半导体散热片装置及使用该散热片的封装结构的制作方法

本发明有关一种半导体散热片装置及使用该散热片的封装结构，特别是指一种设置在一具有复数定位件的半导体基板上的散热片装置与封装结构。

背景技术：

随着半导体制程的持续进步，半导体芯片被广泛应用在笔记本电脑、平板计算机、数字相机，及智能型手机等电子产品上，近年来消费者对于效能的提升越来越严苛，导致电子组件所产生的发热量和相对热流量亦愈来愈高，另一方面，对于电子装置的外观也朝向轻、薄、短、小的设计趋势，如此极度压缩空间的设计方向，更显得该半导体的散热的重要性。

由于该半导体芯片在运算过程中所产生的高热会直接影响到该半导体芯片的指令周期，因此，业界通常以一散热片覆盖于该半导体芯片的顶面，并结合于电路板上固定，利用该散热片与该半导体芯片相接触，以将该半导体芯片运作时所产生的热源利用增加散热面积的方式传导出去，作为缓解该半导体芯片发热量过多的问题，一方面让该半导体芯片可在正常的工作温度下运算，另一方面，亦可降低高温对该半导体芯片所造成的损害。

另外，当电子产品的体积愈来愈小，所使用的半导体芯片与该金属制成的散热片的体积也需愈缩愈小，如此一来，不仅造成该半导体芯片与该散热片在封装作业的焊锡焊合，或嵌合作业上的困难度，该半导体芯片与该散热片间的间隙也愈来愈小，稍有不慎，就会使得金属制成的散热片与该半导体芯片产生不当接触而短路，或是外部静电干扰，导致该半导体芯片发生故障，而降低该半导体芯片的封装良率。

再者，由于一般散热片制程通常是经过连续冲压成型后，再裁切成一片片独立的散热片，而在裁切过程中，因金属材质制成的散热片具有延展性，所以在裁切过程中会产生毛边，且该毛边是顺应裁切的方向生成，若不修除毛边会使该散热片不符合出厂规范而导致退货，故必需再经过一道整型手续，以将每一散热片周缘的毛边修除，如此一来，将使加工流程更为繁杂，提高生产成本。

因此，如何在该散热片与该半导体芯片逐渐微小化的情形下，仍可提高该半导体散热片的出厂良率，并同时增加与半导体芯片结合的效果，以达到提高效能与降低生产成本的双重目标，对于分秒必争时间宝贵的半导体产业来说，是相当值得被期待的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一目的，是提供一种半导体散热片装置，适用于设置在一具有复数定位件的半导体基板上，并包含复数散热片，及一定位框架。

本发明的另一目的，是提供一种封装结构，该封装结构包含一半导体基板、一半导体芯片、一散热片，及一封装胶体。

为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体散热片装置，适用于设置在一具有复数个定位件的半导体基板上，并包含︰

复数个散热片，每一散热片概呈四边形并成数组排列，并包括一本体及一框围该本体周缘的切割道，该切割道上具有复数个第一贯穿孔，且各该第一贯穿孔是设置于所对应散热片的本体的四个边角上；及

一定位框架，将各该散热片与各该切割道框围于内，并包括复数个与该定位件对应的定位孔。

进一步地，其中，每一散热片更包括一上表面及一相反的下表面，该上表面具有一金属镀层，而该下表面具有一绝缘黏着层。

进一步地，其中，该上表面中心处形成有一凹陷部，该下表面对应该凹陷部形成有一凸出部。

进一步地，其中，该散热片更包括一环绕该本体周缘设置并往该上表面的方向突伸的突垣。

进一步地，其中，该金属镀层的材质是镍、铬或其组合，而该绝缘黏着层的材质是环氧树脂。

进一步地，其中，该第一贯穿孔的形状为十字型态样。

进一步地，其中，该定位框架更包括有复数个第二贯穿孔，且该第二贯穿孔亦与各该散热片连接并为T字型态样。

本发明还提供一种封装结构，使用于以上所述的半导体散热片，包含︰

一半导体基板；

一半导体芯片，设置于该半导体基板上；

一散热片，包括一上表面及一相反的下表面，该上表面具有一金属镀层，而该下表面具有一绝缘黏着层，该上表面中心处形成有一凹陷部，该下表面对应该凹陷部形成有一凸出部，而形成一中心凹陷周缘突起的态样，且该散热片与该半导体基板相配合界定出一封装空间；及

