專利名稱：散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù)，更詳言之，涉及一種散熱單元 及具該散熱單元的半導(dǎo)體封裝件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體芯片于運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱，因此現(xiàn)今于半導(dǎo)體封裝件的制 作過程中，均會(huì)于半導(dǎo)體芯片上接置一散熱片或散熱結(jié)構(gòu)以提升散熱 效率。美國(guó)第6,444,498號(hào)專利揭示一種半導(dǎo)體封裝件的制法，主要是 先提供承載有多個(gè)陣列狀排列芯片的基板，并以一大面積的散熱片接 置于各芯片的上表面，之后則進(jìn)行封裝模壓化、切單、以及移除散熱 片上表面以上的封裝膠體的作業(yè)。但是上述的制法于切單過程中必然 會(huì)切割到散熱片，且必須清除殘留于散熱片上的封裝膠體，而使得所 需的制造過程技術(shù)復(fù)雜，并增加制造成本。美國(guó)第6， 236， 568號(hào)專利揭示一種用于半導(dǎo)體封裝件的散熱技術(shù)， 該半導(dǎo)體封裝件的芯片是以打線方式電性連接于基板而用以逸散芯片 運(yùn)行時(shí)熱能的散熱片則外露于封裝膠體且相對(duì)放置于芯片的上方空 間。而為了有效傳遞熱能至位于芯片上方的散熱片，于芯片及散熱片 間連接有一傳熱件，該傳熱件底面接置于該芯片的中央?yún)^(qū)域而避開打 線區(qū)，頂面則接置于該散熱片，由此可使芯片的熱能迅速傳導(dǎo)至散熱 片而逸散于外界。然而，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)于模壓過程中，壓力集中于芯片的 中央?yún)^(qū)域而使得芯片損毀(damage )。美國(guó)第6，541，310、 6，933，175號(hào)專利的散熱片是略除了 6，236，568中的傳熱件，而令散熱片與芯片間充填有封裝膠體，以避免 于模壓過程中造成前述壓力集中于芯片中央?yún)^(qū)域而造成芯片損毀的缺 點(diǎn)；然而卻也同時(shí)造成散熱片與芯片間因存在有封裝膠體而熱阻過大， 即便散熱片的上表面外露于封裝膠體，卻難以實(shí)時(shí)逸散熱能而造成芯片散熱效率不佳。
請(qǐng)參閱圖1A，美國(guó)第5， 616， 957號(hào)專利揭示一種半導(dǎo)體封裝件1， 其包括芯片座(die pad) 10、導(dǎo)線架ll、植設(shè)于該芯片座10上且以 打線至該導(dǎo)線架11的芯片12、黏附于該芯片12的中央?yún)^(qū)域的散熱單 元13、以及封裝前述元件的封裝膠體14，其中，該散熱單元13包括 了供黏附于該芯片12的中央?yún)^(qū)域的平坦部130、由該平坦部的各邊延 伸的延伸部131、以及由該延伸部131向外水平延伸的散熱部132。該 散熱單元13是整體內(nèi)嵌于該封裝膠體14內(nèi)，雖然未如前述6， 541， 310、 6,933,175、 6,236,568、以及6， 444， 498具有外露于封裝膠體的部份， 然而卻可通過延伸范圍甚廣的散熱部132增加散熱面積而彌補(bǔ)散熱效 率不足的疑慮。
相比于6， 541， 310、 6， 933， 175的散熱片與芯片間隔有熱阻甚大的 封裝膠體進(jìn)而致使芯片散熱困難，5， 616， 957中的散熱單元是直接接置 于芯片上，可直接逸散芯片運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱能。
請(qǐng)參閱圖1B及圖1C，該散熱單元是以沖壓的方式制成，而沖壓制 品的角端處因材料間的擠壓且在應(yīng)力無法釋放之下易發(fā)生凸出變形的 狀況，而此凸出變形發(fā)生于該平坦部130與相鄰延伸部131的陵線角 端時(shí)，會(huì)造成平坦部的不平整，當(dāng)散熱單元13貼附結(jié)合于芯片12上 時(shí)凸出的角端會(huì)與芯片12產(chǎn)生接觸點(diǎn)，而進(jìn)行模壓制程時(shí)，壓力將集 中于接觸點(diǎn)上進(jìn)而壓傷芯片12上的電路。
因此，如何改善以上種種缺點(diǎn)，為當(dāng)今亟待思考的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的一目的是提供一種制造 過程簡(jiǎn)便以可節(jié)省成本的散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體封裝件。
本發(fā)明的又一 目的是提供一種散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體 封裝件，以避免半導(dǎo)體封裝件的芯片損毀。
