[发明专利]散热型电子封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明关于一种散热型电子封装结构，特别关于一种具高散热能力的散热型电子封装结构。

背景技术

对半导体产品性能上的不断要求导致更高的操作频率及更大的功率消耗。因此，这些半导体产品需要具有高热传导效率，以能有效率地散热，降低互连接点温度的电子封装结构。在该类型半导体中，液晶显示器(LCD)的驱动半导体装置即为其中一例。而另一种使用基板作为芯片载具(chip carrier)的高功率封装结构相同的也需要高热传导效率的热传导方式。

图1显示一种被称为微细间距球格阵列(fine pitch ball grid array；FBGA)封装结构的典型高功率封装结构。FBGA封装结构10包含一芯片11和一基板14。基板14可以为硬质或软性印刷电路板。芯片11以黏晶材料15(例如：黏着膜)固定在基板14上。金属线13连接芯片11的主动面与基板14。封装材料12覆盖芯片11、基板14和金属线13，以保护芯片11与金属线13免于受到破坏。焊球16设置于基板14上，作为FBGA封装结构10的输出入端子(input/output terminals)。随着设置在芯片11的有限面积上的电路的密集化，将产生更多的热，使FBGA封装结构10遭受散热不良的问题。再者，封装材料12包括环氧树脂(epoxy resin)，其具有不良的热传导性，因此容易将热累积在FBGA封装结构10内。一般来说，基板14的绝缘层为高分子材料制作而成，而高分子材料也有不良的热传导性的问题，于是该结构累积的热能不容易从绝缘层传导到FBGA封装结构10外。

另外，新一代的三维集成电路和组件构装为目前封装的趋势。此类装置的构装是关于一种堆栈二个或多个集成电路，以获得三维芯片堆栈的制造方法，而该制造方法需在各迭层间利用穿透硅通孔(through silicon vias；TSVs)，来形成垂直电性连接。所谓穿透硅通孔是蚀穿(etch through)硅晶圆和以金属材料填充其中所形成的垂直连接结构。以TSVs以作为三维连接的方法可在三维层间大量增加传导路径。

图2显示使用TSVs的三维集成电路封装结构。三维集成电路封装结构20包含多个集成电路芯片(211和212)、TSVs(231和232)和一基板24。TSVs(231和232)贯穿集成电路芯片(211和212)。多个微凸块(micro bumps)或软金属覆盖物(soft metal caps)233个别地形成在TSVs(231和232)的表面。多个微凸块233用于电性连接彼此间的集成电路芯片(211和212)，以及连接基板24和与其相邻的TSVs(231和232)。黏胶25将集成电路芯片(211和212)接合一起，并将集成电路芯片(211和212)固定在基板24上。封装材料22覆盖集成电路芯片(211和212)和基板24。数个被动集成电路芯片241嵌在基板24内，多个输出端点(terminals)或电极(electrodes)242设置在基板24的下表面，以做为对外输出电性之用。

在传统的三维集成电路封装结构20中，许多集成电路芯片(211和212)被放入同一封装体内。各芯片(211或212)产生的热能，累积在封装体内，无法有效地经由封装材料22或基板24逸散至外部。为去除传统封装结构既有缺点，因此，需要新的材料与方法，来增进封装结构的热传导效能。

发明内容

本发明的一方面提供一散热型电子封装结构。特别是指一种混合纳米碳球的绝缘树脂材料使用在电子构装中，以增进散热效能。由于纳米碳球会将热能转化成以红外线辐射的方式来传输与散逸，混合纳米碳球的材料可有效率地进行散热，因此能降低电子封装结构的操作温度。

鉴于前述，本发明揭示一种散热型电子封装结构，其包含一芯片、一基板、一黏胶和一封胶材。黏胶或/及封胶材混合有多个纳米碳球，该基板包含一绝缘层和一线路层，线路层形成于绝缘层上。芯片通过黏胶设置于基板上，且芯片电性连接于线路层，而封胶材密封该芯片和基板。

本发明更揭露一种散热型电子封装结构，其包含多个芯片、一基板、一第一黏胶、多个第二黏胶和一封胶材。第一黏胶、多个第二黏胶或封胶材可混合有多个纳米碳球。该基板包含一绝缘层和一线路层，而线路层形成于该绝缘层上。这些芯片中之一通过第一黏胶至基板。其它的芯片则利用第二黏胶垂直堆栈一起。多个芯片电性连接线路层。而封胶材则覆盖这些芯片和基板。