專利名稱：高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝件及其制法，特別是關(guān)于一種具有散熱片以提高散熱效率的半導(dǎo)體封裝件及其制法。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)電子產(chǎn)品輕薄短小化的要求，諸如球柵陣列(BGA，Ball GridArray)這種可縮小集成電路(IC)且具有高密度與多管腳的半導(dǎo)體封裝件日漸成為封裝市場(chǎng)上的主流之一。然而，由于這種半導(dǎo)體封裝件提供較高密度的電子電路(Electronic Circuits)與電子元件(ElectronicComponents)，所以在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量也較高；而且，這種半導(dǎo)體封裝件是用導(dǎo)熱性不佳的封裝膠體包覆半導(dǎo)體芯片，所以往往因散熱效率不佳影響到半導(dǎo)體芯片的性能。
為了提高半導(dǎo)體封裝件的散熱效率，有很多人提出加設(shè)散熱片(Heat Sink，Heat Slug，Heat Block)在半導(dǎo)體封裝件的技術(shù)，相關(guān)的技術(shù)例如美國(guó)專利第5,216,278號(hào)、第5,736,785號(hào)、第5,977,626號(hào)、第6,522,428號(hào)、第6,528,876號(hào)、第6,462,405號(hào)、第6,429,512號(hào)、第6,433,420號(hào)、第6,444,498號(hào)以及第6,458,626號(hào)等案。
請(qǐng)參閱圖7，美國(guó)專利第5,977,626號(hào)案是一種具有散熱片的半導(dǎo)體封裝件，該半導(dǎo)體封裝件是將散熱片71置于基板73上，并使該散熱件71的中央凸部711接觸到半導(dǎo)體芯片70，且令該散熱件71頂面710外露出封裝膠體74，借該散熱片71逸散半導(dǎo)體芯片70運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量。
然而，這種半導(dǎo)體封裝件在制造上存在若干缺點(diǎn)。首先，該散熱片71與芯片70粘接后，置入封裝模具的模穴中進(jìn)行該封裝膠體74的模壓作業(yè)(Molding)時(shí)，該散熱片71的頂面710必須頂?shù)值侥Ｑǖ捻敱冢热粼撋崞?1的頂面710未能有效地頂?shù)值侥Ｑǖ捻敱?，在兩者間形成間隙時(shí)，即會(huì)有封裝膠體74溢出，殘留在散熱片71的頂面710上，一旦散熱片71的頂面710上形成有溢膠，除了會(huì)影響該散熱片71的散熱效率外，還會(huì)影響制成品的外觀，所以必須進(jìn)行去膠(Deflash)的處理；然而，去膠處理不但耗時(shí)，增加封裝成本，且也會(huì)導(dǎo)致制成品受損。此外，若散熱片71頂?shù)肿∧Ｑ敱诘牧α窟^大，則會(huì)使質(zhì)脆的芯片70因過度的壓力裂損。
此外，為了使散熱片71的頂面710到基板73上表面的距離能恰等于模具模穴的深度，散熱片71與芯片70的粘接、芯片70與基板73的粘接以及散熱片71的厚度都必須精準(zhǔn)地控制與制作，但是這種精密度上的要求，會(huì)使封裝成本增加并提高制程復(fù)雜度，所以實(shí)際實(shí)施中有較大困難。另有美國(guó)專利第5,216,278及5,736,785號(hào)等案也提出相類似的半導(dǎo)體封裝件，但是這種半導(dǎo)體封裝件在制程上也同樣會(huì)面臨上述問題，所以會(huì)降低其產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
