具散热片的半导体封装件制造技术

一种具散热片的半导体封装件，包括一芯片承载件，芯片通过其第一表面与芯片承载件黏接，而第二表面通过热导性粘合剂与散热片黏接；散热片顶面及与顶面周边接连的侧面外露出封装胶体，散热片顶面上预形成有界面层，界面层与封装树脂的黏结性小于散热片与封装树脂的黏结性，以可便利地将封装树脂去除，且在去除过程中不致造成散热片与芯片及封装胶体间的脱层，并可确保该芯片在模压过程中不会受散热片压迫而产生破裂的问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体封装件，尤指一种具有散热片以提高散热效率的半导体封装件。如何有效地逸散使用中的半导体芯片所产生的热量，以确保包覆有半导体芯片的半导体封装件的使用寿命及品质，一直为半导体封装业界的一大课题。由于用以包覆半导体芯片的封装胶体均是导热性差如环氧树脂的封装树脂(Molding Compound)所形成，使芯片所产生的热量往往无法通过封装树脂有效逸散，故在半导体封装件中加入一散热片(Heat Sink orHeat Block)，以通过散热性佳的金属材料制成的散热片提高散热效率，乃成一可行方式。但若散热片为封装胶体所完全包覆，使芯片产生的热量的散热途径仍须通过封装胶体时，散热效果的提高依然有限，甚至仍无法符合散热的需求。因而，使散热片的表面能外露出封装胶体，以让芯片产生的热量可由散热片外露在大气中的表面而直接逸散乃成为较理想的结构；但若芯片未直接黏接至散热片而在芯片与散热片之间仍充填有封装树脂，则芯片产生的热量无法直接传递至散热片而仍需通过芯片与散热片间的封装树脂，依然会限制散热效率的提高。所以，在第5,726,079号及第5,471,366号的美国专利中分别提出如图8所示的半导体封装件。这种现有的半导体封装件1是在芯片10上直接黏设有一散热片11，使该散热片11的顶面110外露出用以包覆该芯片10的封装胶体12。由于芯片10直接与散热片11黏接且散热片11的顶面110外露出封装胶体12而直接与大气接触，故芯片10产生的热量可直接传递至散热片11以逸散至大气中，其散热途径毋须通经封装胶体12，使这种半导体封装件1的散热效率较前述者为佳。然而，这种半导体封装件1在制造上存在有若干的缺点。首先，该散热片11与芯片10黏接后，置入封装模具的模穴中以进行形成该封装胶体12的模压作业(Molding)时，该散热片11的顶面110应能顶抵至模穴的顶壁，以避免该散热片11的顶面110上形成有溢胶(Flash)；因而，若该散热片11的顶面110未能有效地顶抵至模穴的顶壁，而在两者间形成有间隙时，用以形成该封装胶体12的封装树脂即会溢胶在散热片11的顶面110上，一旦在散热片11的顶面110上形成有溢胶，除会影响该散热片11的散热效率外，并会造成制成品的外观上的不良，故往往须进行去除胶边(Deflash)的后处理；然而，这种去除胶边处理不只耗时，增加封装成本，且还会导致制成品受损。然而，若散热片11顶抵住模穴的顶壁的力量过大，则往往会使质脆的芯片10因过度的压力而破裂。同时，用以黏接芯片10与散热片11的粘合剂(Adhesive)或胶黏贴片(Laminating Tape)，多由热固性(Thermosetting)的材料制成，在未加热予以固化(Curing)前，该粘合剂或胶黏贴片均成质软状态，使芯片10与散热片11黏结后所形成的结构的高度不易控制，而导致前述因散热片11的顶面110无法适当地顶抵至模穴的顶壁所产生的问题无从避免，故使封装完成的制成品的合格率无法有效提高，也使其封装成本无法降低。再者，由于散热片11与芯片10黏结后的高度须进行精确控制以避免前述问题的发生，这种半导体封装件1的封装即无法以分批次(Batch-type)方式黏结晶片10与散热片11；即，散热片11须与对应的芯片10逐一黏接，而增加整体封装工艺的复杂性与所需的时间，故不利封装成本的降低与封装效率的提高。此外，这种半导体封装件1的散热效率与其使用的散热片11外露的顶面110的面积成正比，即，在半导体封装件1大小不变的情况下，散热片11与封装件的面积相同时可具有最大的外露面积，使散热片11能提供最大的散热效率。然而，将散热片的面积扩大至与封装件相等时，表示散热片的大小也须与封装模具的模穴的边壁切齐或嵌接，而若散热片制作精度不足，在散热片过大时，将使散热片无法顺利置入模穴中，然在散热片过小时，其顶面及侧面即易形成溢胶。所以，这种结构会有合格率上的顾虑而使实施上具有相当的难度。本专利技术的目的在于提供一种具散热片的半导体封装件，使其散热片具有最大的外露面积且无溢胶产生，而可提高散热效率。本专利技术的另一目的在于提供一种具散热片的半导体封装件，使其散热片与芯片直接黏接以提高散热效率，且不致在模压过程中造成芯片的破裂，使制成品的合格率得到提高。本专利技术的另一目的在于提供一种具散热片的半导体封装件，使其散热片与芯片的黏接以分批次方式进行，而可简化制造过程，减少封装的耗时，以及降低成本。本专利技术的另一目的在于提供一种具散热片的半导体封装件，使其散热片与芯片黏接的作业无高度控制的顾虑，而可降低封装成本及提高合格率。本专利技术的另一目的在于提供一种具散热片半导体封装件，其所使用的封装模具可应用于具不同尺寸的产品，而毋须随产品尺寸的改变而更换封装模具，故可降低封装成本及机具的管理成本。为了达到上述目的，本专利技术的具散热片的半导体封装件包括一芯片承载件；至少一芯片，其接置在该芯片承载件上并与之电性连接；一散热片，其具有一第一表面，一对应的第二表面，以及多个连接在于第一表面与第二表面间的侧表面，该第一表面用以与该芯片黏接而使该散热片黏接至该芯片上，且使该芯片夹置在该芯片承载件及散热片间，而该第二表面上则敷设有一界面层，使该界面层与一封装化合物间的黏结性小于该散热片的第一表面与该封装化合物间的黏结性；以及一封装胶体，其是以形成该封装化合物，以包覆该芯片并形成在该散热片的第一表面与芯片承载件之间，而使该散热片的第二表面上的界面层及侧表面均外露出该封装胶体，且使该散热片的侧表面与该封装胶体的侧边共平面。