本發(fā)明的另一目的是提供一種散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體 封裝件，以避免半導(dǎo)體封裝件的芯片上的電路被散熱單元因應(yīng)力集中 而凸出的角端壓傷。
本發(fā)明的另一目的是提供一種散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體封裝件，從而使芯片的熱能得以快速被逸散。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種散熱單元，用以逸散半導(dǎo)體封 裝件的電子元件的熱能，包括平坦部，貼附結(jié)合于該電子元件的頂 部；延伸部，連接于該平坦部的側(cè)邊并向遠(yuǎn)離該電子元件方向延伸， 且該延伸部及該平坦部交界的陵線角端設(shè)有應(yīng)力釋放孔；散熱部，連 接于該延伸部而以遠(yuǎn)離該電子元件中心的方向向外延伸；以及應(yīng)力釋 放部，至少設(shè)于該延伸部及該平坦部交界的陵線角端。
本發(fā)明復(fù)提供一種具有前述散熱單元的半導(dǎo)體封裝件，包括承 載件；電子元件，接置并電性連接至該承載件；散熱單元，包括貼附 結(jié)合于該電子元件頂部的平坦部、連接于該平坦部的側(cè)邊并向遠(yuǎn)離該 電子元件方向延伸的延伸部、以及由連接于該延伸部而以遠(yuǎn)離該電子 元件中心的方向向外延伸的散熱部，其中，至少于該延伸部及該平坦 部交界的陵線角端設(shè)有應(yīng)力釋放部；以及封裝膠體，形成于該承載件 上，用以包覆該電子元件及該散熱單元。
該散熱單元多為沖制而成，而該應(yīng)力釋放部可為設(shè)于該角端的開 孔；或設(shè)于任兩延伸部交界的陵線且延伸至該陵線角端的條狀槽孔， 由此消除該散熱單元于沖制過程中發(fā)生于陵線角端的突出變形而保持 該平坦部的平整。
現(xiàn)有技術(shù)的散熱單元由于所具的平坦部于角端具有于沖制過程中 所產(chǎn)生的突出變形，因此于半導(dǎo)體封裝的模壓制程會(huì)與芯片間產(chǎn)生接 觸點(diǎn)而壓傷芯片上的電路，本發(fā)明的散熱單元的平坦部可通過設(shè)有該 應(yīng)力釋放部保持平整，于模壓過程中即不會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中于接觸點(diǎn)上 而壓傷電子元件上電路的現(xiàn)象。
該半導(dǎo)體封裝件的承載件可為基板或?qū)Ь€架，而該電子元件可為 運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱的芯片，而該芯片可以打線方式或覆晶方式電性連 接于該承載件。
相比于現(xiàn)有技術(shù)中以打線方式電性連接至基板的芯片必須以一傳 熱件連接外露于封裝膠體的散熱片所造成制造過程成本的增加、及可 能于模壓過程中壓傷芯片的風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件的散熱單元 是直接貼附結(jié)合于該電子元件，因此無需負(fù)擔(dān)現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置傳熱件 的成本。再者，相比于現(xiàn)有技術(shù)中散熱片與芯片間隔有封裝膠體而導(dǎo)致傳 熱效率不佳的缺點(diǎn)，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件的散熱單元是直接貼附于 該電子元件上，而可充分逸散該電子元件運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱能。


圖1A是顯示現(xiàn)有技術(shù)的一半導(dǎo)體封裝件的剖面示意圖1B是顯示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝件具有凸出角端的散熱單元；
圖1C是顯示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝件接置有具凸出角端的散熱單
元的一局部示意圖2A至圖2D是顯示本發(fā)明的散熱單元及半導(dǎo)體封裝件第一實(shí)施 例的示意圖；以及
圖3A及圖3B是顯示本發(fā)明的散熱單元第二實(shí)施例的立體示意圖。
元件符號(hào)說明1半導(dǎo)體封裝件
10基板
11導(dǎo)線架
12心片
13散熱單元
130平坦部
131延伸部
132散熱部
14封裝膠體
2半導(dǎo)體封裝件
20承載件
21電子元件
22散熱單元
220平坦部
221延伸部
222散熱部
223應(yīng)力釋放部
23封裝膠體
具體實(shí)施例方式
