专利名称：具有散热结构的半导体封装件的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种具有散热结构的半导体封装件，特别是关于一种可降低成本与封装件高度的具有散热结构的半导体封装件。
背景技术：
倒装芯片球栅阵列(Flip-Chip Ball Grid Array，FCBGA)半导体封装件是一种同时具有倒装芯片与球栅阵列的封装结构，图17就是现有具有散热片的倒装芯片封装件剖视图，如图所示，该封装件是使至少一芯片的作用表面(Active Surface)可通过多个焊点(Solder Bumps)电性连接至基板(Substrate)的一表面上，并在该基板的另一表面上植设多个作为输入/输出(I/O)端的焊球(Solder Ball)；这种封装结构可使体积大幅缩减，同时也减去现有焊线(Wire)的设计，可降低阻抗、提升电性品质，避免信号在传输过程中的衰减，因此已成为芯片与电子组件的主流封装技术。
由于该倒装芯片球栅阵列封装的优越特性，使其多用于高集成度(Integration)的多芯片封装件中，以满足这种电子组件的体积与运算需求，但是这类电子组件由于其高频率运算特性，使其在运行过程产生的热量高于一般的封装件，因此，其散热效果的好坏就成为影响这类封装件品质的关键；对现有的倒装芯片球栅阵列封装件而言，它是直接将散热片(Heat Sink)粘覆在芯片的非作用表面(Non-active Surface)上，不需通过导热性较差的封装胶体(Encapsulant)传递热量，从而形成芯片-胶粘剂-散热片-外界的直接散热路径，与其它散热方式相比，它具有较好的散热功效。
对于这类封装结构的散热片，现有技术如图18所示，直接用粘胶材料61将散热片60的支撑部60b粘接在基板62上，并将散热片60的平坦部60a用导热胶63粘接在芯片64的非作用表面64a上，通过外露的平坦部60a散逸芯片64的热量，例如美国专利第5,311,402号、第5,909,474号、第5,909,057号或第5,637,920号专利等现有技术，都揭示了这种近似结构，并根据其定位需求而逐渐发展出其它定位散热片的方式，例如以螺栓或其它定位件将散热片的支撑部锁固在基板上，从而强化散热片的附着力等。
然而，不论相关技术如何发展，也不论其如何改变散热片的定位方式或如何提升其散热效率，该散热片的平坦部与其周围支撑部的结构设计却始终未改变，这是由于在该倒装芯片封装件中，散热片是以罩盖形式覆盖在基板上，并通过散热片的平坦部与其周围支撑部围置出的容设空间将芯片包覆其中，因此，在这种结构限制下，该散热片的剖面形状必须设计成如图18所示的凹陷形状，并随着芯片数量与集成度的提高，适度增加容设空间的体积与封装件的高度。
因此，该凹陷的容设空间设计已逐渐成为这类封装件改良上的限制，并成为现今封装件向高散热、低成本与小体积化方向发展的一大阻碍，也是此类技术在未来发展上有难以跨越的障碍；其原因是这种散热片都是以锻造(Forging)的方式制成，此锻压出的散热片上的容设空间而形成支撑部，例如图18A、图18B所示的方形散热片60，先将一板状铜或铝材料置入高温模具内，在其锻造温度范围内施加冲击力或加压，进而锻压出该方形凹陷区域65，并可在接置到基板62时将芯片64包覆在该凹陷区域65内，此制法受限于锻造机与锻锤(ForgingHammer)的操作与设备成本，形成产量上的一大负荷，也使制造成本随着散热片尺寸的变化而提高。
除此之外，由于锻锤的成形精度有限，使散热片的厚度比例(AspectRatio，t/T)，如图18A、图18B所示具有一定的上限，无法使散热片60的总厚度T降低到接近容设空间65的高度t，目前的锻造制法仅能使厚度比例t/T最大约为0.5左右，也就是该散热片60的总厚度T将受要开设的容设空间65的高度t影响，若容设空间65所需的高度t提高至1mm，则制成散热片60的板状材料至少也需有2mm厚，才可进行锻造法的加工；因此，当由于基板62上接置的芯片64厚度或其堆栈的数量增加，使散热片60的容设空间65的高度t增加时，该散热片60的厚度T显然也需等倍放大，使整体的封装件尺寸难以缩小，不符合轻薄短小的发展趋势，且随着芯片64的高度增加而逐渐增厚的散热片60更不利于芯片64散热，严重影响封装件的散热效能。