因此，美國(guó)專利第6,522,428號(hào)、第6,528,876號(hào)、第6,462,405號(hào)、第6,429,512號(hào)以及第6,433,420號(hào)等案提供一種散熱片不接觸半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體封裝件。如圖8所示的美國(guó)專利第6,462,405號(hào)的具有散熱片的半導(dǎo)體封裝件，它主要是將半導(dǎo)體芯片80通過焊線82電性連接到基板83后，在該芯片80上表面接置例如缺陷芯片的蓋體85，并在該基板83上接置頂面外露出封裝膠體84的散熱片81，且該散熱片81形成有一凹部811，供芯片80容置在該散熱片81下方未與該散熱片81接觸，防止模壓時(shí)使質(zhì)脆的半導(dǎo)體芯片80因過度的壓力裂損。然而，因散熱片81無法直接接觸芯片80，從而無法將其產(chǎn)生的熱量迅速逸散，導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片可靠性下降，不利于高度集成電路的需求，再者，它仍無法解決模壓作業(yè)時(shí)，散熱片81頂面產(chǎn)生的溢膠問題，以及散熱片81頂面到基板83上表面的距離必須等于模具的模穴深度等精準(zhǔn)控制與制作要求問題。
鑒于上述問題，美國(guó)專利第6,444,498號(hào)以及第6,458,626號(hào)等案則提出一種使散熱片與半導(dǎo)體芯片直接接觸且不會(huì)在模壓作業(yè)中造成芯片裂損的技術(shù)。
請(qǐng)參閱圖9A至圖9C，它是美國(guó)專利第6,444,498號(hào)案揭示的一種半導(dǎo)體封裝件，散熱片能直接粘置在芯片上，不會(huì)產(chǎn)生壓損芯片或溢膠形成在散熱片外露表面上的問題。該半導(dǎo)體封裝件在散熱片91外露在大氣中的表面上，形成與散熱片91間的粘接性差的材料層95(例如聚酰亞胺樹脂制成的膠粘片)，再將該散熱片91直接粘置于接置在整片基板93的芯片90上，繼而進(jìn)行模壓制程，用封裝膠體94完全包覆該散熱片91及芯片90，并使封裝膠體94覆蓋在散熱片91的材料層95上(如圖9A所示)，這樣，模壓制程使用模具的模穴深度大于芯片90與散熱片91的厚度之和，所以在模具合模后，模具不會(huì)觸及散熱片91，芯片90不會(huì)受壓而裂損；接著，進(jìn)行切單(Singulation)程序(如圖9B所示)，并將散熱片91上方的封裝膠體94去除。其中，因形成在散熱片91上的材料層95與散熱片91間的粘接性小于其與封裝膠體94間的粘接性，將封裝膠體94剝除后，該材料層95會(huì)粘附在封裝膠體94上隨之去除(如圖9C所示)，所以該散熱片91上不會(huì)形成溢膠。
但是，上述技術(shù)的制法僅適用于薄型球柵陣列(TFBGA，Thin FineBGA)半導(dǎo)體封裝件，換言之，即封裝膠體的尺寸與基板的尺寸齊平。因此，這種制法并不適用于諸如PBGA半導(dǎo)體封裝件，所以限制了其產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中因半導(dǎo)體芯片破損、制程困難以及散熱效率不佳等缺點(diǎn)造成的可靠性不佳、品質(zhì)不良、產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值低等問題，有效散除半導(dǎo)體封裝件產(chǎn)生熱量，實(shí)已成目前急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法，使散熱片與芯片可直接接合以提高散熱效率，且不會(huì)在模壓制程中造成芯片的裂損與溢膠問題，進(jìn)而提高制成品的優(yōu)良率。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法，使散熱片與芯片粘接作業(yè)不需要進(jìn)行高度控制，可降低封裝成本及提高優(yōu)良率。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種可提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法。
為達(dá)成上述及其它目的，本發(fā)明一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法。該高散熱性的半導(dǎo)體封裝件的制法包括將至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片接置并電性連接在芯片載體上，且該芯片載體上接置有具有對(duì)應(yīng)芯片位置開孔的收納板，供半導(dǎo)體芯片收納在該開孔中而接置在該芯片載體上；將表面形成有接口層的散熱片，以其相對(duì)的另一表面接置到該半導(dǎo)體芯片上；進(jìn)行模壓作業(yè)，形成包覆該散熱片、半導(dǎo)體芯片及部分收納板的封裝膠體；沿該收納板開孔處進(jìn)行切割，移除該收納板及覆蓋其上的封裝膠體；以及移除殘留在該散熱片接口層上的封裝膠體。
