[發明專利]具有翹曲控制結構的半導體器件封裝件

在審

• 申請號: 201410385252.0
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104779217A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 游明志;李福仁;林柏堯;劉國全
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/34
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及半導體，具體地，涉及具有翹曲控制結構的半導體器件封裝件。

背景技術

在半導體器件封裝件裝配中，可以將半導體管芯(也稱作集成電路(IC)芯片或“芯片”)直接接合至封裝襯底。這種管芯成形有附接至其I/O接合焊盤的焊料凸塊。在封裝期間，將管芯“倒裝”到其正面(例如，有源電路面)，使得焊料凸塊在管芯和封裝襯底上的導電金屬焊盤之間直接形成電連接和機械連接。通常在由焊料凸塊形成的間隙之間應用底部填充物，以進一步將管芯固定至封裝襯底。這種類型的半導體器件封裝通常稱為“倒裝芯片封裝”。

此外，還可以將散熱器附接在管芯和封裝襯底上方以增強倒裝芯片封裝的散熱能力。這種倒裝芯片封裝的問題是在封裝處理期間要經受不同的溫度。例如，不同溫度隨著從焊料接合溫度和底部填充物固化溫度的冷卻產生。因此，由于各種封裝件和管芯材料的不同的熱膨脹系數(CTE)，封裝件被高度加壓。所接合材料在加熱和冷卻期間經受的高應力可以導致這些材料彎曲或破裂并導致封裝件結構彎曲。

發明內容

根據本發明的一方面提供了一種具有散熱器蓋的半導體器件封裝件的翹曲控制結構，所述翹曲控制結構包括：多個翹曲控制粘接層，設置在模塑層的頂面和散熱器蓋的粘接面之間，以及設置在所述散熱器蓋的粘接面的多個拐角區域上，其中，所述模塑層的頂面和所述散熱器蓋的粘接面是基本平坦的。

在該翹曲控制結構中，散熱器粘接層設置在所述散熱器蓋的粘接面的中心區域上。

在該翹曲控制結構中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約30％至約80％。

在該翹曲控制結構中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約40％至約75％。

在該翹曲控制結構中，翹曲控制粘接層與所述散熱器粘接層分隔開的間隔至少為1mm。

在該翹曲控制結構中，翹曲控制粘接層的面積為約0.5mm²至約100mm²。

在該翹曲控制結構中，翹曲控制粘接層由焊料、樹脂或膠水制成。

在該翹曲控制結構中，翹曲控制粘接層的形狀為圓形、橢圓形、矩形、環形或不規則形狀。

根據本發明的另一方面提供了一種用于將散熱器蓋的粘接面附接至半導體器件封裝件的頂面的粘接層的翹曲控制圖案，其中，所述半導體器件封裝件的頂面和所述散熱器蓋的粘接面是基本平坦的，所述翹曲控制圖案包括：散熱器粘接層，設置在所述散熱器蓋的粘接面的中心區域上；以及多個翹曲控制粘接層，分別設置在所述散熱器蓋的粘接面的多個拐角區域上并設置為與所述散熱器粘接層分隔開。

在該翹曲控制圖案中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約30％至約80％。

在該翹曲控制圖案中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約40％至約75％。

在該翹曲控制圖案中，散熱器粘接層與所述翹曲控制粘接層相隔至少為1mm。

在該翹曲控制圖案中，翹曲控制粘接層的面積為約0.5mm²至約100mm²。

在該翹曲控制圖案中，翹曲控制粘接層由焊料、樹脂或膠水制成。

根據本發明的又一方面提供了一種具有散熱器蓋的半導體器件封裝件，包括：襯底，具有管芯面和板面；管芯，具有有源電路面和無源面，其中，所述管芯的所述有源電路面電連接和機械連接至所述襯底的所述管芯面；模塑層，設置為填充所述襯底的管芯面之上的空間，其中，所述模塑層或所述模塑層與所述無源面組成基本平坦的頂面；散熱器蓋，設置在所述模塑層之上，其中，所述散熱器蓋具有基本平坦的粘接面；散熱器粘接層，設置在所述基本上平坦的頂面和所述散熱器蓋的粘接面的中心區域之間；以及多個翹曲控制粘接層，設置在所述頂面和所述散熱器蓋的粘接面的多個拐角區域之間并位于所述多個掛角區域上，其中，所述翹曲控制粘接層與所述散熱器粘接層分隔開。

在該半導體器件封裝件中，翹曲控制粘接層與所述散熱器粘接層相隔至少為1mm。

在該半導體器件封裝件中，翹曲控制粘接層的面積均為約0.5mm²至約100mm²。

在該半導體器件封裝件中，翹曲控制粘接層由焊料、樹脂或膠水制成。

在該半導體器件封裝件中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約30％至約80％。

在該半導體器件封裝件中，散熱器粘接層覆蓋所述散熱器蓋的粘接面的約40％至約75％。

附圖說明