以下通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，所屬技術(shù)領(lǐng) 域中具有通常知識(shí)者可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的 其它優(yōu)點(diǎn)與功效。
第一實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖2A至圖2D，是顯示本發(fā)明的散熱單元及半導(dǎo)體封裝件第 一實(shí)施例的示意圖。
請(qǐng)參閱圖2A，承載件20上接置并電性連接有一電子元件21以形 成一封裝件半成品，其中，該承載件20可為基板或?qū)Ь€架，而該電子 元件21為運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱的芯片，并以焊線電性連接于該承載件 20。
請(qǐng)參閱圖2B，該電子元件21的中央?yún)^(qū)域可接置一散熱單元22， 該散熱單元22包括貼附結(jié)合于該電子元件21頂部的平坦部220、連接 于該平坦部220的側(cè)邊并向遠(yuǎn)離該電子元件21方向延伸的延伸部221、 以及連接于該延伸部221并向遠(yuǎn)離該電子元件21中心的方向外延伸的 散熱部222，其中，該延伸部221與該平坦部220交界的陵線角端設(shè)有 應(yīng)力釋放部223。
該應(yīng)力釋放部223為開孔，可為圓孔、方形孔或其它形狀的開孔， 以釋放當(dāng)該散熱單元22于沖壓制程中累積于材料中的擠壓應(yīng)力。
該延伸部221可垂直連接或斜角連接于該平坦部220， 一般而言， 為了具有較大的散熱面積以及導(dǎo)熱路徑，該延伸部221較佳地是斜角 連接于該平坦部220。
該散熱部222平行于該承載件20延伸，以節(jié)省后續(xù)制成的半導(dǎo)體 封裝件的厚度，并可由此具有較長(zhǎng)的延伸長(zhǎng)度從而具有較佳的散熱效 果。
該應(yīng)力釋放部223可去除該散熱單元22于沖制過程中凸出的角 端，而保持該平坦部220的平整性，以使該平坦部220平貼于該電子 元件21上，以充分逸散該電子元件21運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱能。
請(qǐng)參閱圖2C，其為前述散熱單元22貼附結(jié)合于該電子元件21上 的上視圖，圖2D則為沿著剖面線2D—2D'切割的剖面圖，此時(shí)將結(jié)合 有散熱單元22、電子元件21及承載件20的結(jié)構(gòu)體置入封裝模具的模腔(未圖示)中，以進(jìn)行封裝作業(yè)，使一封裝膠體23覆蓋該承載件20 上的電子元件21、及設(shè)于該電子元件21上的散熱單元22，以形成一 半導(dǎo)體封裝件2。
現(xiàn)有技術(shù)的散熱單元由于沖制后具有凸出的角端，因此會(huì)與芯片 間產(chǎn)生接觸點(diǎn)，當(dāng)進(jìn)行上述模壓制程時(shí)應(yīng)力會(huì)集中于接觸點(diǎn)上進(jìn)而壓 傷芯片上的電路，而本發(fā)明的散熱單元22由于設(shè)有為開孔的應(yīng)力釋放 部223，因此無凸出的角端而具有平整的平坦部220，于模壓制程中平 坦部220與電子元件21間無凸出的接觸點(diǎn)，因此壓力可平均地分散而 不致壓傷電子元件21上的電路。
應(yīng)注意的是，本實(shí)施例中的電子元件21雖然是以打焊線方式電性 連接于該承載件20的芯片，然而該芯片亦可以覆晶方式電性連接于該 承載件20。
第二實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖3A及圖3B，是顯示本發(fā)明的散熱單元第二實(shí)施例的立體 示意圖，本實(shí)施例與前述實(shí)施例大致相同，而不同之處在于本實(shí)施例 的應(yīng)力釋放部223為設(shè)于任兩延伸部221交界的陵線且延伸至該陵線 角端的條狀槽孔，以防止應(yīng)力集中于陵在線而使得陵線變形，以更確 保該散熱單元22的平坦部220保持平整。
相比于現(xiàn)有技術(shù)中以打線方式電性連接至基板的芯片必須以一傳 熱件連接外露于封裝膠體的散熱片所造成制造過程成本的增加、及可 能于模壓過程中壓傷芯片的風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件2的散熱單 元22直接貼附結(jié)合于該電子元件21，而可有效降低制造過程成本及避 免于模壓過程中壓傷芯片。
再者，相比于現(xiàn)有技術(shù)中散熱片與芯片間隔有封裝膠體而導(dǎo)致傳 熱效率不佳的缺點(diǎn)，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝件2的散熱單元22直接貼附 于該電子元件21上，更可充分逸散該電子元件21運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱 能。