該芯片載體可以是BGA基板或LGA基板；該半導(dǎo)體芯片與該基板之間可以焊線或倒裝芯片方式電性連接。若該芯片載體為BGA基板，上述制法還包括進(jìn)行植球作業(yè)，形成多個(gè)導(dǎo)電組件，使該半導(dǎo)體芯片借其與外界裝置電性連接。另外，該半導(dǎo)體封裝件可采用批次方式制作，且植球作業(yè)可選擇在進(jìn)行切單作業(yè)之前或之后進(jìn)行。
該收納板開孔的尺寸大致為模壓及切割后的封裝膠體大小。該散熱片的大小可大于該收納板開孔的大小，在制程中沿該收納板開孔切割時(shí)將同時(shí)切割該散熱片邊緣，使該散熱片側(cè)邊外露出封裝膠體；該散熱片在對(duì)應(yīng)切割處邊緣可選擇設(shè)有凹部，將該散熱件邊緣厚度變薄，便于進(jìn)行切割作業(yè)；在切割作業(yè)時(shí)，該剩余封裝膠體的尺寸等于或小于該收納板開孔大小。該散熱片下表面與封裝膠體接觸位置形成有粘接強(qiáng)化部，且該粘接強(qiáng)化部可以是凹凸結(jié)構(gòu)或經(jīng)粗糙化(Roughened)、黑化(Black Oxide)處理的結(jié)構(gòu)組成群組中的一種。
該接口層(如金屬層)與散熱片間的粘接性可大于其與封裝膠體間的粘接性，將封裝膠體剝除后，該接口層仍存留在散熱片上，且因接口層與封裝膠體間的粘接性差，封裝膠體不會(huì)殘留在散熱片上，所以無溢膠的問題；相對(duì)地，該形成在散熱片上的接口層(例如聚酰亞胺樹脂制成的膠粘片)與散熱片間的粘接性可小于其與封裝膠體間的粘接性，將封裝膠體剝除后，該接口層會(huì)粘附在封裝膠體上而隨之去除，所以該散熱片上也不會(huì)形成溢膠。
該高散熱性的半導(dǎo)體封裝件包括基板；半導(dǎo)體芯片，接置在該基板上表面并與該基板電性連接；散熱片，接置在該半導(dǎo)體芯片上；以及封裝膠體，包覆該半導(dǎo)體芯片與散熱件，并外露出該散熱片的頂面及側(cè)邊，并且該封裝膠體與該散熱片的側(cè)邊保持齊平，以及該封裝膠體尺寸小于基板尺寸。
該基板可以是BGA基板或LGA基板，且其尺寸大于該散熱片與該封裝膠體尺寸。該半導(dǎo)體芯片可借由引線結(jié)合或倒裝芯片方式接置在該基板上表面并與該基板電性連接。該散熱片的邊緣可選擇設(shè)有凹部，便于進(jìn)行切割作業(yè)，另該散熱片下表面與封裝膠體接觸位置可選擇設(shè)有粘接強(qiáng)化部，且該粘接強(qiáng)化部可以是凹凸結(jié)構(gòu)或經(jīng)粗糙化(Roughened)、黑化(Black Oxide)處理的結(jié)構(gòu)組成群組中的一種。
該半導(dǎo)體封裝件還包括形成于該散熱片上的接口層，該接口層是金屬層；該半導(dǎo)體封裝件還可包括多個(gè)導(dǎo)電組件，該導(dǎo)電組件接置在該基板下表面，使該半導(dǎo)體芯片借其與外界裝置導(dǎo)電連接。該導(dǎo)電組件可例如是焊球。
本發(fā)明使封裝模具的模穴將該散熱片包括于內(nèi)，該模穴不會(huì)觸及該散熱片。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可保證散熱片直接接觸半導(dǎo)體芯片，從而可提高散熱效率，且不會(huì)令半導(dǎo)體芯片受到來自封裝模具或散熱片的壓力而裂損。同時(shí)在該散熱片上也覆有接口層，可供后續(xù)輕易移除覆蓋在其上的封裝膠體，不會(huì)有溢膠問題。本發(fā)明中散熱片與芯片粘接作業(yè)不需要進(jìn)行高度控制，可降低封裝成本及提高優(yōu)良率。另外這種半導(dǎo)體封裝件的封裝膠體與散熱片的邊緣保持齊平，且該散熱片及封裝膠體的尺寸小于該基板。
綜上所述，由于本發(fā)明的制程實(shí)施簡(jiǎn)單，可解決現(xiàn)有技術(shù)中因芯片裂損造成的可靠性不佳以及品質(zhì)不良等問題，可提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。此外，本發(fā)明可應(yīng)用在不同封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體封裝件，非局限于TFBGA結(jié)構(gòu)，因此可解決現(xiàn)有技術(shù)在產(chǎn)業(yè)利用上的限制，具有相當(dāng)?shù)闹圃鞆椥?，更進(jìn)一步地提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。


