專利名稱：堆迭式半導(dǎo)體封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種堆迭式半導(dǎo)體封裝件，且特別是有關(guān)于一種可提升散熱效率的堆迭式半導(dǎo)體封裝件。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)堆迭式半導(dǎo)體封裝件(Package on Package, PoP)將多個(gè)彼此堆迭的半導(dǎo)體封裝件設(shè)置于電路板上，一般而言，由于最底部的半導(dǎo)體封裝件直接設(shè)于電路板上，故其熱量可通過電路板傳導(dǎo)出去，然而，底部半導(dǎo)體封裝件以上的半導(dǎo)體封裝件與電路板的距離就較遠(yuǎn)，散熱較差，導(dǎo)致堆迭式半導(dǎo)體封裝件的整體散熱效率不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種，堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其可提升堆迭式半導(dǎo)體封裝件整體的散熱效率。根據(jù)本發(fā)明，提出一種堆迭式半導(dǎo)體封裝件。堆迭式半導(dǎo)體封裝件包括一第一半導(dǎo)體封裝件、一第二半導(dǎo)體封裝件、一第一橫向散熱件、一第二橫向散熱件及一直立散熱件。第一半導(dǎo)體封裝件具有一外側(cè)面及一上表面。第二半導(dǎo)體封裝件堆迭于第一半導(dǎo)體封裝件的上表面上，且具有一上表面及一外側(cè)面。第一橫向散熱件設(shè)于第一半導(dǎo)體封裝件的上表面與第二半導(dǎo)體封裝件之間。第二橫向散熱件設(shè)于第二半導(dǎo)體封裝件的上表面上。直立散熱件連接于第一橫向散熱件且沿著第一半導(dǎo)體封裝件的外側(cè)面及第二半導(dǎo)體封裝件的外側(cè)面延伸。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖IA繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。圖IB繪示圖IA的第一橫向散熱件、第二橫向散熱件及直立散熱件的俯視圖。圖2繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。圖3繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。圖4繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。圖5繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。主要元件符號說明10:電路扳11 :散熱元件20:散熱系統(tǒng)100、200、300、400、500 :堆迭式半導(dǎo)體封裝件110:第一半導(dǎo)體封裝件
110s、120s :外側(cè)面111、121:基板111b:下表面110u、lllu、120u :上表面112、122:芯片113、123:封裝體115:第二電性接點(diǎn)120 :第二半導(dǎo)體封裝件 124:電性接點(diǎn)130 :直立散熱件131 :第一子散熱件132 :第二子散熱件140:第一橫向散熱件141 :貫孔150:第二橫向散熱件160 :第一熱介面材料170 :第二熱介面材料Wl :長度W2:間距
具體實(shí)施例方式請參照圖1A，其繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。堆迭式半導(dǎo)體封裝件100設(shè)于且電性連接于電路板10，且包括第一半導(dǎo)體封裝件110、第二半導(dǎo)體封裝件120、至少一電性接點(diǎn)124、直立散熱件130、第一橫向散熱件140及第二橫向散熱件 150。第一半導(dǎo)體封裝件110具有外側(cè)面IIOs及上表面IlOu且包括基板111、芯片112、封裝體113及至少一第二電性接點(diǎn)115。芯片112設(shè)于且電性連接于基板111的上表面Illu0封裝體113包覆芯片112。第二電性接點(diǎn)115設(shè)于基板111的下表面111b。第一半導(dǎo)體封裝件110通過第二電性接點(diǎn)115設(shè)于且電性連接于電路板10。第二半導(dǎo)體封裝件120堆迭于第一半導(dǎo)體封裝件110上。第二半導(dǎo)體封裝件120具有上表面120u及外側(cè)面120s，且包括基板121、芯片122及封裝體123。芯片122設(shè)于且電性連接于基板121的上表面，而封裝體123包覆芯片122。電性接點(diǎn)124呈葫蘆狀的焊球，其為第一半導(dǎo)體封裝件110的電性接點(diǎn)與第二半導(dǎo)體封裝件120的電性接點(diǎn)在回焊工藝(reflow)后融合而成。