散热型半导体封装件制造技术

本发明专利技术公开了一种散热型半导体封装件，包括有芯片承载件；接置并电性连接至该芯片承载件上的半导体芯片，且该半导体芯片表面设有导热胶接置区，其中，该导热胶接置区边缘间隔该半导体芯片边缘一段距离；形成于该导热胶接置区的导热胶；接置于该导热胶上的散热件；以及形成于该芯片承载件及该散热件间且包覆该半导体芯片及该导热胶的封装胶体，从而通过该半导体芯片的作用表面边缘、非作用表面边缘及侧边均嵌入封装胶体，提升封装胶体与半导体芯片结合面积，同时通过该导热胶侧边与芯片侧边不切齐，以避免发生脱层延伸（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体封装件，特别是涉及一种整合有散热件结 构的散热型半导体封装件。
技术介绍
随着对电子产品轻薄短小化的要求，诸如球栅阵列(BGA， Ball Grid Array)的可縮小集成电路(IC)面积且具有高密度与多接脚化特性 的半导体封装件日渐成为封装市场上的主流之一。然而，由于是种半 导体封装件具有较高密度的电子电路(Electronic Circuits)与电子元 件(Electronic Components),故于运行时所产生的热量较高；而且， 该种半导体封装件是以导热性不佳的封装胶体包覆半导体芯片，所以 往往因逸散热量的效率不佳而影响到半导体芯片的性能。为提高半导体封装件的散热效率，业界遂发展出加设散热件于半 导体封装件的技术，相关的技术例如美国专利第6,552,428号、第 6， 400， 014号、第6， 472， 743号、第5， 977， 626号、第5， 851， 337号、 第6， 236， 568号、第6， 507， 116号、第5， 672， 548号、第6， 744， 132 号、以及第6，403，882号等。如图1所示，为美国专利第6， 552， 428号专利所公开的一具外露 式散热片的半导体封装件，是于基板10上接置有一散热片12，该散热 片12具有一中间形成有中空部123a的下板片123、 一上板片121、以 及一体连接至该下板片123中空部123a周缘与该上板片121周边的连 结板片122，其中，该下板片123于适当位置上设有多个支撑脚123b， 以使该散热片12通过该支撑脚123b而架撑于基板10上，并令该散热 片12的上板片121与该基板10间保持一距离，使该距离足以在将封 装树脂包覆于散热片12、芯片11与部分基板10时，该散热片上板片 121的顶面能外露于封装胶体外，而得与外界接触，以供逸散芯片11 运行时所产生的热量。然而，前述的半导体封装件中，芯片运行时所产生的热量仍需间 隔封装胶体才能传导至散热件，而该封装胶体是一热传导性甚差的材料，其热导系数仅0.8w/m°K，是以，芯片于运行过程中所产生的热量 无法有效传递到散热件，而往往导致热积存现象产生，使芯片性能及 使用寿命备受考验。请参阅图2所示，鉴于前述的问题，美国专利第5，977，626号公 开一种散热型半导体封装件，该散热型半导体封装件的散热结构23包 含有一顶面外露出封装胶体24的平坦部230;架撑该平坦部230使之 位于半导体芯片21上方的多个支撑部231;以及自该支撑部231底部 延伸以供多个用于黏接于基板20的凸出部237的多个接触部232;其 中，该支撑部231是环置于该平坦部230外围并逐渐向下外伸至该接 触部232以构成一容纳芯片21的槽形空间28，同时于该散热结构23 平坦部230向下形成有接触至芯片21的凸部234，以供该芯片21运行 产生的热能可直接通过该散热结构23的凸部234及平坦部231而释散 至大气中，而毋须通过热传导性不佳的封装胶体。然而，前述的半导体封装件于封装模压制程中，为避免发生封装 胶体溢胶问题，所使用的封装模具的内侧顶壁必须紧密贴合、顶抵于 散热结构的平坦部，但是若封装模具的内侧顶壁顶抵散热结构的力量 过大时，则往往又会造成该散热结构下方的芯片因承受凸出部过大压 力而产生破裂的问题。因此，为避免上述问题，如图3A所示，美国专利第6，403，882号 专利另提出一种散热型半导体封装件，包括一具有作用表面(active surface) 36和相对的非作用表面37的芯片31，并于其中的非作用表 面37上形成一层低弹性模数(Modulus of elastic)的导热胶32，其中 该导热胶32是全面覆盖于该芯片31非作用表面37上； 一保护盖板33 利用该导热胶32与该芯片31的非作用表面37接合；以及一芯片载体 30，是与该芯片31的作用表面36相接合。从而通过该导热胶改善芯 片热阻问题。