圖1A至圖1G是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例1的制法示意圖；圖2是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例2的示意圖；圖3是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例3的示意圖；圖4是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例4的示意圖；
圖5是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例5的示意圖；圖6是本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例6的示意圖；圖7是美國(guó)專利第5,977,626號(hào)案揭示的具有散熱片的半導(dǎo)體封裝件示意圖；圖8是美國(guó)專利第6,462,405號(hào)案揭示的具有散熱片的半導(dǎo)體封裝件示意圖；以及圖9A至圖9C是美國(guó)專利第6,444,498號(hào)案揭示的可供散熱片直接粘置于芯片上的半導(dǎo)體封裝件示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1圖1A至圖1G是根據(jù)本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法的實(shí)施例1繪制的。綜僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成，且所顯示的構(gòu)成并非以實(shí)際實(shí)施時(shí)的數(shù)目、形狀及尺寸比例繪制，實(shí)際實(shí)施時(shí)的數(shù)目、形狀及尺寸比例是一種選擇性的設(shè)計(jì)，且其構(gòu)成布局形態(tài)可能更復(fù)雜。
本發(fā)明的高散熱性的半導(dǎo)體封裝件制法是如圖1A所示，提供一例如基板11的芯片載體(Chip Carrier)，將至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片15接置并電性連接在該基板11上，且該基板11上接置有具有對(duì)應(yīng)芯片位置開孔131的收納板13，將半導(dǎo)體芯片15收納在該開孔131中，接置在該基板11上。
該基板11可例如是BGA基板。該收納板13可以是金屬銅材料制成的金屬片、聚酰亞胺(PI，Polyimide)膠片、雙馬來酰亞胺三嗪(BT，Bismaleimide triazine)基板或其它適當(dāng)材質(zhì)制成，在該收納板13形成有至少一個(gè)開孔(Cavity)131，供至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片15接置在該開孔131中的基板11上。在本實(shí)施例中，該開孔131的尺寸大約是成形后的封裝件大小，例如是S1。該半導(dǎo)體芯片15與該基板11之間則是以例如焊線17電性連接。
應(yīng)注意的是，可選擇先在該基板11上設(shè)置該半導(dǎo)體芯片15，并用該焊線17電性連接后，再將該收納板13結(jié)合在該基板11，或者可選擇先在該基板11上結(jié)合該收納板13后，然后再在該基板11上對(duì)應(yīng)收納板13的開孔131中設(shè)置該半導(dǎo)體芯片15并用該焊線17電性連接。
如圖1B所示，將表面形成有接口層31的散熱片3，以其相對(duì)的另一表面接置到該半導(dǎo)體芯片15上。該散熱片3可例如是銅、鋁、銅合金、鋁合金或其它導(dǎo)熱性良好的材料制成。
在本實(shí)施例中，該散熱片3是例如呈T字型剖面的結(jié)構(gòu)，該散熱片3的尺寸大小例如是S2，且S2大于S1，即該散熱片3的尺寸大于該收納板13的開孔131。該散熱片3向該半導(dǎo)體芯片15上表面延伸形成有接觸部33，供接置在該半導(dǎo)體芯片15上，同時(shí)借由該接觸部33使該焊線17不會(huì)觸碰到該散熱片3。
