cè)面22以連接金屬層24。步驟212 :設(shè)置多個連接部27、多個導(dǎo)熱柱28于芯片20之背離所述基板10的一偵U。在本實施方式中，所述連接部27和所述導(dǎo)熱柱28位于第一側(cè)面21，所述連接部27由導(dǎo)電材料制成并連接于散熱通孔26，導(dǎo)熱柱28固定于連接部27。當(dāng)芯片20在工作過程中發(fā)熱時，其熱量可通過導(dǎo)熱柱28進(jìn)行傳導(dǎo)以進(jìn)行散熱。由于芯片20設(shè)有電性連接連接部27和金屬層24的散熱通孔26，金屬層24與間隔墊層15之間設(shè)有具有導(dǎo)電特性的粘合劑30以及間隔墊層15通過接地通孔16電性連接至第二焊墊14以實現(xiàn)接地，因此，導(dǎo)熱柱28接地。步驟213 :將芯片20固定并電性連接于基板10。在本實施方式中，利用粘合劑30將芯片20之金屬層24固定并電性連接于間隔墊層15，利用連接線40電性連接于第三焊墊23與第一焊墊13之間以將芯片20電性連接于第一焊墊13。步驟214 :利用封膠體50封裝所述芯片20和所述導(dǎo)熱柱28以形成封裝體。在本實施方式中，封膠體50覆蓋連接線40、芯片20的第一側(cè)面21和導(dǎo)熱柱28以及基板10的第一側(cè)面21。在本實施方式中，封膠體50為黑膠。步驟215 :研磨封裝體以使所述導(dǎo)熱柱28之端面裸露于封膠體50外部。步驟216 :切割封裝體以形成單個芯片封裝結(jié)構(gòu)。步驟217 :將屏蔽層60設(shè)置于封膠體50的外表面和基板10的側(cè)邊，以防電磁干擾。所述屏蔽層60與導(dǎo)熱柱28之裸露端面相接觸，使得芯片20所產(chǎn)生的熱通過導(dǎo)熱柱28傳導(dǎo)至屏蔽層60，以提高芯片20的散熱能力。在其它實施方式中，屏蔽層60也可只噴涂于封膠體50的外表面并與導(dǎo)熱柱28電性連接而不覆蓋基板10的側(cè)邊。步驟218 :將保護(hù)層70設(shè)置于屏蔽層60的外表面，以防止芯片封裝結(jié)構(gòu)100與相鄰的其它零件發(fā)生短路，同時避免屏蔽層60在焊接過程中的粘錫問題。在本實施方式中，保護(hù)層70為透明絕緣材料。本發(fā)明之芯片20設(shè)有導(dǎo)熱柱28和金屬層24，導(dǎo)熱柱28通過連接部27和散熱通孔26電性連接于金屬層24，利用粘合劑30將金屬層24固定并電性連接于間隔墊層15，而間隔墊層15通過接地通孔16接地，從而使得導(dǎo)熱柱28接地。導(dǎo)熱柱28裸露于封膠體50以電性連接于屏蔽層60，以防止電磁干擾。另外，芯片20在發(fā)熱過程中，可通過導(dǎo)熱柱28 進(jìn)行散熱。因此，本發(fā)明之芯片封裝結(jié)構(gòu)100不僅具有電磁干擾屏蔽功能，而且具有散熱功倉泛。
權(quán)利要求
1.一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括 基板； 芯片，電性連接于所述基板； 導(dǎo)熱柱，設(shè)置于芯片之背離所述基板的一側(cè)； 封膠體，封裝所述芯片及所述導(dǎo)熱柱，并使所述導(dǎo)熱柱之一端裸露于所述封膠體外部；以及 屏蔽層，覆蓋于所述封膠體并與所述導(dǎo)熱柱之裸露端相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片設(shè)有多個貫穿所述芯片的散熱通孔，并包括多個連接部，所述散熱通孔內(nèi)壁涂布導(dǎo)熱材料，所述連接部位于所述芯片之背離所述基板的一側(cè)，并連接于所述散熱通孔及所述導(dǎo)熱柱之間。
3.如權(quán)利要求2所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片包括金屬層，所述金屬層設(shè)置于所述芯片之鄰近所述基板的一側(cè)，所述散熱通孔連接于所述導(dǎo)熱柱和所述金屬層之間，以使所述芯片產(chǎn)生的熱量經(jīng)由所述金屬層、所述散熱通孔及所述導(dǎo)熱柱傳導(dǎo)至所述屏蔽層而進(jìn)行散熱。
4.如權(quán)利要求3所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板包括間隔墊層，并設(shè)有多個貫穿所述基板的接地通孔，所述接地通孔電性連接所述間隔墊層以使所述間隔墊層接地。
5.如權(quán)利要求4所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔墊層位于所述基板之鄰近所述芯片的一側(cè)，利用粘合劑將所述金屬層固定并電性連接于所述間隔墊層，以使所述金屬層接地。
6.如權(quán)利要求5所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層的材質(zhì)為金、鎳金合金或者銅，所述粘合劑由導(dǎo)電材料制成。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述屏蔽層經(jīng)由所述導(dǎo)熱柱、所述散熱通孔、所述金屬層及所述間隔墊層實現(xiàn)接地。
8.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱柱的材質(zhì)為銅、錫等導(dǎo)熱材料。
9.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括保護(hù)層，所述保護(hù)層由絕緣材料制成并噴涂于所述屏蔽層的表面。
10.一種芯片封裝方法，其特征在于，所述芯片封裝方法包括下列步驟 提供基板； 提供多個芯片，每個芯片固定并電性連接于所述基板； 設(shè)置多個導(dǎo)熱柱于每個芯片之背離所述基板的一側(cè)； 利用封膠體封裝所述芯片及所述導(dǎo)熱柱以形成封裝體，研磨所述封裝體以使所述導(dǎo)熱柱之一端裸露于所述封膠體外部，并切割所述封膠體以形成單個芯片封裝結(jié)構(gòu)；以及 形成屏蔽層于所述封膠體的外表面并與所述導(dǎo)熱柱之裸露端相接觸。
全文摘要
一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、芯片、導(dǎo)熱柱、封膠體及屏蔽層。所述芯片電性連接于所述基板，所述導(dǎo)熱柱設(shè)置于芯片之背離所述基板的一側(cè)，所述封膠體封裝所述芯片及所述導(dǎo)熱柱，并使所述導(dǎo)熱柱之一端裸露于所述封膠體外部，所述屏蔽層覆蓋于所述封膠體并與所述導(dǎo)熱柱之裸露端相接觸。本發(fā)明還提供了一種芯片封裝方法，將導(dǎo)熱柱設(shè)置于所述芯片與所述屏蔽層之間并與所述屏蔽層接觸。當(dāng)所述芯片發(fā)熱時，可通過所述導(dǎo)熱柱將熱量傳導(dǎo)至所述屏蔽層進(jìn)行散熱。
文檔編號H01L23/552GK103021972SQ20111028414
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者楊望來 申請人:國碁電子(中山)有限公司