具有散热结构的半导体封装件制造技术

一种具散热结构的半导体封装件，包括一芯片承载件，其供芯片接置的表面上设置有多数焊垫以供一散热件藉由多数质软金属支撑块接置致使该散热件得藉这些支撑块而架撑于该芯片上方；该散热件对应于该支撑块黏接处形成有多个定位部，遂使该散热件接置至芯片承载件后得以妥善定位而无偏移之虑；而后将该散热件与支撑块构成的散热结构与半导体芯片一同回焊至芯片承载件，且使该散热件顶面外露出该封装胶体以增进其散热效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种半导体封装件，尤指一种具有内嵌式散热件以提升散热效率的覆晶型球栅阵列(Flip Chip Ball Grid Array，FCBGA)半导体封装件。球栅阵列(BGA)半导体封装件(Ball Grid Array SemiconductorPackage)具有较高数量的输入/出连接端(I/O Connection)得以因应高密度电子组件(Electronic Components)及电子电路(ElectronicCircuits)的半导体芯片所须，以符合电子产品对于电性功能与处理速度的需求而成为今日封装主流。然而，随着半导体芯片上电子电路与电子组件布设密度日增，芯片运作时产生的热量便愈多；如若不将半导体芯片产生的热能有效逸散，将会影响半导体芯片的性能及使用寿命。另者，传统上BGA半导体封装件的高性能芯片为封装胶体(Encapsulant)所包覆，惟构成该封装胶体的封装树脂是一导热系数仅约为0.8w/m°K的不良传热体，故使半导体芯片布设有电子电路及电子组件的作用表面(Active Surface)难以有效散热；如何有效排除半导体芯片产生的热量遂成业界所须解决的一大课题。美国专利第5,726,079号案即揭露一种覆晶型球栅阵列(FlipChip Ball Grid Array，FCBGA)封装结构(如第1图所示)，其将一散热件11安置于半导体芯片12上方，藉由外露于封装件1的散热件11表面将芯片12产生的热量快速逸散到大气中。然而该项技术的缺失在于散热件11设置位置如果过高，将使模压作业实施时合模压力压迫到该散热件11，进而压迫至散热件11下方的芯片12致使芯片12受损；如若散热件11设置位置过于靠近芯片12，则易使得散热件11外露的上表面110于胶体封装制程中产生溢胶而减损其散热效益并且导致产品外观不良。因此进行该项技术须要求极高的作业精密度方使得该散热件11得正确地安置于预定高度，此举将提升制程困难度较不符合成本效益。另外，美国专利第5,977,626号案亦揭示一种具有特殊形式散热件11的半导体封装结构1。如第2图所示，此种半导体封装结构1包括一散热件11黏接至一接设有半导体芯片12的基板14上；其中该散热件11具有一平坦部111及用以将该平坦部111支撑于芯片上方的支撑部112，俾使该平坦部111与支撑部112形成一收纳空间以供该芯片12及金线13置入，同时，该支撑部112形成有多数凸点113，使得该散热件11得藉这些凸点113稳定接置于该基板14上。是种封装结构1虽可藉由特殊形状的散热件11设计提升芯片散热效率，但该封装体仍然具有前述专利(美国专利第5,726,079号)不易妥切安置散热件11位置的问题。此外，制作该特殊形式的散热件11时须使用冲压制程(Stamping)俾以形成向下弯曲的支撑部112，除增加封装成本以外，经冲压后该散热件11平坦部111的平面度(Planarity)往往受到影响而导致封装树脂溢胶于平坦部111的上表面110(即散热件11的外露表面110)；尤其现今半导体封装件力朝薄化趋势开发，所用的散热件11厚度常薄至0.2mm甚或更薄，散热件11结构强度因薄化而降低将使该平坦部111的平面度更难维持，溢胶现象遂无法避免。本专利技术的目的即在提供一种具内嵌式散热结构的半导体封装件，该散热结构上设置有多数质软金属支撑块藉以释除均摊合模作业中模压模具对于散热件乃至于芯片产生的压迫力，俾以避免半导体芯片受损并使散热件得以精确定位而平稳贴置于芯片上方，除维持该散热件的优良平面性(Planarity)以外，并得令使散热结构的外露表面不致溢胶故而提升封装件的整体散热效率。本专利技术的另一目的即在提供一种藉由调整基板上植接焊垫开口的尺寸以便控制该散热结构与基板的间距，俾以降低封装成本以及制程复杂性的具内嵌式散热结构的半导体封装件。鉴于上揭及其它目的，本专利技术具内嵌式散热结构的半导体封装件包括一基板，其具有一正面及一相对的背面，于该基板正面上分别接设一组焊接焊垫及一组植球焊垫，并在该基板背面布设多个导电焊垫；一半导体芯片，具有一铺设有电子电路与电子组件的作用表面，其上植接有多数锡焊凸块俾供该芯片与基板导电连接；一散热结构，其藉一散热件及多个质软金属支撑块所构成者，其中该散热件下表面开设有多数个定位部以供这些支撑块黏设；多数焊球，植置于该些导电焊垫上俾供该芯片与外部装置进行电性藕接；以及一用以包覆该半导体芯片、散热结构及部分基板，并令使该散热件上表面外露的封装胶体。