本發(fā)明有關(guān)一種封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種具散熱件的電子封裝件及其制法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子產(chǎn)品在功能及處理速度的需求的提升，作為電子產(chǎn)品的核心組件的半導(dǎo)體芯片需具有更高密度的電子元件(electronic?components)及電子電路(electroniccircuits)，故半導(dǎo)體芯片在運(yùn)作時(shí)將隨之產(chǎn)生更大量的熱能。再者，由于傳統(tǒng)包覆該半導(dǎo)體芯片的封裝膠體為一種導(dǎo)熱系數(shù)僅0.8(單位w.m-1.k-1)的不良傳熱材料(即熱量的逸散效率不佳)，因而若不能有效逸散半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的熱量，將會(huì)造成半導(dǎo)體芯片的損害與產(chǎn)品信賴性問題。

2、因此，為了迅速將熱能散逸至外部，業(yè)界通常在半導(dǎo)體封裝件中配置散熱片(heatsink或heat?spreader)，該散熱片通常通過散熱膠，如導(dǎo)熱介面材(thermal?interfacematerial，簡(jiǎn)稱tim)，結(jié)合至半導(dǎo)體芯片背面，且通常令散熱片的頂面外露出封裝膠體或直接外露于大氣中，以藉散熱膠與散熱片逸散出半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的熱量。

3、如圖1所示，現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝件1的制法先將一半導(dǎo)體芯片11以其作用面11a利用覆晶接合方式(即通過導(dǎo)電凸塊110與底膠111)設(shè)于一封裝基板10上，再將一散熱件13以其頂片130通過tim層12結(jié)合于該半導(dǎo)體芯片11的非作用面11b上，且該散熱件13的支撐腳131通過粘著層14架設(shè)于該封裝基板10上。接著，進(jìn)行封裝壓模作業(yè)，以供封裝膠體(圖略)包覆該半導(dǎo)體芯片11及散熱件13，并使該散熱件13的頂片130外露出封裝膠體。

4、于運(yùn)行時(shí)，該半導(dǎo)體芯片11所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該非作用面11b、tim層12而傳導(dǎo)至該散熱件13的頂片130以散熱至該半導(dǎo)體封裝件1的外部。

5、再者，現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝件1的制程中，通常將該粘著層14加熱上膠于該封裝基板10上后，就直接粘貼該散熱件13的支撐腳131，待該粘著層14冷卻后產(chǎn)生粘著力，使該封裝基板10及散熱件13相黏固。

6、但是，現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝件1中，該tim層12由高導(dǎo)熱系數(shù)散熱材(86w/mk)的液態(tài)金屬所構(gòu)成，因其常溫下為固體而于回焊(reflow)作業(yè)產(chǎn)生高溫熔融后具有流動(dòng)性，故該tim層12會(huì)迅速于該散熱件13的頂片130上擴(kuò)散，使該散熱件13與該半導(dǎo)體芯片11之間難以形成足夠厚度的共金結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致該tim層12的導(dǎo)熱效果不佳，造成該半導(dǎo)體芯片11的散熱效果不符預(yù)期。

7、再者，因該tim層12會(huì)迅速于該散熱件13的頂片130上擴(kuò)散，導(dǎo)致該tim層12無法接觸該半導(dǎo)體芯片11的非作用面11b的每一處，使該tim層12與該半導(dǎo)體芯片11的連結(jié)面積縮小，因而該共金結(jié)構(gòu)容易發(fā)生斷裂的問題，致使散熱效能及產(chǎn)品可靠度不佳，甚至該tim層12溢流至該封裝基板10或半導(dǎo)體芯片11的作用面11a上，造成電性短路的問題。

8、因此，如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)的種種問題，實(shí)已成為目前業(yè)界亟待克服的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的種種缺陷，本發(fā)明提供一種電子封裝件及其制法，可至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

2、本發(fā)明的電子封裝件，包括：承載結(jié)構(gòu)；電子元件，其設(shè)于該承載結(jié)構(gòu)上；導(dǎo)熱層，其設(shè)于該電子元件上；以及具有凹部的散熱件，其設(shè)于該導(dǎo)熱層上以遮蓋該電子元件，其中，該凹部的開口朝向該電子元件，該散熱件通過散熱層結(jié)合該導(dǎo)熱層，且該散熱層延伸至該凹部的壁面上。

3、本發(fā)明亦提供一種電子封裝件的制法，包括：將電子元件設(shè)于一承載結(jié)構(gòu)上；形成導(dǎo)熱層于該電子元件上；以及設(shè)置一具有凹部的散熱件于該導(dǎo)熱層上，以令該散熱件遮蓋該電子元件，其中，該凹部的開口朝向該電子元件，該散熱件通過散熱層結(jié)合該導(dǎo)熱層，且該散熱層延伸至該凹部的壁面上。