電性接點(diǎn)124可由熱傳導(dǎo)性佳的材料制成，如銅或其合金，使第一半導(dǎo)體封裝件110及/或第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可通過電性接點(diǎn)124對流或傳導(dǎo)至第一橫向散熱件140及/或直立散熱件130。直立散熱件130連接于第一橫向散熱件140。直立散熱件130沿著第一半導(dǎo)體封裝件Iio的外側(cè)面IlOs及第二半導(dǎo)體封裝件120的外側(cè)面120s延伸，可提供垂直方向的熱傳導(dǎo)路徑。本例中，直立散熱件130與第一半導(dǎo)體封裝件110的外側(cè)面IlOs及第二半導(dǎo)體封裝件120的外側(cè)面120s之間具有空隙，例如其間隔著空氣，使第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可對流至直立散熱件130，然后通過直立散熱件130對流至外界。另一例中，直立散熱件130可直接接觸或緊配于第一半導(dǎo)體封裝件110的外側(cè)面IlOs及第二半導(dǎo)體封裝件120的外側(cè)面120s，使第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可傳導(dǎo)至直立散熱件130，然后通過直立散熱件130對流至外界。直立散熱件130例如是片狀散熱件，其面積大于堆迭后的第一半導(dǎo)體封裝件110與第二半導(dǎo)體封裝件120的外側(cè)面積，而覆蓋堆迭后的第一半導(dǎo)體封裝件110與第二半導(dǎo)體封裝件120的整個(gè)側(cè)面，如此可提升散熱效率。本例中，直立散熱件130與電路板10相隔一距離，即未與電路板連接；然另一例中，直立散熱件130可直接連接于電路板10的散熱元件11，使第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可通過直立散熱件130傳導(dǎo)至電路板10的散熱元件11。直立散熱件130可靠近或直接連接一散熱系統(tǒng)20，第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可通過直立散熱件130傳導(dǎo)或?qū)α髦辽嵯到y(tǒng)20，使熱量快速離 開堆迭式半導(dǎo)體封裝件100，此處的散熱系統(tǒng)20例如是風(fēng)扇或熱管(heat pipe)，其可設(shè)于電路板10上、堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的上表面上或其它合適元件上。另一例中，可省略散熱系統(tǒng)20，在此設(shè)計(jì)下，直立散熱件130可連接于電路板10的散熱元件11，以通過散熱元件11進(jìn)行散熱；然直立散熱件130亦可不連接于電路板10的散熱元件11及散熱系統(tǒng)20，通過自然對流方式仍可將堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的熱量對流至外界。第一橫向散熱件140設(shè)于第一半導(dǎo)體封裝件110的上表面IlOu與第二半導(dǎo)體封裝件120之間，可提供一水平方向的熱傳導(dǎo)路徑。第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可通過第一橫向散熱件140傳導(dǎo)至直立散熱件130，然后通過直立散熱件130對流至外界。第一橫向散熱件140與直立散熱件130可采用一體成形工藝(如沖壓或折彎工藝)形成，或分別形成后再以永久性(焊接、黏接)或暫時(shí)性(如螺接、鉚接)結(jié)合方式結(jié)
口 ο堆迭式半導(dǎo)體封裝件100更包括第一熱介面材料(thermal interface material,TIM) 160,其黏合第一橫向散熱件140與第一半導(dǎo)體封裝件110的上表面IlOu,以固定第一橫向散熱件140。第一熱介面材料160較佳但非限定地具有高熱傳導(dǎo)系數(shù)，例如是石墨烯(graphene)、導(dǎo)熱膠(thermal grease)或錫膏(solder paste)。另一例中，亦可省略第一熱介面材料160。第一橫向散熱件140的俯視外觀將于后續(xù)圖IB中說明。第二橫向散熱件150設(shè)于第二半導(dǎo)體封裝件120的上表面120u上，可提供一水平方向的熱傳導(dǎo)路徑。堆迭式半導(dǎo)體封裝件100更包括第二熱介面材料170，其黏合第二橫向散熱件150與第二半導(dǎo)體封裝件120的上表面120u。第二熱介面材料170較佳但非限定地具有高熱傳導(dǎo)系數(shù)。另一例中，亦可省略第二熱介面材料170。本例中，第二橫向散熱件150未與直立散熱件130連接。此外，第二橫向散熱件150例如是片狀散熱件，其面積大于第二半導(dǎo)體封裝件120的整個(gè)上表面120u的面積，而能覆蓋第二半導(dǎo)體封裝件120的整個(gè)上表面120u。第二橫向散熱件150亦可通過導(dǎo)電孔(未繪示)或線路(未繪示)電性連接于第二半導(dǎo)體封裝件120的芯片122，而作為天線元件，在此設(shè)計(jì)下，芯片112及/或122可以是無線信號收/發(fā)芯片。