該接口層31可以先預(yù)鍍金、鉻或其它與封裝膠體化合物間粘接性不佳的金屬，也可在該散熱片3上表面貼粘由聚酰亞胺樹脂制成的膠片，或者在該散熱片3上表面涂設(shè)例如環(huán)氧樹脂的涂層等，令該該膠片或該涂層等與該散熱片3間的粘接性小于其與封裝化合物間的粘接性，在后續(xù)制程中可輕易移除殘留在該接口層31上的封裝化合物，不會(huì)有溢膠問題。
如圖1C所示，將該結(jié)合有散熱片3與芯片15的基板11置入封裝模具的模穴(未標(biāo)出)中，并令該模穴的頂壁與該散熱片3之間有適當(dāng)距離，使該封裝模具的模穴足以將該散熱片3包括在內(nèi)，借由注入該模穴內(nèi)的封裝化合物形成包覆該散熱片3、基板11、半導(dǎo)體芯片15、焊線17以及局部收納板13的封裝膠體5。由于該封裝模具的模穴并未觸及該散熱片3，在合模后該半導(dǎo)體芯片15不會(huì)受到來自該封裝模具或該散熱片3的壓力，避免了現(xiàn)有技術(shù)中芯片可能發(fā)生裂損的問題。
如圖1D及圖1E所示，沿該收納板13開孔131處進(jìn)行切割，移除該收納板13及覆蓋其上的封裝膠體5?？上榷x切割位置51，該切割位置51間的距離為S3，且S3可等于S1，令該切割工具100沿著各該切割位置51穿過該封裝膠體5、該散熱片3，并外露出收納板13，接著，如圖1E所示，移除該收納板13及覆蓋其上的封裝膠體5。
如圖1F所示，移除殘留在該散熱片3接口層31上的封裝膠體5。當(dāng)形成在散熱片3上的接口層31(例如為聚酰亞胺樹脂制成的膠片)與散熱片3間的粘接性小于其與封裝膠體5間的粘接性時(shí)，將封裝膠體5剝除后，該接口層31會(huì)粘附在封裝膠體5上而隨之去除(如圖1F所示)，所以該散熱片3上也不會(huì)形成溢膠。相對(duì)地也可利用該接口層31(例如鍍金層)與散熱片3間的粘接性大于其與封裝膠體5間的粘接性，將封裝膠體5剝除后，該接口層31仍存留在散熱片上，但因接口層31與封裝膠體5間的粘接性差，封裝膠體5不會(huì)殘留在散熱片3上(如圖1F′所示)，所以不存在溢膠的問題。
如圖1G所示，該基板11是BGA基板時(shí)，然后即可在該基板11底部進(jìn)行植球作業(yè)，形成多個(gè)如焊球的導(dǎo)電組件6，使該半導(dǎo)體芯片15借其與外界裝置導(dǎo)電連接，獲得高散熱性的半導(dǎo)體封裝件。當(dāng)然，該半導(dǎo)體封裝件可以批次方式大量制作，并可先進(jìn)行植球作業(yè)再沿預(yù)定的切割線切割出個(gè)別半導(dǎo)體封裝件，并非以本實(shí)施例中所述為限。
請(qǐng)參閱圖1G，本發(fā)明也揭示高散熱性的半導(dǎo)體封裝件，該半導(dǎo)體封裝件包括基板11、半導(dǎo)體芯片15、散熱片3、封裝膠體5以及多個(gè)導(dǎo)電組件6。該基板11具有上表面以及相對(duì)于該上表面的下表面，且該基板11的尺寸大于該散熱片3與該封裝膠體5，并可例如是BGA基板。該半導(dǎo)體芯片15是以例如膠粘劑(未標(biāo)出)粘接以該基板11，并以例如焊線17與該基板11電性連接。該散熱片3例如量T字型的結(jié)構(gòu)，并具有向該半導(dǎo)體芯片15上表面延伸并接觸該半導(dǎo)體芯片15的接觸部33。該封裝膠體5包覆該半導(dǎo)體芯片15并外露出該散熱片3的頂面及側(cè)邊，且該封裝膠體5與該散熱片3的側(cè)邊保持齊平。該導(dǎo)電組件6接置在該基板11的下表面，使該半導(dǎo)體芯片15借其與外界裝置導(dǎo)電連接。在本實(shí)施例中，該導(dǎo)電組件6可以是焊球，但并非以此為限。
實(shí)施例2圖2是本發(fā)明的高散熱性半導(dǎo)體封裝件制法實(shí)施例2的剖面示意圖。其中，與實(shí)施例1相同或近似的組件以相同或近似的組件符號(hào)表示，為使本案的說明更清楚易懂，省略制程與結(jié)構(gòu)中相同處的敘述。
實(shí)施例2與實(shí)施例1最大不同之處在于實(shí)施例1中的切割位置間的距離S3等于收納板開孔S1，實(shí)施例2中則令切割位置間的距離S3′小于收納板開孔S1。
如圖2所示，實(shí)施例2的制程中定義其切割位置沿該收納板13的開孔131邊緣向該半導(dǎo)體芯片15的方向延伸。
