半导体封装件及其制造方法与流程

本发明是有关于一种半导体封装件及其制造方法，且特别是有关于一种具有散热片的半导体封装件及其制造方法。

背景技术

受到提升工艺速度及尺寸缩小化的需求，半导体元件变得甚复杂。当工艺速度的提升及小尺寸的效益明显增加时，半导体元件的特性也出现问题。特别是指，较高的工作时脉(clockspeed)在信号电平(signallevel)之间导致更频繁的转态(transition)，因而半导体元件的工作负担加重，产生更多的热量，因而导致工作温度上升。

因此，如何驱散半导体元件产生的热量，成为本技术领域业界努力重点之一。

技术实现要素：

本发明是有关于一种半导体封装件及其制造方法，可驱散半导体封装件的热量。

根据本发明，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一芯片、一包覆材料及一散热片。基板具有一外侧面。芯片设于基板上。包覆材料包覆芯片且具有一上表面及一第一外侧面，包覆材料的第一外侧面相对基板的外侧面内缩。散热片设于包覆材料的上表面且具有一外侧面，散热片的外侧面相对包覆材料的第一外侧面内缩。

根据本发明，提出一种半导体封装件的制造方法。制造方包括以下步骤。设置一芯片于一基板上；并列设置一散热片对应于基板；形成一包覆材料于散热片及基板之间，其中包覆材料包覆该芯片且具有一上表面；形成一第一切割道依序经过散热片及包覆材料的一部分，其中散热片形成一外侧面，而包覆材料形成一第一外侧面；蚀刻散热片，使散热片的外侧面相对包覆材料的第一外侧面内缩；形成一第二切割道经过基板及包覆材料的其余部分，其中基板形成一外侧面，且包覆材料的第一外侧面相对基板的外侧面内缩。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的半导体封装件的剖视图。

图2a至2h绘示图1的半导体封装件的制造过程图。

主要元件符号说明：

100：半导体封装件

110：基板

110a：封装单元区

110b、141b：下表面

110s、140s：外侧面

110u、130u、141u：上表面

120：芯片

121：焊球

130：包覆材料

130s1：第一外侧面

130s2：第二外侧面

140：散热片

141：铜层

141s：第三外侧面

1411、1421：毛边

142：金属层

150：电性接点

p1：第一切割道

p2：第二切割道

t1：第一刀具

t2：第二刀具

w1、w2：宽度

具体实施方式

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的半导体封装件的剖视图。半导体封装件100包括基板110、芯片120、包覆材料130、散热片140及电性接点150。

芯片120是以其主动面朝下方位设于基板110上并透过至少一凸块121电性连接于基板110，此种电性连接芯片120与基板110的方式称为覆晶技术。另一例中，芯片120可以其主动面朝上方位设于基板110上并透过至少一焊线电性连接于基板110。

包覆材料130覆盖基板110的上表面110u且包覆芯片120。包覆材料130具有上表面130u及外侧面，其中外侧面包含第一外侧面130s1及第二外侧面130s2。由于第一外侧面130s1及第二外侧面130s2分别于二道不同切割工艺形成，因此第一外侧面130s1与第二外侧面130s2之间形成一横向段差。本例中，第一外侧面130s1相对第二外侧面130s2内缩。此外，由于第二外侧面130s2与基板110的外侧面110s于同一道切割工艺形成，因此第二外侧面130s2与基板110的外侧面110s实质上对齐，如齐平。

包覆材料130可包括酚醛基树脂(novolac-basedresin)、环氧基树脂(epoxy-basedresin)、硅基树脂(silicone-basedresin)或其他适当的包覆剂。包覆材料130亦可包括适当的填充剂，例如是粉状的二氧化硅。可利用数种封装技术形成包覆材料，例如是压缩成型(compressionmolding)、液态封装(liquidencapsulation)、注射成型(injectionmolding)或转注成型(transfermolding)。

散热片140设于包覆材料130的上表面130u且具有外侧面140s。透过蚀刻移除散热片140的侧面材料，可使散热片140的蚀刻后的外侧面140s相对包覆材料130的第一外侧面130s1内缩。此外，透过蚀刻也可减少因为切割散热片140所导致的毛边量，最小可获得3英丝(mil)以下的毛边量。当毛边量控制在3英丝以下时，用手几乎感觉不到毛边。

散热片140包含铜层141及金属层142，其中金属层142形成于铜层141的上表面141u。在蚀刻散热片140工艺中，蚀刻液会移除铜层141的材料，使铜层141形成一第三外侧面141s，第三外侧面141s是内凹曲面；由于蚀刻液对金属层142不会产生作用或仅产生微小作用，因此于蚀刻后，金属层142几乎完整地覆盖铜层141的上表面141u，以保护铜层141。金属层142可以是单层或多层结构。以多层结构来说，金属层142可包含镍层及铬层，其中镍层形成于铜层141与铬层之间，作为铬层电镀于铜层上的介质，其中铬层为高硬度材料，具有耐磨及防刮特性。另一实施例中，金属层142的材料不限于镍及铬。另一例中，铜层141的上表面141u及下表面141b可分别形成有金属层142。