第二橫向散熱件150亦可靠近或直接連接于散熱系統(tǒng)20，第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量通過第二橫向散熱件150傳導(dǎo)或?qū)α髦辽嵯到y(tǒng)20，使熱量快速離開堆迭式半導(dǎo)體封裝件100。經(jīng)由直立散熱件130、第一橫向散熱件140及/或第二橫向散熱件150所構(gòu)成的立體(3D)散熱結(jié)構(gòu)，可提升彼此堆迭的第一半導(dǎo)體封裝件110與第二半導(dǎo)體封裝件120的散熱效率。請參照圖1B，其繪示圖IA的第一橫向散熱件、第二橫向散熱件及直立散熱件的俯視圖。直立散熱件130形同一封閉環(huán)形筒，其圍繞第一半導(dǎo)體封裝件110(圖1A)及第二半導(dǎo)體封裝件120 (圖1A)。第一橫向散熱件140例如是片狀散熱件，其具有至少一貫孔141，以讓電性接點(diǎn)124通過而能堆迭于第一半導(dǎo)體封裝件110上。本例中，電性接點(diǎn)124(圖1A)的外徑小于貫孔141的內(nèi)徑，使電性接點(diǎn)124不與第一橫向散熱件140接觸。 請參照圖2，其繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。堆迭式半導(dǎo)體封裝件200包括第一半導(dǎo)體封裝件110、第二半導(dǎo)體封裝件120、直立散熱件130、第一橫向散熱件140、第二橫向散熱件150、第一熱介面材料160及第二熱介面材料170。直立散熱件130連接于第二橫向散熱件150。直立散熱件130，使第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量通過直立散熱件130傳導(dǎo)至電路板10的散熱元件11。散熱元件11可電性連接于一接地端而作為接地元件，使直立散熱件130、第一橫向散熱件140與第二橫向散熱件150構(gòu)成一屏蔽元件，以避免或減少電磁干擾的影響。另一例中，電路板10可包括一與散熱元件11獨(dú)立的接地元件(未繪示)，直立散熱件130可連接此獨(dú)立接地元件而接地。直立散熱件130與第二橫向散熱件150中至少一者可連接于散熱系統(tǒng)20 (未繪示)，以更快速地將的堆迭式半導(dǎo)體封裝件200的熱量傳導(dǎo)或?qū)α髦镣饨纭５诙M向散熱件150、第一橫向散熱件140與直立散熱件130中至少二者可米用一體成形工藝(如沖壓或折彎工藝)形成，或分別形成后再以永久性(焊接、黏接)或暫時(shí)性(如螺接、鉚接)結(jié)合方式結(jié)合。本例中，由于第二橫向散熱件150、第一橫向散熱件140與直立散熱件130連接在一起，故可省略第一熱介面材料160與第二熱介面材料170的一者；或者，可同時(shí)省略第一熱介面材料160及第二熱介面材料170，經(jīng)由直立散熱件130固定于電路板10上，使第二橫向散熱件150、第一橫向散熱件140與直立散熱件130的整體固定于電路板10上。請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。堆迭式半導(dǎo)體封裝件300包括第一半導(dǎo)體封裝件110、第二半導(dǎo)體封裝件120、直立散熱件130、第一橫向散熱件140、第二橫向散熱件150、第一熱介面材料160及第二熱介面材料170。本例中，直立散熱件130未連接于第二橫向散熱件150，但連接于電路板10的散熱元件11，使第一半導(dǎo)體封裝件110及第二半導(dǎo)體封裝件120的熱量可通過直立散熱件130傳導(dǎo)至電路板10的散熱元件11。另一例中，直立散熱件130亦可連接于第二橫向散熱件150。直立散熱件130包括第一子散熱件131及第二子散熱件132，其中第一子散熱件131及第二子散熱件132分別配置于堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的相對二側(cè)。第二橫向散熱件150的長度Wl大于第一子散熱件131與第二子散熱件132的間距W2，如此的第二橫向散熱件150提供一大散熱面積，以提升散熱效率。第二橫向散熱件150連接于散熱系統(tǒng)20，使堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的熱量可通過散熱系統(tǒng)20快速地傳導(dǎo)或?qū)α髦镣饨?。另一例中，亦可省略散熱系統(tǒng)20。請參照圖4，其繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。堆迭式半導(dǎo)體封裝件400包括第一半導(dǎo)體封裝件110、第二半導(dǎo)體封裝件120、直立散熱件130、第一橫向散熱件140、第二橫向散熱件150、第一熱介面材料160及第二熱介面材料170。本例中，直立散熱件130未連接于第二橫向散熱件150，且亦未連接于電路板10的散熱元件