實(shí)施例3圖3是本發(fā)明的高散熱性半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例3的剖面示意圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件以相同或近似的組件符號(hào)表示，并不再詳加敘述，為使本案的特征更明確，僅說明不同之處，。
實(shí)施例3與上述實(shí)施例最大不同之處在于實(shí)施例3中的散熱片3′是在其下表面邊緣分別形成有凹部351′。
該凹部351′可選擇設(shè)在接近上述實(shí)施例中的切割位置，令切割工具僅需切割厚度較薄的散熱片3′，更進(jìn)一步地提高了切割效率。
實(shí)施例4圖4是本發(fā)明的高散熱性半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例4的剖面示意圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件以相同或近似的組件符號(hào)表示，且不再詳加敘述。
實(shí)施例4與實(shí)施例3最大不同之處在于實(shí)施例4中的散熱片3″在其下表面形成有粘接強(qiáng)化部353”。
在本實(shí)施例中，該粘接強(qiáng)化部353”可選擇例如是凹凸結(jié)構(gòu)，使該散熱片3″良好地與該封裝膠體5粘接。但應(yīng)了解的是，本發(fā)明并非以此為限，也可借由對(duì)該散熱片3″下表面進(jìn)行諸如粗糙化(Roughened)、黑化(Black Oxide)或其它等效處理，提高該散熱片3″與該封裝膠體5間的粘接性。
實(shí)施例5圖5是本發(fā)明的高散熱性半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例5的剖面示意圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件是以相同或近似的組件符號(hào)表示，且不再詳加敘述。
實(shí)施例5與上述實(shí)施例最大不同之處在于上述是應(yīng)用引線結(jié)合式基板11，實(shí)施例5則是應(yīng)用倒裝芯片式(Flip Chip)基板11′。
在本實(shí)施例中，該基板11′的上表面形成有多個(gè)呈數(shù)組排列的焊墊(Pads)111′，供半導(dǎo)體芯片15采用倒裝芯片方式借由焊接焊錫凸塊113′，以其主動(dòng)面電性連接到該基板11′的焊墊111′上，并可供散熱片3直接接置在該芯片15的非主動(dòng)面上。
實(shí)施例6圖6是本發(fā)明的高散熱性半導(dǎo)體封裝件實(shí)施例6的剖面示意圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的組件以相同或近似的組件符號(hào)表示，且不再詳加敘述。
實(shí)施例6與上述實(shí)施例最大不同之處在于上述芯片載體是應(yīng)用BGA基板11，實(shí)施例6則是應(yīng)用LGA(LAND GRID ARRAY)基板11″作為半導(dǎo)體芯片15的芯片載體，將半導(dǎo)體芯片15的非主動(dòng)面接置在該LGA基板11″上，并通過焊線17將該芯片15的主動(dòng)面電性連接到該LGA基板11″，供后續(xù)經(jīng)由多個(gè)排列在該LGA基板11″底面的金屬接點(diǎn)110″電性連接到外部裝置。
由于本發(fā)明可使散熱片與半導(dǎo)體芯片直接接觸且不會(huì)在模壓作業(yè)中造成芯片裂損，所以可避免現(xiàn)有技術(shù)因半導(dǎo)體芯片破損以及散熱效率不佳等缺點(diǎn)造成的可靠性不佳以及品質(zhì)不良等問題。同時(shí)，應(yīng)用本發(fā)明并無制程上的困難，并且可應(yīng)用在不同類型的半導(dǎo)體封裝件上，所以可解決現(xiàn)有技術(shù)所造成的產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值低或?qū)ζ洚a(chǎn)業(yè)利用價(jià)值造成限制的缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明可提供一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法，解決了現(