[發明專利]半導體封裝件及其制造方法

有效

• 申請號: 00132544.2
• 申請日: 2000-11-24
• 公開（公告）號: CN1355564A
• 公開（公告）日: 2002-06-26
• 發明（設計）人: 黃建屏
• 申請（專利權）人: 矽品精密工業股份有限公司
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/495;H01L21/50
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 李樹明

本發明涉及一種半導體封裝件，尤其是涉及一種加強散熱功能的半導體封裝件及其制造方法。

對半導體封裝技術而言，如何妥善地解決晶片散熱問題是一件非常重要的課題。不良散熱機構的封裝件不僅可能造成晶片的誤動作，降低產品的可靠度(reliability)，還可能增加許多制作成本。

圖1是習知的一內藏式置入型散熱片(Drop-in?Heat?Sink；DHS)的封裝件，揭示于美國專利號5,225,710的專利說明書中。該封裝件包含：一晶片(die)12，該晶片12以一晶片粘著劑(die?attachadhesive)15，例如銀膠(silver?paste)，固著于一晶片座(die?pad)14的第一面141；多數個導腳13以多數個打線(bonding?wire)17，例如金線，電氣連接至該晶片12的一主動面(active?surface)121上；該晶片座14和該多數個導腳13均為一導線架(laeadframe)的一部分；一散熱片(heatsind)16位于下模19的內部，其與該晶片座的第二面142接觸，且在該下模19的底面上設有多數個接觸點161及162；一封裝膠體(encapsulant)11，于上模18與下模19合模后被注入，以充填該封裝件的模穴。該習知技術的封裝件的技術特征是該晶片12所產生的熱量可經由該晶片座14，再經由貼合至該晶片座14的該散熱片16而散逸于大氣，

圖2是習知的一外露式置入型散熱片(Exposed?Drop-in?HeatSink；EDHS)的封裝件，揭示于美國專利號5,381,042的專利說明書中。和圖1的內藏式置入型散熱片封裝件不同的是該外露式置入型散熱片的封裝件是使用一底面平坦的散熱片21直接外露于該半導體封裝件的底面，取代前述的以多數個接觸點161及162接觸該半導體封裝件底面的散熱片16。該外露式置入型散熱片21，因熱量在散逸時的空氣接觸面積較該內藏式置入型散熱片16大，因此散熱效果也相對較佳。

但無論是內藏式置入型散熱片或外露式置入型散熱片的封裝件均有如下的缺點：

1.在制造過程中必須先將該散熱片置入下模19內后，再將該晶片座14對準(align)于該散熱片上，等于增加了一道制作的步驟，因此增加了整個生產過程的循環周期(cycle?time)，且降低了單位時間的生產量(throughput)。

2.該內藏式置入型散熱片16或該外露式置入型散熱片21被該封裝膠體11包覆，因兩者具有不同的材質，亦即具有不同的熱膨脹系數(Coefficient?Thermal?Expansion；CTE)。在熱脹冷縮后在兩者的接觸面會產生一熱應力(thermal?stress)效應，而導致該封裝膠體11與該散熱片16或21有脫層(delamination)的現象發生。且因該封裝膠體11，因上模18與下模19的膠量不相等，在冷卻后的收縮力量不同，因此導致整個封裝件有變形(warpage)的現象發生。外界的水氣將由該脫層或變形后的縫隙滲入，而影響該半導體封裝件在日后使用上的可靠度。

3.此外，在注入該封裝膠體11時，該散熱片21是由該導線架的四個位于對角線的支撐條(tie?bar)所固定(圖未示出)。該四個支撐條的夾持力未必足夠壓迫且固定該散熱片21，因此在完成注膠的過程后，在該封裝件的底面會殘留溢膠(falsh-over)，而需進行一清除溢膠(defalsh)的動作。因此需另增加一道制作的步驟，使制造成本增加。

4.上述兩種習知技術的散熱路徑均由該晶片12，經由該晶片座14，再經由該散熱片16或21，最后由大氣而散逸出去。由于散熱路徑有限，例如不能利用該多數個導腳的散熱路徑，因此影響了散熱的效率。

5.對于一些薄形產品，例如半導體封裝件的厚度P在1.0mm以下(即該封裝件的下模被限定于0.45mm)的消費性集成電路，因其厚度太小而無法置入該散熱片16或21于該封裝件的內部。

本發明的第一目的是提供一種加強散熱功能的、在注膠前不需置入一散熱片的半導體封裝件及其制造方法。

本發明的第二目的是提供一種不因該封裝膠體和該散熱片具有不同的熱膨脹系數而導致脫層現象的半導體封裝件及其制造方法。

本發明的第三目的是提供一種在制作上不需另進行一清除溢膠動作的半導體封裝件及其制造方法。

本發明的第四目的是提供一種可利用多數個導腳作為散熱路徑的半導體封裝件及其制造方法。

本發明的第五目的是提供一種可通用于薄型產品，例如TQFP或TSOP的半導體封裝件及其制造方法。