[發明專利]具散熱結構的半導體封裝件

無效

• 申請號: 01116163.9
• 申請日: 2001-05-21
• 公開（公告）號: CN1387252A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: 何宗達;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: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/492;H01L23/34;H01L23/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

本發明是關于一種半導體封裝件，尤指一種具有內嵌式散熱件以提升散熱效率的覆晶型球柵陣列(Flip?Chip?Ball?Grid?Array，FCBGA)半導體封裝件。

球柵陣列(BGA)半導體封裝件(Ball?Grid?Array?SemiconductorPackage)具有較高數量的輸入/出連接端(I/O?Connection)得以因應高密度電子組件(Electronic?Components)及電子電路(ElectronicCircuits)的半導體芯片所須，以符合電子產品對于電性功能與處理速度的需求而成為今日封裝主流。然而，隨著半導體芯片上電子電路與電子組件布設密度日增，芯片運作時產生的熱量便愈多；如若不將半導體芯片產生的熱能有效逸散，將會影響半導體芯片的性能及使用壽命。另者，傳統上BGA半導體封裝件的高性能芯片為封裝膠體(Encapsulant)所包覆，惟構成該封裝膠體的封裝樹脂是一導熱系數僅約為0.8w/m°K的不良傳熱體，故使半導體芯片布設有電子電路及電子組件的作用表面(Active?Surface)難以有效散熱；如何有效排除半導體芯片產生的熱量遂成業界所須解決的一大課題。

美國專利第5,726,079號案即揭露一種覆晶型球柵陣列(FlipChip?Ball?Grid?Array，FCBGA)封裝結構(如第1圖所示)，其將一散熱件11安置于半導體芯片12上方，藉由外露于封裝件1的散熱件11表面將芯片12產生的熱量快速逸散到大氣中。然而該項技術的缺失在于散熱件11設置位置如果過高，將使模壓作業實施時合模壓力壓迫到該散熱件11，進而壓迫至散熱件11下方的芯片12致使芯片12受損；如若散熱件11設置位置過于靠近芯片12，則易使得散熱件11外露的上表面110于膠體封裝制程中產生溢膠而減損其散熱效益并且導致產品外觀不良。因此進行該項技術須要求極高的作業精密度方使得該散熱件11得正確地安置于預定高度，此舉將提升制程困難度較不符合成本效益。

另外，美國專利第5,977,626號案亦揭示一種具有特殊形式散熱件11的半導體封裝結構1。如第2圖所示，此種半導體封裝結構1包括一散熱件11黏接至一接設有半導體芯片12的基板14上；其中該散熱件11具有一平坦部111及用以將該平坦部111支撐于芯片上方的支撐部112，俾使該平坦部111與支撐部112形成一收納空間以供該芯片12及金線13置入，同時，該支撐部112形成有多數凸點113，使得該散熱件11得藉這些凸點113穩定接置于該基板14上。

是種封裝結構1雖可藉由特殊形狀的散熱件11設計提升芯片散熱效率，但該封裝體仍然具有前述專利(美國專利第5,726,079號)不易妥切安置散熱件11位置的問題。此外，制作該特殊形式的散熱件11時須使用沖壓制程(Stamping)俾以形成向下彎曲的支撐部112，除增加封裝成本以外，經沖壓后該散熱件11平坦部111的平面度(Planarity)往往受到影響而導致封裝樹脂溢膠于平坦部111的上表面110(即散熱件11的外露表面110)；尤其現今半導體封裝件力朝薄化趨勢開發，所用的散熱件11厚度常薄至0.2mm甚或更薄，散熱件11結構強度因薄化而降低將使該平坦部111的平面度更難維持，溢膠現象遂無法避免。

本發明的目的即在提供一種具內嵌式散熱結構的半導體封裝件，該散熱結構上設置有多數質軟金屬支撐塊藉以釋除均攤合模作業中模壓模具對于散熱件乃至于芯片產生的壓迫力，俾以避免半導體芯片受損并使散熱件得以精確定位而平穩貼置于芯片上方，除維持該散熱件的優良平面性(Planarity)以外，并得令使散熱結構的外露表面不致溢膠故而提升封裝件的整體散熱效率。

本發明的另一目的即在提供一種藉由調整基板上植接焊墊開口的尺寸以便控制該散熱結構與基板的間距，俾以降低封裝成本以及制程復雜性的具內嵌式散熱結構的半導體封裝件。

鑒于上揭及其它目的，本發明具內嵌式散熱結構的半導體封裝件包括：一基板，其具有一正面及一相對的背面，于該基板正面上分別接設一組焊接焊墊及一組植球焊墊，并在該基板背面布設多個導電焊墊；一半導體芯片，具有一鋪設有電子電路與電子組件的作用表面，其上植接有多數錫焊凸塊俾供該芯片與基板導電連接；一散熱結構，其藉一散熱件及多個質軟金屬支撐塊所構成者，其中該散熱件下表面開設有多數個定位部以供這些支撐塊黏設；多數焊球，植置于該些導電焊墊上俾供該芯片與外部裝置進行電性藕接；以及一用以包覆該半導體芯片、散熱結構及部分基板，并令使該散熱件上表面外露的封裝膠體。