[发明专利]封装元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体封装元件。

背景技术

为了保护半导体制程后的晶圆上切割下来的晶片，已经提出有各种元件封装方法和结构。封装元件保护其中的半导体元件不受外界环境的粒子、湿气、电荷或其他非预期因素的影响，以提升半导体元件的稳定性和工作性能。

图1为一现有习知技术封装元件的截面图。此封装元件包含一基材100、一元件110(亦即一半导体晶粒或晶片)以及一保护作用的环氧树脂层130。元件110设置于基材100上，并利用金线120电性连接于基材100。环氧树脂层130覆盖元件110，并且将元件110工作中所产生的热量散发于其上的散热层(图未示)。

对流动于元件110的上表面的电流所产生的热量进行散热是必须的。如果不能有效移除热量，元件的上表面所聚积的热量会影响元件110的电子性能。以一需要消耗大约40瓦特功率的中央处理器(CPU)而言，如果不能有效的散热，工作中CPU所聚积起来大量热量，很可能会缩短元件110的寿命。随着封装半导体元件尺寸的缩小，散热效率变差。而且，虽然低介电常数的材料可以加强元件110的工作速度，但是由于它们的导热系数低，在元件110中使用低介电常数的材料会更加恶化元件整体的散热效率。

为解决上述的散热问题，采用一外部的散热层和/或一风扇来散发元件110所产生的热量。但是，由于这样的散热层或风扇不属于封装元件的结构的一部分，使得其散热的效率较低。

参考美国专利公开No.2004/0041279，其揭露了一种封装电子元件，利用一改进的粘接层将晶粒固定到基材上。

美国专利公开No.2005/0222300也揭露了一种用于封装的环氧树脂的成份。

由前述可知，可以有效散热的封装结构以及形成封装结构的方法，仍然是迫切所需的。

有鉴于上述现有的封装元件存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的封装元件，能够改进一般现有的封装元件，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的封装元件存在的缺陷，而提供一种新型的半导体封装元件，所要解决的技术问题是使其增加散热效率，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种封装元件，其特征在于包括：至少有一件元件，设置于一基材上；以及一材料层，封装该元件并且至少覆盖该基材的一部分，其中该材料层具有邻近于该元件的一第一部分和在该第一部分之上的一第二部分，该第二部分的导热系数高于该第一部分的导热系数。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的封装元件，其中所述的第一部分的材料不同于该第二部分的材料。

前述的封装元件，其中所述的第一部分包含一热固性聚合体，其玻璃态转化温度(Tg)高于200℃。

前述的封装元件，其中所述的第一部分的导热系数小于或等于0.3W/mK，而该第二部分的导热系数高于0.8W/mK。

前述的封装元件，其中所述的第二部分包含导热性填充物。

前述的封装元件，其中所述的导热性填充物包含金属粉末、陶瓷填充物和无机纳米复合材料中至少一种。

前述的封装元件，其中所述的第二部分包含一热固性聚合体，其玻璃态转化温度(Tg)高于200℃。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种封装元件，包括：至少有一件元件，设置于一基材上；一第一热固性聚合体层，封装该元件；以及至少一层第二热固性聚合体层，其形成于该第一热固性聚合体层上以封装该元件，其中该第一热固性聚合体层的导热系数小于该第二热固性聚合体层的导热系数。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的封装元件，其中所述的第一热固性聚合体层的导热系数小于或等于0.3W/mK，而该第二热固性聚合体层的导热系数高于该第一热固性聚合体层，且高于0.8W/mK。