[發(fā)明專利]半導(dǎo)體封裝及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010265441.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102208374A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志榮;盧明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L21/50;H01L33/64
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 孟銳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種半導(dǎo)體封裝，且更明確地說(shuō)，涉及一種具有熱量擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的光電子半導(dǎo)體封裝。

背景技術(shù)

在典型的光電子組件或模塊中，關(guān)于熱擴(kuò)散的問(wèn)題顯著影響所述組件或模塊的效率和可靠性。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，所述組件或模塊的結(jié)構(gòu)中的高熱阻導(dǎo)致不良的熱性能。通常，關(guān)于高熱阻的問(wèn)題是由形成于所述組件或模塊的結(jié)構(gòu)中的材料或界面造成的。

圖1是說(shuō)明常規(guī)光電子半導(dǎo)體封裝100的結(jié)構(gòu)的側(cè)視橫截面圖，所述光電子半導(dǎo)體封裝100包含襯底110、光電子半導(dǎo)體芯片111、接合層112、結(jié)合金屬113和隔離層114。常規(guī)半導(dǎo)體封裝100通過(guò)如下工藝來(lái)制造：提供襯底110；將隔離層114沉積于所述襯底110的上表面上方；在隔離層114上形成結(jié)合金屬113；在結(jié)合金屬113上方形成接合層112；以及將光電子半導(dǎo)體芯片111定位于所述接合層112上，以便將光電子半導(dǎo)體芯片111安裝到襯底100上。Ag-環(huán)氧樹脂或焊料通常用作接合層112的材料，且當(dāng)焊料相關(guān)的材料用作接合材料時(shí)，Ag(銀)、Cu(銅)或Al(鋁)通常用作結(jié)合金屬113的材料。襯底110可為MCPCB(金屬核心PCB)襯底，其由Al或Cu制成?；蛘?，襯底110可由硅、陶瓷或聚合物制成。隔離層114由環(huán)氧樹脂或聚合物或二氧化硅制成以當(dāng)使用基于半導(dǎo)體的襯底(例如，硅襯底)或基于金屬的襯底(例如，Al或Cu襯底)時(shí)使金屬電路與襯底110隔離。半導(dǎo)體封裝100的結(jié)構(gòu)通過(guò)半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的常規(guī)沉積工藝來(lái)制造，因此此處出于簡(jiǎn)明起見(jiàn)而省略了詳細(xì)的制造工藝。

如圖1所示，可注意到，在光電子裝置的傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)中存在許多熱量擴(kuò)散屏障(接合層112、隔離層114和由硅、陶瓷或聚合物制成的襯底110)，使得熱量無(wú)法快速且有效率地?cái)U(kuò)散并耗散。因此，需要新的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)以便解決上述缺陷。

在標(biāo)題為“LED陣列的塑料封裝(Plastic?Packaging?of?LED?Arrays)”的已頒發(fā)專利US?6,730,533中，提供一種形成柔性電路模塊的方法。所述方法包含形成傳導(dǎo)互連圖案，其具有位于柔性模塊基底的第二側(cè)上方的第一部分以及朝向至少一個(gè)剛性載體延伸穿過(guò)柔性模塊基底的多個(gè)第二部分。然而，令人滿意的熱量擴(kuò)散性能無(wú)法僅僅通過(guò)此專利中所揭示的傳導(dǎo)互連圖案LED和柔性襯底來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在標(biāo)題為“LED功率封裝(LED?Power?Package)”的另一已頒發(fā)專利US?6,964,877中，提供一種用于將熱量從倒裝芯片式結(jié)合的LED裸片熱傳導(dǎo)到電絕緣的子安裝晶片的可焊接背側(cè)的熱傳導(dǎo)路徑。如此現(xiàn)有技術(shù)的圖9中所示，被視為熱量擴(kuò)散屏障的焊料相關(guān)的材料安置于所述熱傳導(dǎo)路徑中，因而仍需要改進(jìn)所述結(jié)構(gòu)中的熱傳導(dǎo)的性能。

標(biāo)題為“背光模塊及其熱量耗散結(jié)構(gòu)(Backlight?Module?and?Heat?dissipation?Structure?thereof)”的US?6,966,674也描述了一種用于背光模塊的熱量耗散結(jié)構(gòu)，其包含具有透孔的電路板，其中對(duì)應(yīng)于所述透孔的發(fā)光二極管(LED)安置于所述電路板的一側(cè)上。所述結(jié)構(gòu)包含熱傳導(dǎo)元件，其安置于熱量傳導(dǎo)部分與LED之間，所述熱傳導(dǎo)元件由對(duì)LED不具破壞性的軟材料制成。由于在LED與熱傳導(dǎo)元件之間仍存在熱量擴(kuò)散屏障(軟熱傳導(dǎo)墊或膏)，所以未實(shí)現(xiàn)令人滿意的熱量擴(kuò)散性能。

在標(biāo)題為“發(fā)光二極管封裝及其制造方法(Light?Emitting?Diode?Package?and?Fabrication?Method?thereof)”的另一已頒發(fā)專利US?7,262,440中，提議一種發(fā)光二極管封裝。所述封裝包含：下部金屬層；第一硅層；第一絕緣層；第二硅層；第二絕緣層和封裝電極圖案；間隔物；LED；以及光學(xué)元件。顯然，在LED與熱傳導(dǎo)元件之間堆疊了過(guò)多層，使得在所述結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了過(guò)多熱量屏障。

此外，標(biāo)題為“陣列型模塊化發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)和用于封裝所述結(jié)構(gòu)的方法(Array-type?Modularized?Light-emitting?Diode?Structure?and?a?Method?for?Packaging?the?Structure)”的US?7,329,942提供一種用于封裝陣列型模塊化發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的方法，其中上部襯底由材料制成為具有多個(gè)陣列式凹痕和穿過(guò)每一凹痕的底部的至少兩個(gè)透孔，將傳導(dǎo)材料植入于每一透孔中。然而，如附圖中所展示且說(shuō)明書中所說(shuō)明，熱元件僅僅接觸電極，使得用于擴(kuò)散或耗散熱量的接觸區(qū)域受到限制。因此，無(wú)法獲得所期望的熱量擴(kuò)散性能。