4、前述的電子封裝件及其制法中，該凹部為環(huán)狀，其圍繞該導(dǎo)熱層。例如，該凹部為連續(xù)環(huán)狀或非連續(xù)環(huán)狀。進(jìn)一步，該凹部包含矩形輪廓的溝槽、四條狀溝槽或兩相對(duì)配置的l形溝槽。

5、前述的電子封裝件及其制法中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積位于該凹部的環(huán)狀內(nèi)。

6、前述的電子封裝件及其制法中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積等于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

7、前述的電子封裝件及其制法中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積小于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

8、前述的電子封裝件及其制法中，該導(dǎo)熱層為液態(tài)金屬。

9、前述的電子封裝件及其制法中，該散熱層為金層。

10、由上可知，本發(fā)明的電子封裝件及其制法，主要通過該凹部的配置，以緩沖該導(dǎo)熱層的流動(dòng)，故相比于現(xiàn)有技術(shù)，于該導(dǎo)熱層的回焊(reflow)作業(yè)產(chǎn)生高溫熔融后具有流動(dòng)性時(shí)，該導(dǎo)熱層受限于該凹部而可緩慢于該散熱件上擴(kuò)散，以利于該散熱件與該電子元件之間形成足夠厚度的共金結(jié)構(gòu)，而有效提升該導(dǎo)熱層的導(dǎo)熱效果，使該電子元件的散熱效果符合預(yù)期。

11、再者，因該導(dǎo)熱層緩慢于該散熱件上擴(kuò)散，使該導(dǎo)熱層可接觸該電子元件的預(yù)期之處，以增加該導(dǎo)熱層與該電子元件的連結(jié)面積，因而該共金結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生斷裂的問題，致使該電子封裝件的散熱效能及產(chǎn)品可靠度得以提升，甚至可避免該導(dǎo)熱層溢流至該承載結(jié)構(gòu)或電子元件的其它處上所造成的電性短路的問題。

技術(shù)特征：

1.一種電子封裝件，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的電子封裝件，其中，該凹部為環(huán)狀，其圍繞該導(dǎo)熱層。

3.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該凹部為連續(xù)環(huán)狀。

4.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該凹部為非連續(xù)環(huán)狀。

5.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該凹部包含矩形輪廓的溝槽、四條狀溝槽或兩相對(duì)配置的l形溝槽。

6.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積位于該凹部的環(huán)狀內(nèi)。

7.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積等于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

8.如權(quán)利要求2所述的電子封裝件，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積小于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

9.如權(quán)利要求1所述的電子封裝件，其中，該導(dǎo)熱層為液態(tài)金屬。

10.如權(quán)利要求1所述的電子封裝件，其中，該散熱層為金層。

11.一種電子封裝件的制法，包括：

12.如權(quán)利要求11所述的電子封裝件的制法，其中，該凹部為環(huán)狀，其圍繞該導(dǎo)熱層。

13.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該凹部為連續(xù)環(huán)狀。

14.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該凹部為非連續(xù)環(huán)狀。

15.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該凹部包含矩形輪廓的溝槽、四條狀溝槽或兩相對(duì)配置的l形溝槽。

16.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積位于該凹部的環(huán)狀內(nèi)。

17.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積等于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

18.如權(quán)利要求12所述的電子封裝件的制法，其中，該電子元件相對(duì)該承載結(jié)構(gòu)的垂直投影面積小于該凹部于該散熱件上的布設(shè)輪廓的區(qū)域面積。

19.如權(quán)利要求11所述的電子封裝件的制法，其中，該導(dǎo)熱層為液態(tài)金屬。

20.如權(quán)利要求11所述的電子封裝件的制法，其中，該散熱層為金層。

技術(shù)總結(jié)
一種電子封裝件及其制法，主要于承載結(jié)構(gòu)上設(shè)置電子元件，且將導(dǎo)熱層設(shè)于該電子元件上，再將具有凹部的散熱件設(shè)于該導(dǎo)熱層上以遮蓋該電子元件，以通過該凹部的配置，緩沖該導(dǎo)熱層的流動(dòng)，而有利于該散熱件與該電子元件之間形成足夠厚度的共金結(jié)構(gòu)，使該電子元件的散熱效果符合預(yù)期。

技術(shù)研發(fā)人員：陳秋鈴,劉帥麟,蘇品境,符毅民,王隆源
受保護(hù)的技術(shù)使用者：矽品精密工業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19