TWI242860B - Semiconductor package with heat dissipating structure - Google Patents

Description

1242860 五、發明說明（1) 丨[發明所屬之技術領域] I 本發明係有關於一種具散熱件之半導體封裝件，更詳 ί而吕之，係關於一種晶片與散熱件為點接觸方式黏接之半 |導體封裝件。 < j [先前技術] ! 隨著電子元件處理速度愈來愈快及體積之縮小，散熱 |性的需求亦相對提高。若無法提供有效的散熱機制，將影 響該電子元件之性能及可靠度，甚至縮短其壽命。因此， 如何有效逸散使用中之半導體晶片所產生之熱量，以確保 包覆有半導體晶片之半導體封裝件之使用壽命及品質，一 直為半導體封裝業界之一大課題。 針對於此，美國專利第5, 2 1 6, 2 78號案提出如第i ( A )圖所示之半導體封裝件。該種習知之半導體封裝件1乃 於半導體晶片10上黏接一散熱件n ( Heat spreader〇 ， =該散熱件1 1之頂面i丨〇外露出用以包覆該晶片丨〇之封裝 膠體1 2。由於晶片丨〇直接與散熱件丨丨黏接且散熱件丨丨之頂 面1 1 0乃外曰露出封裝膠體i 2而直接與大氣接觸，故晶片j 〇 產生之熱置得直接傳遞至散熱件丨丨以逸散至大氣中，盆散 熱途徑毋須通經封裝膠體12，使該種半導體封裝件1具、良 好之散熱效率。 該種半導體封裝件1在製造上係先於一基板丨3之上表 面1 30上的預設位置處以膠黏劑丨4黏接該晶片i 〇 ;接著進 行辉線製程（Wire Bonding)，以將多數之金線15銲接至 該晶片1 0及基板1 3之上表面丨3〇上，俾使該晶片丨〇電性連

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第7頁 1242860 五、發明說明（2) 接至該基板1 3上；於該晶片1 0與基板電性連接後，即將該 散熱件1 1藉由膠黏劑1 6與晶片1 0黏接；接著，進行模壓製 程使散熱件為形成該封裝膠體之封裝樹脂所完成包覆，接 著進行一研磨製程（Grinding)以如研磨石研磨位於該散 熱件上方已固化之封裝樹脂，直迄該散熱件1 1之上表面 Π 0外露出封裝膠體1 2。 該種半導體封裝件1之製程上之缺點即在於模壓作業 及後續之製程中的溫度變化下，基板1 3會因翹曲 (w a r p a g e)而導致晶片1 0歪斜，而會連帶地使以面接觸 方式黏接於該晶片1 0上的散熱件1 1亦產生斜置，如第1 ( B )圖所示，故進行後續之研磨作業時，磨輪（G r i n d i n g Wheel)除了去除覆蓋於該散熱件1 1’上的封裝膠體之外， 亦會磨除該散熱件1 Γ因斜置而上斜的部分，致易損及該 散熱件11 ’，如第1 ( C)圖所示；且由於該位置斜偏之散 熱件1 1 ’其一邊翼部1 1 Γ上斜，故磨輪磨除該上斜翼部 1 1 1 ’會減少該散熱件1 Γ與大氣的接觸面積，而影響至該 散熱件1 1 ’之散熱效率。 再者，對上述具基板1 3 ’翹曲之封裝件半成品進行研 磨製程時，由於斜置之散熱件1 1 ’，導致研磨後之散熱形 狀改變，如第1 ( C)圖所示，因而影響產品之外觀品質。 [發明内容] 鑒於上述習知技術之缺點，本發明之主要目的在於提 供一種具散熱件之半導體封裝件，使該散熱件與晶片得以 點接觸之黏接以避免因基板之歪斜使研磨製程中的散熱件

17130.ptd 第8頁 1242860 五、發明說明（3) 受到影響。 本發明之另一目的在提供一種具散熱件之半導體封裝 件，使該散熱件與晶片之黏接無斜置之虞，以利進行後續 作業。 為達上揭及其它目的，本發明所提供之具散熱件之半 導體封裝件係包括：一晶片承載件；一接置於該晶片承載 件上並與該晶片承載件電性連接之晶片；一具有一朝向該 晶片之第一表面、一對應於該第一表面之第二表面及一自 該第一表面凸伸出之連接部的散熱件，其中，該連接部對 應於該晶片部位之一表面上設有多數凸部；該凸部用以與 該晶片黏接而使該散熱件黏接至該晶片上，且使該散熱件 與該晶片間隔開；以及一用以包覆該晶片及該散熱件封裝 膠體，並使該散熱件之第二表面外露出該封裝膠體。 該散熱件係藉由連接部之多數凸部與晶片黏接，以提 供點接觸之黏接方式，從而避免因基板之歪斜導致該散熱 件斜置於晶片上，故於研磨製程中將不致損毀該散熱件。 [實施方式] 如第2 ( A)及第2 ( B)圖所示者分別為本發明之半導 體封裝件之散熱件2 1之側視圖及仰視圖。 參照第2 ( A)及第2 ( B)圖，本發明之半導體封裝件 之散熱件2 1係由銅、鋁、銅合金或鋁合金等金屬材料製 成，其具有一上表面210、一相對於該上表面21 0之下表面 2 1 1以及一自該下表面2 1 1凸伸出之連接部2 1 2 ;且該連接 部2 1 2與晶片（未圖示）相對之一表面2 1 3上形成有多數之