该散热片与接置在芯片承载件上的芯片黏接后的结构体的高度低于用以形成该封装胶体的封装模具的模穴高度，即，在模压作业(Molding)时，形成该封装胶体的封装化合物会盖覆在散热片的界面层上，但因该界面层与封装化合物的黏结性不佳，故在封装胶体成型后可轻易地将该界面层上的封装化合物去除，且因散热片的第一表面可与封装胶体良好黏接，所以去除处理实施时不会造成散热片与封装胶体及芯片间的脱层。同时，因该散热片在封装模具的模穴中时不会顶触至模穴的顶壁，故在模压作业中不会有芯片破裂(Crack)的问题产生，且由芯片承载件、芯片及散热片组成的结构体具有高度上的弹性，而可在毋须更换封装模具的情况下，以单一封装模具进行不同高度的封装件的模压工艺。该散热片上的界面层可由与一般的封装化合物黏结性不佳的金、铬、镍或其合金等金属或铁氟龙等金属材料形成，以使该散热片的散热性不致受到该界面层敷设的影响。在本专利技术的一较佳具体例中，该芯片承载件为一焊球网格阵列(Ball Grid Array，BGA)基板，在该基板上开设有至少一开孔以供焊线通过该开孔而电性连接该基板与芯片，该基板位于芯片下方的表面上并植接有多个焊球以作为芯片与外界装置电性连接的介质。在本专利技术的另一较佳具体例中，该芯片承载件为一倒装式芯片(Flip Chip)基板，即基板的上表面具有多个成矩阵方式排列的焊垫，以供用以电性连接芯片与基板的多个焊锡凸块(Solder Bumps)焊接，同时，该基板的下表面上则植接有多个焊球以供芯片与外界装置电性连接。在本专利技术的另一较佳具体例中，该芯片承载件为一四边扁平无引线(Quad Flat Nonlead本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具散热片的半导体封装件，包括： 一芯片承载件； 至少一芯片，其接置在该芯片承载件上并与之电性连接； 一散热片，其具有一第一表面，一对应第一表面的第二表面，以及多个连接在该第一表面及第二表面边缘间的侧表面；该第一表面用以与该芯片黏接而使该散热片黏接至该芯片上，且使该芯片夹置在该芯片承载件及散热片间，而该第二表面上则敷设有一界面层，使该界面层与一封装化合物间的黏结性小于该散热片的第一表面与该封装化合物间的黏结性；以及 一封装胶体，其是以该封装化合物形成，以包覆该芯片并形成在该散热片的第一表面与芯片承载件之间，而使该散热片的第二表面上的界面层及侧表面均外露出该封装胶体，且使该散热片的侧表面与该封装胶体的侧边共平面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具散热片的半导体封装件，包括一芯片承载件；至少一芯片，其接置在该芯片承载件上并与之电性连接；一散热片，其具有一第一表面，一对应第一表面的第二表面，以及多个连接在该第一表面及第二表面边缘间的侧表面；该第一表面用以与该芯片黏接而使该散热片黏接至该芯片上，且使该芯片夹置在该芯片承载件及散热片间，而该第二表面上则敷设有一界面层，使该界面层与一封装化合物间的黏结性小于该散热片的第一表面与该封装化合物间的黏结性；以及一封装胶体，其是以该封装化合物形成，以包覆该芯片并形成在该散热片的第一表面与芯片承载件之间，而使该散热片的第二表面上的界面层及侧表面均外露出该封装胶体，且使该散热片的侧表面与该封装胶体的侧边共平面。2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片的面积同于该芯片承载件的面积。3.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片第二表面上的界面层是选自由金、铬、镍、其合金及铁氟龙材料所组成的组群中的一种所形成。4.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该芯片承载件为一基板。5.根据权利要求4所述的半导体封装件，其特征在于该芯片以焊线电性连接至该基板。6.根据权利要求4所述的半导体封装件，其特征在于该芯片是通过焊锡凸块电性连接至该基板。7.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该芯片承载件是一四边扁平无引线导线架。8.根据权利要求7所述的半导体封装件，其特征在于该芯片是以焊线电性连接至该四边扁平无引线导线架。9.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片的第一表面予以粗糙化处理。10.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片的第一表面予以凹凸化处理。11.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片的第一表面予以皱褶化处理。12.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于该散热片的第一表面上对应于该芯片的部位朝该芯片的方向凸伸出一连接部，以通过该连接部将该散热片连接至该芯片上，而使散热片位于该连接部外的第一表面与该芯片间隔开。13.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建屏，何宗达，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]