CN201038149Y - 具有复合绝缘层的半导体封装结构 - Google Patents

Abstract

一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，包括一散热导座、一绝缘层、一金属层、一支撑元件及一电子元件。绝缘层设置于散热导座上，金属层设置于绝缘层上，电子元件设置于金属层，支撑元件电性连接地设置于电子元件上，其中散热导座、绝缘层及金属层组成一复合绝缘层结构；此外，散热导座上还设置一封装胶体，其用于将绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件一体地封装并且固定在散热导座上。借此，通过散热导座、绝缘层及金属层形成所谓的复合绝缘层结构的设计，以使得本实用新型在达到电性绝缘、散热及导热效果下，同时能减少封装结构的整体体积、结构及厚度，以降低材料及制造过程上的成本耗费。

Description

具有复合绝缘层的半导体封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，尤指一种运用改良式的复合绝缘层，借助在封装结构上设置该复合绝缘层，以达到电性绝缘、散热及导热效果，以减少封装结构体积及构件，并且有效减少其制造过程及材料成本的半导体封装结构。

背景技术

目前，电性绝缘的散热座体广泛地使用在电子科技产业上，以提供各式各样电子装置的散热保护作用，一般而言，关于具有电性绝缘的散热座体，其典型地是由一包含陶瓷元件的金属构件中得到此电性绝缘效果，然而，所遭遇到的难题在于：在制造该电性绝缘的散热座体时，其经常涉及到如何将陶瓷元件与金属构件达到组装的问题。

至今，电子业界借助将镍金属层形成于一陶瓷元件上，使得陶瓷元件可经由镍金属做为焊料，以连结于电性绝缘的散热座体的金属构件中，而镍金属层形成于陶瓷元件的钼锰层上，并且镍金属层作为该陶瓷元件与电性绝缘的散热座体的金属构件间的一软焊接合。

上述有关于连结陶瓷元件的方法已得到电子产业广泛地认同，然而，在使用镀镍极板的方法上已经遇到一些问题，举例来说，当镍金属与其它金属(例如：铜金属)比较之下，镍金属呈现相对较差的热传导性及较差的导电特性，另外，相较于其它金属的情况下，镍金属呈现较为脆弱，再者，前述镍金属的加工过程亦相对较为耗费时间，以及花费亦较为昂贵。

此外，当制造电子装置时，经常需要在陶瓷上形成金属导脚或接脚以支撑电子装置，例如：一设置半导体芯片的陶瓷上形成导线或导脚，此外，镍或其同类的金属具有高电流阻抗的特性而不适合用于高电流的应用，因此，在半导体装置的应用上，乃需要有可容易成形在半导体的导电体，以及足够低的低电流阻抗，以适用于高电流的应用。

于是，本实用新型设计人有感上述缺陷的可改善之处，且依据多年来从事此方面的相关经验，对其进行悉心观察和研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本实用新型技术方案。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于提供一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，其通过在封装结构设置散热导座、绝缘层以及金属层，并且利用封装胶体将绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件封装为一体，并且固定于散热导座上，借此，本实用新型使得封装结构得以达到电性绝缘与导热效果外，亦能减少封装结构的整体体积及结构，使得封装制造过程的时间及成本能有效减少，借以降低整体封装结构的成本。

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，包括有：一散热导座、一绝缘层、一金属层、一电子元件及一支撑元件。其中绝缘层设置于散热导座上，金属层设置于绝缘层上，电子元件设置于金属层上，支撑元件电性连接地设置于电子元件上，其中，该散热导座、绝缘层及金属层组成一复合绝缘层结构，并且于散热导座上设置一封装胶体，借以封装该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件，使得该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件得以一体地封装并且固定在该散热导座上。

为了达到上述的目的，本实用新型还提供一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，包括：一复合绝缘层；一电子元件，其设置于该复合绝缘层的一顶部；以及一支撑元件，其电性连接地设置于该电子元件上。

借此，借助该复合绝缘层结构的设计，不但能达到电性绝缘与散热、导热效果外，并且能有效减少封装结构的整体体积、结构及厚度，以减少制造过程时间，并且降低材料上及制造上成本耗费。

为了能更进一步了解本实用新型为达到预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1A为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，散热导座与绝缘层、金属层第一接合状态的示意图；

图1B为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，散热导座与绝缘层、金属层第一接合状态的另一示意图；

图2A为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，散热导座与绝缘层、金属层第二接合状态的示意图；

图2B为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，图2A的2B-2B线处的剖视图；

图3为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，散热导座与绝缘层、金属层、电子元件及支撑元件接合状态的示意图；

图4为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，图3中4-4线的剖视图；

图5为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，图3中5-5线的剖视图；

图6为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，图4中6-6线的剖视图；以及

图7为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构中，整体封装结构的立体图。

主要元件附图标记说明

本实用新型

1      散热导座

2      绝缘层

3      金属层

4      支撑元件

41     第一接脚      42    第二接脚

5      电子元件

6      焊料接合层

7      封装胶体

具体实施方式

请参阅图1A至图7所示，为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构的具体实施例。

如图1A及图1B所示，本实用新型提供一散热导座1，于散热导座1顶部表面上设置有一绝缘层2及一设置于绝缘层2顶部表面上的金属层3，其中散热导座1可由铜、铜合金或者铝、铝合金材质等可散热的材质所组成，该散热导座1可做为电路板或金属导架的用途，该绝缘层2为一绝缘材料并且用于提供电性绝缘作用，金属层3为一具有铜或铜合金材质，于本实用新型中，该金属层3可利用蚀刻或其它相关方式，以于该绝缘层2的表面形成一矩阵排列的结构分布，其中该散热导座1、绝缘层2及金属层3的组合组成一种复合绝缘层结构。