xiàn)有技術(shù)的種種缺點(diǎn)，在提高散熱效率的同時(shí)提高產(chǎn)品可靠性，并且更可提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該半導(dǎo)體封裝件包括基板；半導(dǎo)體芯片，接置在該基板上表面并與該基板電性連接；散熱片，接置在該半導(dǎo)體芯片上；以及封裝膠體，包覆該半導(dǎo)體芯片與散熱件，并外露出該散熱片的頂面及側(cè)邊，并且該封裝膠體與該散熱片的側(cè)邊保持齊平，以及該封裝膠體尺寸小于基板尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該基板是球柵陣列或LGA基板。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該半導(dǎo)體芯片是由引線結(jié)合方式通過多條焊線電性連接到該基板。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該散熱片向該半導(dǎo)體芯片上表面延伸形成接觸部，供接置在該半導(dǎo)體芯片上，同時(shí)借由該接觸部防止該焊線觸碰到該散熱片。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該半導(dǎo)體芯片是以倒裝芯片方式電性連接到該基板。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該散熱片下表面邊緣形成有凹部。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該散熱片下表面與封裝膠體接觸部分設(shè)有粘接強(qiáng)化部。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該粘接強(qiáng)化部是由凹凸結(jié)構(gòu)或經(jīng)粗糙化、黑化處理的結(jié)構(gòu)組成的群組中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該封裝件還包括多個(gè)導(dǎo)電組件，該導(dǎo)電組件接置在該基板下表面，使該半導(dǎo)體芯片借其與外界裝置導(dǎo)電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該導(dǎo)電組件是焊球。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該封裝件還包括形成在該散熱片頂面上的接口層。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該接口層是與封裝膠體間粘接性不佳的金屬。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝件，其特征在于，該接口層的材質(zhì)是金或鉻金屬。
14.一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件的制法，其特征在于，該制法包括將至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片接置并電性連接在芯片載體上，且該芯片載體上接置有具有對(duì)應(yīng)芯片位置開孔的收納板，供半導(dǎo)體芯片收納在該開孔中而接置在該芯片載體上；將表面形成有接口層的散熱片，以其相對(duì)的另一表面接置到該半導(dǎo)體芯片上；進(jìn)行模壓作業(yè)，形成包覆該散熱片、半導(dǎo)體芯片及部分收納板的封裝膠體；沿該收納板開孔處進(jìn)行切割，移除該收納板及覆蓋其上的封裝膠體；以及移除殘留在該散熱片接口層上的封裝膠體。
15.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該制法還包括在該芯片載體下表面形成多個(gè)導(dǎo)電組件，使該半導(dǎo)體芯片借其與外界裝置導(dǎo)電連接。
16.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該半導(dǎo)體封裝件是以批次方式制作，供封裝完成后切單形成多個(gè)封裝單元。
17.如權(quán)利要求16所述的制法，其特征在于，該制法是在進(jìn)行切單作業(yè)之前，在芯片載體下表面形成多個(gè)導(dǎo)電組件。
