[发明专利]散热型封装结构及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体封装结构及其制法，尤其涉及一种得以供半导体芯片有效散热的散热型半导体封装结构及其制作方法。

背景技术

随着对电子产品轻薄短小化的要求，整合高密度电子元件及电子电路的半导体芯片的半导体封装件，已逐渐成为封装产品的主流。然而，由于该种半导体封装件于运作时所产生的热量较高，若不即时将半导体芯片的热量快速释除，积存的热量会严重影响半导体芯片的电性功能与产品稳定度。另一方面，为避免封装件内部电路受到外界水尘污染，半导体芯片表面必须外覆一封装胶体予以隔绝，但构成该封装胶体的封装树脂却是一热传导性甚差的材质，其热导系数仅0.8w/m-K，这样，半导体芯片铺设多数电路的主动面上产生的热量无法有效藉该封装胶体传递到大气外，而往往导致热积存现象产生，使芯片性能及使用寿命备受考验。因此，为提高半导体封装件的散热效率，遂有于封装件中增设散热件的构想应运而生。

但若散热件亦为封装胶体所完全包覆时，半导体芯片产生的热量的散热途径仍须通过封装胶体，散热效果的提升仍然有限，甚而无法符合散热的需求，因而，为有效逸散芯片热量，其一方式是使散热件充分显露出该封装胶体，相对另一方式是使半导体芯片的表面直接外露出封装胶体，以供半导体芯片产生的热量得由外露于大气中的表面直接逸散。

参阅图1A所示，美国专利第5,450,283号即揭示一种直接外露出半导体芯片表面的半导体封装件，该半导体封装件10是使半导体芯片11的顶面外露出用以包覆该半导体芯片11的封装胶体14。由于该半导体芯片11的顶面外露出封装胶体14而直接与大气接触，故该半导体芯片11产生的热量得直接逸散至大气中，其散热途径毋须通经封装胶体14，使该种半导体封装件10的散热效率佳。

配合参阅图1B，然而，该种半导体封装件10在制造上存在有若干的缺点。首先，该半导体芯片11黏接至基板12后，并置入封装模具的模穴15中以进行形成该封装胶体14的模压作业(Molding)时，须先将一胶片(Tape)13粘置于模穴15的顶壁上，以使封装模具合模后该半导体芯片11的顶面得透过该胶片13顶抵至模穴15的顶壁，以避免该半导体芯片11的顶面上形成有溢胶(Flash)；然而，若该半导体芯片11于基板12上的粘接高度控制不佳而导致该粘接有该半导体芯片11的基板12的整体高度过低，使该半导体芯片11的顶面未能透过该胶片13有效地顶抵至模穴15的顶壁，而于两者间形成有间隙时，用以形成该封装胶体14的封装化合物即会溢胶于该半导体芯片11的顶面上。一旦该半导体芯片11的顶面上形成有溢胶，除会影响该半导体芯片11的散热效率外，并会造成制成品的外观上的不良，故往往须予去胶(Deflash)之后处理；然而，该种去胶处理不但耗时，增加封装成本，且亦会导致制成品的受损。反之，若该粘接有该半导体芯片11的基板12的整体高度过高，导致该半导体芯片11透过该胶片13顶抵住模穴15的顶壁的力量过大，则往往会使质脆的该半导体芯片11因过度的压力而裂损(Crack)。

同时，封装模具的合模压力仍会经由该胶片13传递至该半导体芯片11，而造成该半导体芯片11的裂损，故令封装完成的制成品的良率无法有效提升，亦令其制造费用难以降低。

鉴于前述缺失，美国专利第6,750,082号则揭示另一种半导体封装件，该半导体封装件则是利用研磨方式以磨除覆盖于半导体芯片上的封装胶体，藉以外露出该半导体芯片表面。但此方法的研磨成本高，同时因半导体封装件于制造过程中难免受力不均而有翘曲(warpage)现象，因此于研磨时不易使半导体芯片表面有效外露，再者，于研磨时亦因研磨应力的作用，而仍会造成半导体芯片裂损问题。

鉴于前述现有技术的缺失，美国专利第6,458,626号(如图2A至2C)、第6,444,498号(如图3)以及第6,699,731号(如图4)案(专利权人均同于本申请案的申请人)揭露一种可将散热件直接粘置于半导体芯片上而不会产生压损芯片或溢胶问题，或可直接使半导体芯片表面外露的半导体封装件。