一封装胶体，充填于该封装空间中，用以黏着该半导体芯片、该半导体基板和该散热片的绝缘黏着层。

进一步地，其中，该封装结构更包含复数个连接该半导体基板与该半导体芯片的金属连接线。

进一步地，其中，该散热片更包括一环绕该本体周缘设置并往该上表面的方向突伸的突垣，而该半导体芯片是位于该封装空间中并位于该凸出部下方。

本发明的有益功效在于，该散热片通过该上表面形成一中心凹陷而周缘突起的态样，使得该散热片周缘的高度提高，进而达到避免该封装胶体溢出而掩盖该散热片表面，而该封装结构通过该散热片、该封装胶体，及该半导体基板三者形成一层状结构，可改善裁切时所产生的毛边现象，并可将多余毛边收纳于该封装胶体层中，以达到简化加工流程、降低生产成本的功效。

附图说明

图1是一侧视剖面示意图，说明本发明半导体散热片装置的第一较佳实施例；

图2是一上视示意图，说明该第一较佳实施例的另一视角态样；

图3是一侧视剖面示意图，说明本发明半导体散热片装置的封装结构受裁切时之上、下切割方向；

图4是一侧视剖面示意图，说明本发明半导体散热片装置的封装结构的较佳实施例；以及

图5是一侧视剖面示意图，说明本发明半导体散热片装置的第二较佳实施例。

图中，3 半导体基板

31 定位件

4 散热片

40 封装空间

41 本体

42 切割道

421 第一贯穿孔

43 上表面

431 金属镀层

432 凹陷部

44 下表面

441 绝缘黏着层

442 凸出部

45 突垣

5 定位框架

51 定位孔

52 第二贯穿孔

6 半导体芯片

7 封装胶体

8 金属连接线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在进行详细说明前，应注意的是，类似的组件是以相同的编号来作表示。

参阅图1、2，为本发明半导体散热片装置及使用该散热片的封装结构的第一较佳实施例，该半导体散热片适用于设置在一具有复数定位件31的半导体基板3上，并包含有复数散热片4，及一定位框架5。

该半导体基板3依据制程的差异，可为半导体封装组件基板、导线架，或是钉架，不应以此为限，由于此为相关技术领域中熟习相关技艺人士所周知，故于此不再针对该半导体基板3的形式与态样多加赘述。

每一散热片4概呈四边形并成数组排列，并包括一本体41及一框围该本体41周缘的切割道42，该切割道42上具有复数第一贯穿孔421，且该复数第一贯穿孔421是设置于所对应散热片4的本体41的四个边角上。

在本较佳实施例中，该复数散热片4呈一片状相互连接在一起，该复数切割道42是围绕该复数散热片4的本体41周缘设置，通过该复数切割道42的设置，作为以刀具进行裁切时的基线，提升裁切的便利性。

每一散热片4更包括一上表面43，及一相反的下表面44，该上表面43具有一金属镀层431，而该下表面44具有一绝缘黏着层441。其中，该上表面43中心处形成有一凹陷部432，该下表面44对应该凹陷部432形成有一凸出部442。

在该第一较佳实施例中，该复数散热片4的材质是选自于铜、铝、铁、不锈钢，或此等的组合，该金属镀层431的材质是选自于镍、铬或此等的组合，而该绝缘黏着层441的材质是环氧树脂(epoxy)，该环氧树脂是一种热固性塑料，同时具有胶粘剂，涂料等功能性。

值得一提的是，该复数第一贯穿孔421的形状为十字型态样，除了可以节省该散热片4的材料使用之外，并可通过该复数第一贯穿孔421的设置，以缩短裁切时的长度。众所皆知地，裁切长度愈长则应力影响愈大，本发明确实可缩短裁切长度，避免金属材质的散热片4受应力影响而变形。

该定位框架5用以将该复数散热片4与该复数切割道42框围于内，并包括复数与该半导体基板3的定位件31对应的定位孔51，以达到固定的目的，在该较佳实施例中，该复数定位孔51为圆形孔设计，实际实施时，该定位孔51的形状与数量可以有很多不同的变化，不应以该第一较佳实施例中所揭露为限。

另外，该定位框架5更包括有复数第二贯穿孔52，且该第二贯穿孔52亦与该复数散热片4连接并为T字型态样。在该第一较佳实施例中，该复数第二贯穿孔52是设置于位于该最外侧的散热片4的本体41旁，利用T字型态样的复数第二贯穿孔52可对应该复数切割道42的裁切方向，同样可以缩短裁切时的长度，避免金属材质的散热片4受应力影响而变形。