电性接点150例如是焊球、接垫、导电柱或凸块，本例是以焊球为例说明。电性接点150形成于基板110的下表面110b。芯片120可透过基板110及电性接点150电性连接一外部电路元件，如电路板、芯片或半导体封装件。

请参照图2a至2h，其绘示图1的半导体封装件的制造过程图。

如图2a所示，提供基板110，其中基板110例如是长条基板，具有上表面110u，且定义多个封装单元区110a在上表面110u上。

如图2b所示，以例如是覆晶技术，设置至少一芯片120于基板110的上表面110u上，其中芯片120位于对应的封装单元区110a上。

如图2c所示，并列设置基板110与散热片140于下模具10的模穴10a内，其中基板110与散热片140是相对。模穴10a包括第一子模穴10a1及第二子模穴10a2，第一子模穴10a1的宽度大于第二子模穴10a2，使第一子模穴10a1形成一承载面10u。基板110设于承载面10u上，而散热片140设于第二子模穴10a2的底面10b上。

下模具10具有数个吸气道11，其连通一真空源，可吸住散热片140，避免散热片140轻易位移。下模具10具有至少一第一定位件12，例如是定位销，而基板110具有至少一第二定位件111，例如是定位孔。基板110透过第二定位件111与第一定位件12的结合而定位于下模具10上。

本例中，散热片140是多层结构，其包括铜层141及金属层142，金属层142形成于铜层141的上表面141u上。另一例中，散热片140包括铜层141及二金属层142，其中二金属层142分别形成于铜层141的上表面141u与下表面141b；或者，散热片140的所有外表面都可形成有金属层142。

如图2c所示，合模一上模具20与下模具10，以将基板110抵压于上模具20与下模具10之间。上模具20抵压在基板110上，可避免基板110脱离下模具10。此外，上模具20具有数个吸气道21，其连通一真空源，可吸住基板110，避免基板110轻易位移。

如图2d所示，形成包覆材料130于基板110与散热片140之间的空间，其中包覆材料130包覆芯片120。

然后，分离上模具20与下模具10，以露出散热片140及基板110，以利后续的切割步骤。

如图2e所示，形成至少一第一切割道p1依序经过散热片140及包覆材料130的部分厚度(即不切断包覆材料130)，其中散热片140及包覆材料130分别形成外侧面140s及第一外侧面130s1。本例中，第一切割道p1是以由刀具t1切割形成为例说明。由于刀具切割的因素，散热片140的铜层141及金属层142分别产生毛边1411及1421，此时的毛边量很大(大于20英丝)，用手可明显感觉出毛边。刀具t1例如是圆巨(saw)，其以旋转方式进行切割。此外，切割前，可先转置基板110，使散热片140朝上，以利刀具的进刀。

如图2f所示，蚀刻散热片140。由于蚀刻液会侵蚀散热片140的铜层141，使铜层141的外侧面相对包覆材料130的第一外侧面130s1内缩，而形成第三外侧面141s，连带地也移除掉铜层141的毛边1411。本例中，铜层141的第三外侧面141s被蚀刻成内凹曲面。由于铜层141的毛边1411被移除，使金属层142的毛边1421失去支撑基础而悬空，因此在外力稍微作用下很容易脱离散热片140。

如图2g所示，形成至少一电性接点150于基板110的下表面110b。此外，形成电性接点150前，可先转置基板110，使基板110朝上，进而使电性接点150容易形成。

如图2h所示，可采用刀具或激光，形成至少一第二切割道p2经过整个基板110及包覆材料130的其余厚度，以切断基板110及包覆材料130，而形成至少一如图1所示的半导体封装件100。本实施例是以第二刀具t2完成切割。由于上述转置步骤，使第二刀具t2可依序经过基板110及包覆材料130而形成半导体封装件100。

在形成第二切割道p2过程中，毛边1421可能因为刀具的切割力作用而脱离散热片140。当毛边1421脱离散热片140后，散热片140的毛边量可降至3英丝以下，用手几乎感觉不到毛边

一实施例中，在形成第二切割道p2时可以液体(例如是水或冷却液)清洗，除了可以冷却切割所增加的温度外，亦可让毛边1421脱离散热片140。进一步地说，由于金属层142的毛边1421悬空而薄弱，故在液体冲洗下便脱离散热片140，藉以降低散热片140的毛边量，使散热片140的毛边量可降至3英丝以下，用手几乎感觉不到毛边。

本发明实施例的毛边的脱落方式不限于切割及/或清洗。由于金属层142的毛边1421因悬空而薄弱，因此只要稍加施以外力，毛边1421即可脱离散热片140。此处的外力可产生自切割、液体作用、气体作用(如喷气)、磨削(如砂纸、挫刀或其它合适的磨削工具)、加热、振动与压力中一者或其组合。

第二切割道p2形成后，基板110与包覆材料130分别形成外侧面110s及第二外侧面130s2，其中外侧面110s与第二外侧面130s2大致上对齐，如齐平。由于第二刀具t2的宽度w2小于第一刀具t1的宽度w1(图2e)，使第二切割道p2形成后，包覆材料130的第一外侧面130s1相对第二外侧面130s2是内缩。一例中，第二刀具t2的宽度w2约0.25毫米，而第一刀具t1的宽度w1(图2e)约0.5毫米。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。