18.如權(quán)利要求16所述的制法，其特征在于，該制法是在進(jìn)行切單作業(yè)之后，在芯片載體下表面形成多個(gè)導(dǎo)電組件。
19.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該半導(dǎo)體芯片是以引線結(jié)合方式通過多條焊線電性連接到該基板。
20.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該散熱片向該半導(dǎo)體芯片上表面延伸形成有接觸部，供接置在該半導(dǎo)體芯片上，同時(shí)借由該接觸部防止該焊線觸碰到該散熱片。
21.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該半導(dǎo)體芯片是以倒裝芯片方式電性連接到該基板。
22.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該芯片載體是球柵陣列或LGA基板。
23.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該收納板開孔的尺寸大致為成形后的封裝膠體的大小。
24.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該散熱片尺寸大于該收納板開孔尺寸。
25.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該散熱片下表面與封裝膠體接觸部分形成有粘接強(qiáng)化部。
26.如權(quán)利要求25所述的制法，其特征在于，該粘接強(qiáng)化部是由凹凸結(jié)構(gòu)或經(jīng)粗糙化、黑化處理的結(jié)構(gòu)組成群組中的一種。
27.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該散熱片下表面邊緣設(shè)有凹部，以便進(jìn)行切割作業(yè)。
28.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該切割后的封裝膠體尺寸小于該收納板開孔尺寸。
29.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該切割后的封裝膠體尺寸等于該收納板開孔尺寸。
30.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該接口層與散熱片間的粘接性大于其與封裝膠體間的粘接性，將該接口層上的封裝膠體剝除后，該接口層仍存留在散熱片上。
31.如權(quán)利要求30所述的制法，其特征在于，該接口層的材質(zhì)是金或鉻金屬。
32.如權(quán)利要求14所述的制法，其特征在于，該接口層與散熱片間的粘接性小于其與封裝膠體間的粘接性，將該接口層上的封裝膠體剝除后，該接口層會(huì)粘附在封裝膠體上而隨之去除。
33.如權(quán)利要求32所述的制法，其特征在于，該接口層是聚酰亞胺樹脂制成的膠片。
34.如權(quán)利要求32所述的制法，其特征在于，該接口層是環(huán)氧樹脂的涂層。
全文摘要
一種高散熱性的半導(dǎo)體封裝件及其制法，該封裝件包括基板；半導(dǎo)體芯片，接置在該基板上表面并與該基板電性連接；散熱片，接置在該半導(dǎo)體芯片上；以及封裝膠體，包覆該半導(dǎo)體芯片與散熱件，并外露出該散熱片的頂面及側(cè)邊，并且該封裝膠體與該散熱片的側(cè)邊保持齊平，以及該封裝膠體尺寸小于基板尺寸；本發(fā)明使散熱片直接接觸半導(dǎo)體芯片，可提高散熱效率，且半導(dǎo)體芯片不會(huì)受到封裝模具或散熱片的壓力，散熱片與芯片粘接作業(yè)不需要進(jìn)行高度控制，可降低封裝成本及提高優(yōu)良率，可解決現(xiàn)有技術(shù)在產(chǎn)業(yè)利用上的限制，可進(jìn)一步地提高產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
文檔編號(hào)H01L23/48GK1855450SQ20051006624
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者黃建屏, 黃致明 申請(qǐng)人:矽品精密工業(yè)股份有限公司