复请参阅图3B，然而于前述的半导体封装件进行封装模压作业而 形成包覆芯片的封装胶体34时，由于该导热胶32是全面覆盖于该芯 片31非作用表面37上，相对地，包覆在该芯片31外围的封装胶体34仅与导热胶32侧边形成接触界面，然而于热循环的膨胀收縮状况下，极易于此界面发生脱层(Delamination) D，且此脱层D容易沿接口方向 延伸(propagation),导致芯片31与封装胶体34的脱层，再者，因该 封装胶体34与芯片31的接触面积亦仅有芯片31侧边而己，附着力明 显不足，致使脱层现象会持续延伸(pr叩agation)至该芯片31的作用 表面36，甚而造成供芯片31电性连接至该芯片载体30的导电凸块 (bump) 35发生裂损问题。因此，如何有效解决上述现有散热型半导体封装件所存在问题， 而获取制作简单且成本较低的半导体封装件，为现今亟待达成的目标。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术的缺点，本专利技术的一目的是提供一种散热型 半导体封装件，避免封装胶体与导热胶的接口发生脱层问题。本专利技术另一目的是提供一种散热型半导体封装件，避免封装件中 不同元件接口发生脱层延伸(propagation)问题。本专利技术再一 目的是提供一种低热阻的散热型半导体封装件。本专利技术又一 目的是提供一种散热型半导体封装件，避免在封装模 压作业中发生芯片压损问题。为达到上述及其它目的，本专利技术的散热型半导体封装件包括芯 片承载件；半导体芯片，接置并电性连接至该芯片承载件，且该半导 体芯片表面设有导热胶接置区，其中，该导热胶接置区边缘至该半导 体芯片边缘间隔一段距离；导热胶，形成于该导热胶接置区；散热件， 接置于该导热胶上；以及封装胶体，形成于该芯片承载件及该散热件 间，以包覆该半导体芯片及该导热胶。亦即本专利技术中，该夹置于半导体芯片与散热件间的导热胶面积小 于半导体芯片面积，使半导体芯片的作用表面(active surface)及非 作用表面的边缘及侧边嵌入封装胶体，提升封装胶体与芯片结合面积， 而不易发生脱层问题，同时由于导热胶侧边与芯片侧边不切齐，亦可 阻止脱层的延伸。该半导体芯片可选择以覆晶方式电性连接至基板，而该导热胶接 置区即设于该半导体芯片的非作用表面上；该半导体芯片复可以焊线方式电性连接至基板，而该导热胶接置区即设于该半导体芯片的作用 表面上。再者，该导热胶接置区边缘至该半导体芯片边缘的宽度为该半导体芯片中央至该半导体芯片边缘的宽度的1/3至1/5范围内，较 佳为1/4的范围。因此，本专利技术的散热型半导体封装件是使半导体芯片表面的导热 胶接置区边缘至半导体芯片边缘间隔一段距离，从而供散热件间隔导 热胶而接置于该半导体芯片上，以提供半导体芯片低热阻的导热途径， 且因该导热胶接置区上所设的导热胶的面积小于该半导体芯片的面 积，使半导体芯片的作用表面及非作用表面的边缘及侧边均嵌入封装 胶体，提升封装胶体与芯片结合面积，不易发生脱层问题，同时由于 该导热胶边缘与该半导体芯片边缘不切齐，复可避免脱层的延伸 (pr叩agation)，再者，于封装模压制程时，亦可通过该导热胶的弹性 特质产生形变，进而吸收封装模具的压力，避免压伤半导体芯片。附图说明图1为美国专利第6， 552， 428号的散热型半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热型半导体封装件，包括：芯片承载件；半导体芯片，接置并电性连接至该芯片承载件上，且该半导体芯片表面设有导热胶接置区，其中，该导热胶接置区边缘间隔该半导体芯片边缘一段距离；导热胶，形成于该导热胶接置区；散热件，接置于该导热胶上；以及封装胶体，形成于该芯片承载件及该散热件间，以包覆该半导体芯片及该导热胶。

【技术特征摘要】
1.一种散热型半导体封装件，包括芯片承载件；半导体芯片，接置并电性连接至该芯片承载件上，且该半导体芯片表面设有导热胶接置区，其中，该导热胶接置区边缘间隔该半导体芯片边缘一段距离；导热胶，形成于该导热胶接置区；散热件，接置于该导热胶上；以及封装胶体，形成于该芯片承载件及该散热件间，以包覆该半导体芯片及该导热胶。2. 根据权利要求1所述的散热型半导体封装件，其中，该芯片承 载件为基板及导线架的其中一者。3. 根据权利要求1所述的散热型半导体封装件，其中，该半导体 芯片具有相对的作用表面及非作用表面，且该半导体芯片是以覆晶方 式使其作用表面接置并电性连接至该芯片承载件，而该导热胶接置区 设于该半导体芯片的非作用表面上。4. 根据权利要求1所述的散热型半导体封装件，其中，该半导体 芯片具有相对的作用表面及非作用表面，该半导体芯片是以其非作用 表面接置于该芯片承载件，并以焊线方式电性连接至该芯片承载件， 而该导热胶接置区设于该半导体芯片的作用表面上。5. 根据权利要求1所述的散热型半导体封装件，其中，该导热胶 接置区边缘至该半导体芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖俊明，黄建屏，蔡和易，萧承旭，
申请(专利权)人：矽品精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]