参阅图3、4，该第一较佳实施例另外提供一种使用上述半导体散热片4的封装结构，并以QFN（Quad Flat No-leadPackage，无引脚封装）封装结构为例，来作说明。该封装结构包含一半导体基板3、一散热片4、一半导体芯片6、一封装胶体7，及复数金属连接线8。

该散热片4与该半导体基板3相配合界定出一封装空间40，并包括该本体41、该切割道42、该上表面43，及该下表面44，其设计即如前述图1-2所示，于此便不再赘述各个部分的细部设计。

该半导体芯片6设置于该半导体基板3上，且该半导体芯片6是位于该封装空间40中并位于该凸出部442下方。而该复数金属连接线8用以连接该半导体基板3与该半导体芯片6。

该封装结构的组装流程如下所述︰首先，将该半导体芯片6与该半导体基板3连接。然后，再将该复数散热片4间隔定位于该半导体基板3的上方。接着，将该封装胶体7填充于该封装空间40中，以使该封装胶体7黏着该半导体芯片6、该半导体基板3，与该散热片4的绝缘黏着层441。最后，待该封装胶体7完全固着之后，以该复数切割道42为基准进行裁切，裁切时是由该散热片4的上表面43向下切一刀，再由该半导体基板3往该散热片4方向切一刀(如图3中的箭头所示方向)，进而得到复数封装结构。

特别说明的是，在裁切过程中，刀具裁切时，偶尔会使金属材质所制成的散热片4与该半导体基板3产生些许毛边，并顺应该裁切刀具的裁切方向成形，由于上、下方向各一刀，所以若有金属毛边产生时，亦会收纳于该封装胶体7中，不须额外进行整型与剔除毛边的手续，而使裁切作业更为顺利，提升产品良率，缩短整体制程时间。

参阅图5，为本发明半导体散热片装置及使用该散热片的封装结构的第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再赘述，不同之处在于，该散热片4更包括一环绕该本体41周缘设置并往该上表面43的方向突伸的突垣45。

在该第二较佳实施例中，通过该上表面43的凹陷部432，与该下表面44的凸出部442相对应，形成一中心凹陷而周缘隆起的态样，同时更具有一环绕该本体41周缘设置并往该上表面43的方向突伸的突垣45设计，可以确实避免该封装胶体7(图5中未示出)溢出至该散热片4的上表面43，进而达到防溢胶的功效。

经由上述说明可知，本发明的半导体散热片装置及使用该散热片4的封装结构确实具有下列功效增进之处：

一.避免该散热片4变形：通过该复数第一、二贯穿孔421、52的设置，除了节省该散热片4的材料使用之外，更可缩短该散热片4裁切时的长度，以避免金属材质的散热片4受应力影响而变形。

二.防止溢胶：该上表面43的凹陷部432，与该下表面44的凸出部442相对应，形成一中心凹陷而周缘隆起的态样，且该突垣45环绕该本体41周缘设置，所以确实可以达到避免该封装胶体7溢出而掩盖到该散热片4的上表面43的效果。

三.简化流程，缩短制程时间：一般散热片4在经过裁切的程序后，必需再经过一道整型手续，将每一散热片4的本体41周缘的毛边修除，以使其符合出厂规范，本发明的封装结构则通过该散热片4、该封装胶体7，及该半导体基板3三者形成一层状结构，利用来回往返的二次裁切的方式，将多余的些许毛边收纳于该封装胶体7层中，以改善裁切时所产生的毛边现象，并达到简化加工流程、降低生产成本的功效。

综上所述，本发明的散热片4通过该上表面43形成一中心凹陷而周缘突起的态样，且该突垣45环绕该本体41周缘设置，使得该散热片4周缘的高度提高，进而达到避免该封装胶体7溢出而掩盖该散热片4的上表面43，此外，通过该复数第一、二贯穿孔421、52的设置，可缩短该散热片4裁切时的长度，以避免金属材质的散热片4受应力影响而变形，整体而言，该封装结构通过该散热片4、该封装胶体7，及该半导体基板3三者形成一层状结构，可改善裁切时所产生的毛边现象，并可将多余毛边收纳于该封装胶体层中，以达到简化加工流程、降低生产成本的功效，故确实可以达到本发明的目的。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。