如图19所示的封装件剖视图，当该封装件采用双芯片的堆栈结构时，与单芯片的封装件比较，该封装件的整体厚度除了增加增设的芯片66的厚度外，散热片60也因板材受限于锻造法而同时增加厚度，导致封装件的整体厚度大幅上升，既增加散热片的成本，也使散热效率下降，同时，也难符合电子工业的小尺寸发展趋势。
再有，以锻造法制造散热片，也受限于锻锤的种类与尺寸，使散热片的尺寸与形状变化缺乏弹性，难以根据需要改变其造型和提高散热面积，如图20所示的封装件剖视图，是在散热片的平坦部60a上增设鳍片67(Fin)，以提升散热片60与外界的接触面积，此设计即是因散热片60的设计限制，使鳍片67仅能形成在平坦部60a的正上方，而无法有其它方位的设计，进而也导致整体封装件厚度的大幅增加；另外，该封装件也可能如图21所示，在基板62上增设一被动组件68(Passive Component)以提高该封装件的电性效能，此时，该散热片60上开设的容设空间65体积需略为加大以容设被动组件68，然而，由于受锻造法的锻锤尺寸的限制，该散热片60将无法根据基板62上的布局变化而任意改变其尺寸与形状，可能使其增加不必要的区域，并需重新进行新尺寸的批量制造，形成线路布局与设计上的牵制。
同时，这种现有制法是在高温下利用锻锤的瞬间冲压力而锻压出散热片的容设空间，因此，当制程完成后，该散热片的容设空间边缘会因应力集中而有残留应力(Residual Stress)的产生，使该铜或铝材料的晶格组成产生破坏，所以，当接置有该散热片的封装件在后续可靠度测试或长期使用后，将可能如图22所示，在该散热片的平坦部60a与支撑部60b的交界处出现残留应力导致的裂缝69，进而发生裂缝延伸而破坏该散热片的结构。
此外，现有散热片设计与其制法的缺点还不仅是这些，当散热片接置在基板上时，是通过环绕在该平坦部周围的支撑部而粘着在该基板上，而平坦部与支撑部又是一体成型的材料，因此，当封装件进行后续高温制程时，由于散热片与芯片的热膨胀系数(Coefficient ofThermal Expansion，CTE)相距很大，散热片的平坦部的热变形量将略大于芯片，此时由于平坦部的周围受到支撑部的束缚，将使其热应变难以释放而造成如图23所示的变形，使平坦部60a与芯片64或导热胶63间产生分层70而降低散热效能，甚至导致散热片60的支撑部60b与基板62间的分层(图未标)，使散热片60在受震时脱落。
由此可知，对倒装芯片封装件的最初散热需求而言，该散热片设计确实为一合适的解决方向，然而，随着电子工业逐步朝向高集成度、高散热、低成本与小体积等趋势发展，这种散热片因其结构与制法的限制，已成为进一步发展的主要障碍，同时，限于现有锻造技术的瓶颈，若只针对这种散热片进行结构改良，也难以完全克服现有问题，这就形成了产业升级上的困境。
综上所述，如何开发出一种具有散热结构的半导体封装件，使新式散热结构无须以锻造方式制造，同时也不具有厚度比例的限制，同时还可提高散热效率、增加尺寸变化的弹性，且不会在成型过程中产生应力集中，是相关研发领域需迫切面对的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的一目的在于提供一种无须用锻造方法制造的散热片、且可降低成本的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的还一目的在于提供一种可降低封装件高度的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的另一目的在于提供一种不具有厚度比例限制的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的再一目的在于提供一种可增大散热面积以提高散热效率的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的又一目的在于提供一种可避免散热片应力集中的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的且另一目的在于提供一种可避免封装件变形或分层的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的且再一目的在于提供一种可提升散热片附着力的具有散热结构的半导体封装件。
