[發(fā)明專利]具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造及其組裝方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210327196.6
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102856273A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱盈達(dá);林光隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L21/48;H01L21/50
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造及其組裝方法，特別是涉及一種具有散熱凸塊的散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造及其組裝方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有高階半導(dǎo)體芯片(如邏輯運(yùn)算芯片)或堆棧式的半導(dǎo)體芯片在運(yùn)作時(shí)容易產(chǎn)生高溫，因此其表面需要另外接合一散熱片(heat?sink)以提高整體散熱效率。常見的固定散熱片于芯片的方法是使用導(dǎo)熱膠，然而其接合時(shí)導(dǎo)熱膠厚度均一性控制不易，及內(nèi)含的金屬導(dǎo)熱顆粒的導(dǎo)熱性也較純金屬材質(zhì)差。為符合高散熱需求的半導(dǎo)體封裝，近年來開始使用金屬導(dǎo)熱材料，例如銦(Indium)片，因?yàn)殂熅哂辛己玫臒嵛镄?Thermophysical?property)，以及絕佳的導(dǎo)熱性及延展性，可大幅提升導(dǎo)熱效果，因此在具有高階半導(dǎo)體芯片或堆棧式的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造上，已普遍開始使用銦作為熱接合材料。

銦片在使用上必須與具有鍍金層的介質(zhì)在經(jīng)過特定溫度使銦片表面熔融后，才能與鍍金層形成金屬鍵結(jié)，達(dá)到有效接合效果。然而，銦片在高溫接合過程中，會(huì)因熔融態(tài)而具有流動(dòng)性，而該銦片的流動(dòng)意味著其無法有效黏合于該散熱片，導(dǎo)熱效果將大幅降低。此外，四處流動(dòng)的銦片亦可能造成半導(dǎo)體封裝的內(nèi)部芯片電性短路。再者，銦片的材料成本較高。

故，有必要提供一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造及其組裝方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造，散熱片的接合表面上設(shè)有多個(gè)散熱凸塊。所述散熱凸塊可直接增加所述散熱片與焊接層接合的表面積，因此可使所述芯片與所述散熱片之間的熱傳導(dǎo)效率能提高，且成本相對(duì)于使用銦作為熱接合材料能更為降低。

為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造，包含：一基板、一芯片、一散熱片及一焊接層。所述基板具有一上表面；所述芯片設(shè)置于所述基板的上表面，所述芯片具有一有源表面及對(duì)應(yīng)側(cè)的一無源表面，所述無源表面上設(shè)有一背金屬層；所述散熱片具有一接合表面及一散熱表面，所述接合表面上設(shè)有多個(gè)散熱凸塊，所述散熱凸塊與所述芯片的無源表面上的背金屬層抵接，并且所述散熱片的散熱凸塊通過所述焊接層接合所述芯片的背金屬層，以及所述焊接層填補(bǔ)所述多個(gè)散熱凸塊之間的空隙。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造的組裝方法，芯片的背金屬層上預(yù)設(shè)一焊接層，倒置散熱片并使所述芯片上的焊接層抵貼于所述散熱片的多個(gè)散熱凸塊上后進(jìn)行一回流焊程序，可確保所述焊接層能填補(bǔ)至所述散熱片的多個(gè)散熱凸塊之間的空隙，使所述芯片與所述散熱片能穩(wěn)固的結(jié)合。

為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造的組裝方法，包含以下步驟：

(a)備有一基板及一芯片，所述芯片設(shè)置于所述基板的一上表面，所述芯片具有一有源表面及對(duì)應(yīng)側(cè)對(duì)應(yīng)側(cè)的一無源表面，所述無源表面上設(shè)有一背金屬層；以及備有一散熱片，所述散熱片具有一接合表面及一散熱表面，所述接合表面上設(shè)有多個(gè)散熱凸塊；

(b)在所述芯片的所述背金屬層上設(shè)置一焊接層；

(c)將所述散熱片的所述接合表面朝上，以及將所述芯片的所述背金屬層向下，并使所述焊接層抵貼于所述散熱片的多個(gè)散熱凸塊上；及

(d)進(jìn)行一回流焊程序，使所述散熱片的散熱凸塊與所述芯片的背金屬層抵接，并且所述焊接層填補(bǔ)于所述多個(gè)散熱凸塊間的空隙之內(nèi)，

以接合固定所述芯片與所述散熱片。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造的側(cè)視圖。

圖2A是本發(fā)明一實(shí)施例的具有散熱片的局部立體圖。

圖2B是本發(fā)明另一實(shí)施例的具有散熱片的局部立體圖。

圖3A至3D是本發(fā)明一實(shí)施例的具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造的組裝方法示意圖。

圖4A至4C是本發(fā)明一實(shí)施例的具有散熱片的制作方法示意圖。

圖5A至5D是本發(fā)明另一實(shí)施例的具有散熱片的制作方法示意圖。

圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例的具有散熱片的半導(dǎo)體組裝構(gòu)造的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下：