11。直立散熱件130及第二橫向散熱件150連接于散熱系統(tǒng)20，使堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的熱量可通過散熱系統(tǒng)20快速地傳導(dǎo)或?qū)α髦镣饨纭Ａ硪焕?，亦可省略散熱系統(tǒng)20。請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。堆迭 式半導(dǎo)體封裝件500包括第一半導(dǎo)體封裝件110、第二半導(dǎo)體封裝件120、直立散熱件130、第一橫向散熱件140、第二橫向散熱件150、第一熱介面材料160及第二熱介面材料170。本例中，直立散熱件130連接于第二橫向散熱件150，但未連接于電路板10的散熱元件11。直立散熱件130連接于散熱系統(tǒng)20，使堆迭式半導(dǎo)體封裝件100的熱量可通過散熱系統(tǒng)20快速地傳導(dǎo)或?qū)α髦镣饨?。另一例中，亦可省略散熱系統(tǒng)20。雖然上述實(shí)施例的堆迭式半導(dǎo)體封裝件以二個(gè)半導(dǎo)體封裝件為例說明，然其它實(shí)施例中，堆迭式半導(dǎo)體封裝件可包括二個(gè)以上的半導(dǎo)體封裝件，在此設(shè)計(jì)下，第二橫向散熱件150可設(shè)于最頂部的半導(dǎo)體封裝件上，而最頂部的半導(dǎo)體封裝件以下的數(shù)個(gè)半導(dǎo)體封裝件之間可以用第一橫向散熱件140間隔。綜上所述，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種堆迭式半導(dǎo)體封裝件，包括 一第一半導(dǎo)體封裝件，具有一外側(cè)面及一上表面； 一第二半導(dǎo)體封裝件，堆迭于該第一半導(dǎo)體封裝件的該上表面上，且具有一上表面及一外側(cè)面； 一第一橫向散熱件，設(shè)于該第一半導(dǎo)體封裝件的該上表面與該第二半導(dǎo)體封裝件之間； 一第二橫向散熱件，設(shè)于該第二半導(dǎo)體封裝件的該上表面上；以及一直立散熱件，連接于該第一橫向散熱件且沿著該第一半導(dǎo)體封裝件的該外側(cè)面及該第二半導(dǎo)體封裝件的該外側(cè)面延伸。
2.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該第二橫向散熱件連接于該直立散熱件。
3.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該直立散熱件、該第一橫向散熱件與該第二橫向散熱件中至少二者一體成形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該直立散熱件連接于一電路板的散熱元件。
5.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該直立散熱件連接于一電路板的接地元件。
6.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該堆迭式半導(dǎo)體封裝件設(shè)于一電路板上，且該堆迭式半導(dǎo)體封裝件的該直立散熱件與該電路板之間具有一空隙。
7.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該直立散熱件與該第一半導(dǎo)體封裝件的該外側(cè)面及該第二半導(dǎo)體封裝件的該外側(cè)面之間具有一間隙。
8.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，更包括 一第一熱介面材料，黏合該第一橫向散熱件與該第一半導(dǎo)體封裝件的該上表面。
9.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，更包括 一第二熱介面材料，黏合該第二橫向散熱件與該第二半導(dǎo)體封裝件的該上表面。
10.如權(quán)利要求I所述的堆迭式半導(dǎo)體封裝件，其中該直立散熱件包括一第一子散熱件及一第二子散熱件，分別配置于該堆迭式半導(dǎo)體封裝件的相對二側(cè)，其中該第二橫向散熱件的長度大于該第一子散熱件與該第二子散熱件的間距。
全文摘要
一種堆迭式半導(dǎo)體封裝件包括第一半導(dǎo)體封裝件、第二半導(dǎo)體封裝件、第一橫向散熱件、第二橫向散熱件及直立散熱件。第一半導(dǎo)體封裝件具有外側(cè)面及上表面。第二半導(dǎo)體封裝件堆迭于第一半導(dǎo)體封裝件的上表面上且具有上表面及外側(cè)面。第一橫向散熱件設(shè)于第一半導(dǎo)體封裝件的上表面與第二半導(dǎo)體封裝件之間。第二橫向散熱件設(shè)于第二半導(dǎo)體封裝件的上表面上。直立散熱件連接于第一橫向散熱件且沿著第一半導(dǎo)體封裝件的外側(cè)面及第二半導(dǎo)體封裝件的外側(cè)面延伸。
文檔編號H01L23/36GK102856296SQ201210357830
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者趙興華, 翁肇甫, 唐和明, 葉勇誼, 張惠珊, 賴逸少, 謝慧英 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司