但是以上所述的具體實(shí)施例，僅用以例釋本發(fā)明的特點(diǎn)及功效， 而非用以限定本發(fā)明的可實(shí)施范疇，在未脫離本發(fā)明上述的精神與技 術(shù)范疇下，任何運(yùn)用本發(fā)明所揭示內(nèi)容而完成的等效改變及修飾，均 仍應(yīng)包含于本申請(qǐng)權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體封裝件，包括承載件；電子元件，接置并電性連接于該承載件；散熱單元，包括貼附結(jié)合于該電子元件頂部的平坦部、連接于該平坦部的側(cè)邊并向遠(yuǎn)離該電子元件方向延伸的延伸部、以及連接于該延伸部并向遠(yuǎn)離該電子元件中心的方向朝外延伸的散熱部，其中，至少該延伸部及該平坦部交界陵線的角端設(shè)有應(yīng)力釋放部；以及封裝膠體，形成于該承載件上，用以包覆該電子元件及該散熱單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該應(yīng)力釋放部為 設(shè)于該延伸部及該平坦部交界陵線的角端的開孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該開孔為選自圓 孔及其它形狀的開孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該應(yīng)力釋放部為 設(shè)于任兩延伸部交界的陵線且延伸至該陵線的角端的條狀槽孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該延伸部垂直連 接于該平坦部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該延伸部斜角連 接于該平坦部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該承載件為選自 基板及導(dǎo)線架的其中一者，而該電子元件為芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該芯片是以打焊 線及覆晶的其中 一者的方式電性連接于該承載件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，該散熱單元的散 熱部平行于該承載件延伸。
10. —種散熱單元，用以逸散半導(dǎo)體封裝件的電子元件的工作熱 能，包括平坦部，貼附結(jié)合于該電子元件的頂部；延伸部，連接于該平坦部的側(cè)邊并向遠(yuǎn)離該電子元件方向延伸；散熱部，連接于該延伸部而以遠(yuǎn)離該電子元件中心的方向向外延伸；以及應(yīng)力釋放部，至少設(shè)于該延伸部及該平坦部交界的陵線角端。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的散熱單元，其中，該應(yīng)力釋放部為設(shè) 于該延伸部及該平坦部交界陵線的角端的開孔。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的散熱單元，其中，該開孔為選自圓孔 及其它形狀的開孔。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱單元，其中，該應(yīng)力釋放部為設(shè) 于任兩相鄰延伸部交界的陵線且延伸至該陵線角端的條狀槽孔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱單元，其中，該延伸部垂直連接 于該平坦部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的散熱單元，其中，該延伸部斜角連接 于該平坦部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散熱單元及具該散熱單元的半導(dǎo)體封裝件，其中該半導(dǎo)體封裝件包括承載件、接置并電性連接于該承載件的電子元件、具有貼附結(jié)合于該電子元件的平坦部、連接于該平坦部的延伸部、及連接于該延伸部的散熱部的散熱單元、以及用以包覆該電子元件及該散熱單元的封裝膠體，其中，至少該延伸部及該平坦部交界棱線的角端設(shè)有應(yīng)力釋放部，以去除該散熱單元于沖制過程中因應(yīng)力集中而凸出的角端而保持該平坦部的平整，進(jìn)而避免于模壓制程中該平坦部及該電子元件間產(chǎn)生有接觸點(diǎn)而壓傷該電子元件上的電路。
文檔編號(hào)H01L23/28GK101286486SQ20071009635
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者王愉博, 蕭承旭, 賴正淵, 黃建屏, 黃致明 申請(qǐng)人:矽品精密工業(yè)股份有限公司