该散热件上的定位部得为形成于该下表面上的凹穴或由该散热件上表面贯穿至下表面的贯穿孔，待这些质软金属支撑块(即由锡、铅、铅/锡合金及类似合金等软质金属材质制得)黏置俾以构成一散热结构而与该芯片的锡焊凸块同时回焊至基板实施模压作业时，该散热件距离基板正面的高度略大于形成封装胶体的封装模具的模穴顶面与基板的间距，遂使合模执行时模具提供的合模压迫力得经由这些质软金属支撑块溃缩(Collapse)释除而抵减，并且平均分摊于散热件上俾以降低半导体芯片承受的压力免于芯片受损，又能使得该散热件平整地附靠于该芯片上方藉以维持散热件的良好平面性。另一方面，这些定位部的开设除了提供一空隙俾利质软金属支撑块溃缩时具有一压力缓冲空间之外，藉由这些支撑块回焊至基板的焊接焊垫上亦使得该散热件精准无误地定位至基板上而无偏位的虞，则进行模压制程时该散热件顶面与模具上模的模穴顶面得以紧密接合遂可防止溢胶现象的发生。以下兹以较佳具体例配合所附图式进一步详述本专利技术的特点及功效第1图是美国专利第5,726,079号案的半导体封装件的剖视图；第2图是美国专利第5,977,626号案的半导体封装件的剖视图；第3图是本专利技术第一实施例的半导体封装件的剖视图；第4A至4D图是本专利技术半导体封装件第一实施例的详细制程图；第5图是本专利技术半导体封装件实施模压制程前后的比较剖视图；第6图是本专利技术第二实施例的半导体封装件的剖视图；以及，第7图是本专利技术第三实施例的半导体封装件的剖视图。符号标号说明1，2，3 半导体封装件20，30锡球11，21，31 内嵌式散热片110，210 散热片上表面211，311散热片下表面212 穴312 贯穿孔 213，313 胶黏层111 平坦部112 支撑部113 点12，22，32 半导体芯片220 作用表面 221 非作用表面13 金线 23，33 锡焊凸块14，24，34 基板 240 基板正面241 基板背面 242，342 焊接焊垫243 植球焊垫 243a 植球焊垫开口244 导电焊垫 245 芯片接置区15，25，35 焊球 16，26，36 封装胶体17，37 底部填胶 28 模压模具280 模穴顶面 29 散热结构以下即配合所附图式详细说明本专利技术的覆晶型球栅阵列(FCBGA)半导体封装件各实施例。第一实施例第3图为本专利技术第一实施例的具内嵌式散热件FCBGA半导体封装件2，该封装结构是由一表面提供多数焊垫242，243，244接置的基板24，一具一作用表面220的半导体芯片22，一黏置有多个第一焊球20的内嵌式散热片21(Embedded Heat Sink本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具散热结构的半导体封装件，其特征在于：所述半导体封装件包括：一基板，其具有一正面及一相对的背面，于该基板正面各布设有一组第一焊垫及第二焊垫，并于该基板背面接置有多数的第三焊垫；一半导体芯片，具有一作用表面以供多数锡焊凸块接置其上以使该芯片与该基板第一焊垫电性导接；一散热结构，其具有一散热件以及多个质软金属支撑块，其中该散热件具有一上表面与一相对的下表面，并于该下表面上开设有多数个定位部以供这些支撑块黏置并藉之接设于该基板第二焊垫上；多数导电组件，用以相接于基板第三焊垫上，以供该芯片藉之与外界装置电性藕接；以及一封装胶体，用以包覆该半导体芯片与散热结构且令使该散热件的上表面外露。

【技术特征摘要】
1.一种具散热结构的半导体封装件，其特征在于所述半导体封装件包括一基板，其具有一正面及一相对的背面，于该基板正面各布设有一组第一焊垫及第二焊垫，并于该基板背面接置有多数的第三焊垫；一半导体芯片，具有一作用表面以供多数锡焊凸块接置其上以使该芯片与该基板第一焊垫电性导接；一散热结构，其具有一散热件以及多个质软金属支撑块，其中该散热件具有一上表面与一相对的下表面，并于该下表面上开设有多数个定位部以供这些支撑块黏置并藉之接设于该基板第二焊垫上；多数导电组件，用以相接于基板第三焊垫上，以供该芯片藉之与外界装置电性藕接；以及一封装胶体，用以包覆该半导体芯片与散热结构且令使该散热件的上表面外露。2.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该半导体封装件为一覆晶型球栅阵列(FCBGA)半导体封装件。3.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该第一焊垫为焊接焊垫。4.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该第二焊垫为植球焊垫。5.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该第二焊垫开口的开设尺寸取决于该散热结构距离该基板正面的高度而调整之。6.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该第三焊垫为导电焊垫。7.如权利要求1所述的具散热结构的半导体封装件，其特征在于该作用表面为铺设有多数电子电路及电子组件的芯片表面。8.如权利要求1所述的具散热结构的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宗达，黄建屏，
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]