如图2A及图2B所示，于本实用新型中，该散热导座1与该绝缘层2利用一特定的机械加工方式(如模具冲压成形或粉末冶金方式)，以形成出多个散热导座结构，并且每一个散热导座结构上设置一金属层3，借以形成一种复合绝缘层结构。

如图3至图5所示，于本实用新型中，一电子元件5通过一焊料接合层6以固定地设置于金属层3上，并且一支撑元件4电性连接地设置于该电子元件5上。其中该电子元件5可利用该散热导座1及金属层3以达到散热、导热作用，并且该电子元件5借助该绝缘层2以达到电性绝缘作用，该支撑元件4可为一金属支撑导架，其具有二相对应的第一接脚41及一第二接脚42，该第一及第二接脚41、42的一末端电性连接地设置于该电子元件5，借此，该电子元件5(如图6所示)可通过该支撑元件4达到电性传输，在本实实用新型中，该电子元件5为一IC芯片，该IC芯片可通过支撑元件4的第一及第二接脚41、42，以电性传输该IC芯片运算处理的数据至另一电子元件(图未示)上。

如图6所示，为本实用新型具有复合绝缘层的半导体封装结构的结构示意图，如图所示，该结构包括有：一散热导座1、一设置于该散热导座1顶部表面的绝缘层2、一设置于该绝缘层2顶部表面的金属层3、一设置于该金属层3顶部表面的电子元件5及一设置于该电子元件5表面上的支撑元件4。

于本实用新型中，该电子元件5通过一焊料接合层6以设置于该金属层3，该支撑元件4电性连接地设置于该电子元件5上，其中该散热导座1、绝缘层2及金属层3组成一种复合绝缘层结构。借此，通过该复合绝缘层结构的设计，并且结合该支撑元件4及该电子元件5，使得本实用新型在减少封装结构体积、构件及结构厚度的情况下，而能有效达到电性绝缘、散热及导热效果，同时，通过该复合绝缘层设计以减少制造过程时间、费用以及材料上成本耗费。

如图6及图7所示，在本实用新型的封装结构中，进一步地在该散热导座1上设置一封装胶体7，该封装胶体7可为各种不同的塑料材质，或者为用于电子元件树脂材质，其用以封装该绝缘层2、金属层3、支撑元件4及电子元件5，以使得该等结构可一体地固定在该散热导座1上，其中该支撑元件4的一端设有第一及第二接脚41、42，该第一及第二接脚41、42凸出于该封装胶体7外，借以电性传输该IC芯片运算处理的数据至另一电子元件(图未示)上，该支撑元件4为一金属导架，该电子元件5为一IC芯片或其它类似的电子元件。

综上所述，本实用新型将该散热导座、绝缘层及金属层组合为一种复合绝缘层结构，使得该具有复合绝缘层的半导体封装结构具有以下的优点：

1、通过该复合绝缘层结构的设计，使得该半导体封装结构可达到电性绝缘与散热、导热效果外，还能有效地减少封装结构整体、构件及其结构厚度。

2、由于半导体于整体封装构件的简化及减少，使得本实用新型通过复合绝缘层的结构设计，借以可有效地减少制造过程时间，并且能降低其材料上及制造上的成本耗费。

但，以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例之一的详细说明与附图，但本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡符合本实用新型权利要求范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范畴中，任何本领域技术人员在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于，包括有：

一散热导座；

一绝缘层，其设置于该散热导座上；

一金属层，其设置于该绝缘层上，该金属层具有一铜及铜合金材料；

一电子元件，其设置于该金属层上；以及

一支撑元件，其电性连接地设置于该电子元件上；其中该散热导座、绝缘层及金属层形成一复合绝缘层。

2.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：更进一步包括一设置于散热导座上的封装胶体，该封装胶体封装该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件，并且将该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件一体地固定在该散热导座上，并且该支撑元件的一端凸出于该封装胶体外。

3.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该散热导座为一铜或铜合金材料。

4.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该散热导座为一铝或铝合金材料。

5.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：在该金属层与该电子元件间设置一焊料接合层，该焊料接合层连接该金属层与该电子元件。

6.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该支撑元件为一金属支撑导架。

7.如权利要求1所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该电子元件为一IC芯片。

8.一种具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：包括：

一复合绝缘层；

一电子元件，其设置于该复合绝缘层的一顶部；以及

一支撑元件，其电性连接地设置于该电子元件上。

9.如权利要求8所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该复合绝缘层具有一散热导座、一设置于该散热导座上的绝缘层及一设置于该绝缘层上的金属层，该金属层由铜及铜合金材料所组成，并且该电子元件设置于该金属层上。

10.如权利要求9所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：更进一步包括一封装胶体，该封装胶体设置于该散热导座上，并且封装该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件，将该绝缘层、金属层、支撑元件及电子元件一体地固定在该散热导座上，并且该支撑元件的一端凸出于该封装胶体外。

11.如权利要求9所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该电子元件通过一焊料接合层连接于该金属层上。

12.如权利要求9所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该散热导座为一铜或铜合金材料。

13.如权利要求9所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该散热导座为一铝或铝合金材料。

14.如权利要求8所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该支撑元件为一金属支撑导架。

15.如权利要求8所述的具有复合绝缘层的半导体封装结构，其特征在于：该电子元件为一IC芯片。

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