第9頁 17130. ptd 1242860 五、發明說明（4) 凸部2 1 4，藉由該些凸部2丨4以與該晶片黏接而使該散熱件 2 1黏接至該晶片上。 、 接著，如第3 ( A)至第3 ( F)圖所示者為本發明之半 導體封I件2之製法流程示意圖。如第3 ( a)圖所示，於 一基板23之一上表面2 3 0上之預設位置處以膠黏劑24黏接 一晶片20，並以多數之金線25分別銲接至該晶片2〇及基板 2 3之上表面2 3 0，以使該晶片2 0電性連接至該基板2 3 (此 一銲線製程與習知者相同，故在此不予贅述）。 然後’如第3 ( B)圖所示，於該晶片2〇與基板23電性 連接後，即將該散熱件2 1藉由一絕緣材質之導熱性膠黏劑 26 ( thermal grease)與晶片 20黏接。 如第3 ( C)圖所示，該散熱件2丨之連接部2丨2之表面 2 13所形成的多數凸部214將與該晶片2〇之上表面2〇〇黏 接，藉由該凸部214以提供晶片20與散熱件2]"一 點接觸 之黏接結構，且透過該膠黏劑26使晶片2 面 散熱件21之連接部212表面213可全面黏接，因=由於利 m 1接方式，從而克服因晶片20查斜而造成散熱 件2 1_置的問題，進而便於後續之製程。 如第3 ( D)圖所示，將該合有散熱件2丨、晶片2 〇及基 =Μ之半成品置入封裝模具之模穴（未圖示）中，以進行 二I作業，藉由該注入該模穴内之封裝樹脂形成一用以包 復該散熱件2卜晶片2〇及基板23之封裝膠體22。 如第3 ( Ε)圖所示，該模壓製程結束 行研磨而使散熱件21之上表自210直接外露出用^包覆該

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1242860 五、發明說明（5) 晶片Γί=Γ2的表面，使散熱效率進—步提高。 如弟（F)圖所π，該研磨製程結束後，即於基板 之下表面231上植接多數銲球27，以供該晶片2鳴之^ 界裝置形成電性連接關係。並且以切割工具進行二單、 (Si ngul ah οη)以形成複數個單一之半導體封 一植球及切單製程與習知者相同，故在此不予贅% 如第4圖所示，藉由半導體封裝件4之散熱件1連接部 2 12表面21 3所形成之凸部214，將使晶片2〇，與該散埶件 之凸部214接觸，而散熱件21之連接部212未形成凸部2 之表面21 3則與晶片20,上表面2〇〇,之膠黏劑26 此本發明之半導體封裝件（2、4)之晶片（2〇/'2〇 = 散熱件2 1間形成點接觸之黏接結構，而非習知之面接觸、， 如此不因晶片20’之翹曲而使與晶片2〇，黏接之散熱件21 置。 …、 ” 上述之實施例僅用以例釋本發明之特點及功效，而 用以限定本發明之可實施範疇，例如，如第2 ( A)及第2 (β)圖所示之散熱件2 1而言，其仰視外形並不限定為圓 形’其亦可為方形等外形；再者，形成於該連接部 表面21 3的凸部21 4數量及形狀亦非如圖式之限定，且今美 板2 3除如圖示之BGA( Ball Grid Array)基板外，復可靡 用於QFN ( Quad Flat Non lead)導線架之晶片承載件或g 晶式BGA上，亦即，端視實施形態而定。故在未脫離本發1 明上述揭露之精神與技術特徵下，任何運用本發明所揭X示 者而完成之修飾或改變，均應仍為本發明下揭之申★青專^

17130. ptd 第11頁 1242860 五、發明說明（6) 範圍所涵蓋。 17130. ptd 第12頁 1242860 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1 ( A)至第1 ( C)圖係習知具散熱件之半導體封裝 件之剖視圖； 第2 ( A)及第2 ( B)圖係分別為本發明之半導體封裝 件之散熱件之側視圖及仰視圖； 第3 ( A)至第3 ( F)圖係本發明之具散熱件之半導體 封裝件之製造流程示意圖；以及 第4圖係本發明之具散熱件之半導體封裝件之另一實 施例示意圖。 卜2、4 半導體封裝件 10、 10’ 、 20、20， η、11’ 散熱件 110 頂面 111' 111 ’翼部 12 封裝膠體 13、23 基板 130、 200 > 2 0 0、210' 230 上表面 m、211 、231 下表面 16 膠黏劑 21 散熱件 212 連接部 213 表面 214 凸部 215 弧面結構 24、26、 2 6 ’膠黏劑 25 金線 27 鮮球 3 磨輪 曰a 片

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Claims (1)

1242860 六、申請專利範圍 1. 一種具散熱件之半導體封裝件，係包括： 一晶片承載件； 一晶片，其係接置於該晶片承載件上並與之電性 連接；以及 一散熱件，其具有一朝向該晶片之第一表面、一 對應於該第一表面之第二表面及一自該第一表面凸伸 出之連接部，其中，該連接部對應於該晶片部位之一 表面上設有多數凸部；該凸部用以與該晶片黏接而使 該散熱件黏接至該晶片上，以令該散熱件與該晶片間 隔開。 2. 如申請專利範圍第1項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該半導體封裝件復具有一封裝膠體，其用以包覆 該晶片及該散熱件並使該散熱件之第二表面外露出該 封裝膠體。 3. 如申請專利範圍第1項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該晶片承載件係一基板。 4. 如申請專利範圍第3項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該晶片係以銲線電性連接至該基板。 5. 如申請專利範圍第1項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該散熱片係藉由一導熱性膠黏劑與該晶片黏接。 6. 如申請專利範圍第1項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該晶片承載件係一導線架（Lead Frame)。 7.如申請專利範圍第6項之具散熱件之半導體封裝件，其 中，該晶片係以銲線電性連接至該導線架。 1 1 1 1 1 1 1 U 1 17130. ptd 第 14 頁