本发明的且又一目的在于提供一种可增加散热片尺寸形状的变化弹性的具有散热结构的半导体封装件。
为达上述及其它目的，本发明提供的具有散热结构的半导体封装件包括具有第一表面及与其相对的第二表面的基板；至少一接置在基板的第一表面上且电性连接至基板的芯片；一散热结构，包括具有第一定位部的第一散热片与具有至少一第二定位部及至少一镂空部的第二散热片；其中，第二散热片接置在基板的第一表面上，第一散热片通过第一定位部接置在第二散热片的第二定位部上，并将芯片包覆在该第一散热片、第二散热片的镂空部与基板围置成的空间中；以及多个植接在基板的第二表面上的焊球。
上述的第一散热片与第二散热片均是平板状散热片，且第一散热片为一顶层散热片，第二散热片则包括一底层散热片与至少一夹层散热片，通过形成于表面上的定位部而相互堆栈定位在基板上；其中，散热片及定位部以低成本的冲压方法冲制(Stamp)而成，分别形成在每一散热片的周缘位置，第一定位部与第二定位部分别为可相互嵌合定位的凸缘与凹孔的组合。
此外，本发明的散热结构可根据封装件的需求而有各种实施方式，例如，该第一散热片与第二散热片的内缘或外缘可在堆栈后相互对齐，也可在堆栈后令其内缘或外缘相互错位排列，同时，若第二散热片有多个，则每一个第二散热片的内缘或外缘也可用相互对齐或相互错位的排列方式堆栈在基板上。
再有，第一散热片的面积可视需要加大，以提高封装件的散热效能，而第一散热片上可增设一散热风扇，或堆栈至少一增层散热片，并令该增层散热片上对应芯片的位置形成至少一镂空部，以加速芯片散热。
第二散热片与基板接触的表面上也可用冲压制法开设多个开槽，供敷设在基板上的粘胶材料填充，提升第二散热片的附着力，该开槽的内壁表面可设计成阶梯表面或倾斜表面，以增加粘胶材料与开槽的粘着面积，避免散热片受震后脱落。
综上所述，由于本发明的散热结构中的各散热片都是堆栈而成，且均为平板状设计，所以其内部并无残留应力的集中；同时，由于该堆栈式散热片的每一散热片均具有极小的厚度，且也可视需要改变堆栈层数，所以该散热结构不受厚度比例(Aspect Ratio)上的限制，还可大幅降低现有封装件的高度。因此，通过本发明的散热结构，可舍弃现有的散热片与其锻造制法，充分解决现有散热片的容设空间与锻造制法上的发展限制，还满足了封装技术对高集成度、高散热、低成本与小体积化等的需求。
图1是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例1剖视图；图2A至图2C是本发明的实施例1的顶层散热片、夹层散热片与底层散热片示意图；图3A至图3C是本发明的实施例1的第一定位部、第二定位部与第三定位部的成型制法示意图；图4是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例2剖视图；图5是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例3剖视图；图6是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例4剖视图；图7是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例5剖视图；图8A及图8B是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例6剖视图；图9是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例7剖视图；图10是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例8剖视图；图11A是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例9剖视图；图11B是图11A所示的夹层散热片的示意图；图12A是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例9剖视图；图12B是图12A所示夹层散热片的示意图；图13是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例10剖视图；图14A及图14B是本发明的具有散热结构的半导体封装件的实施例11剖视图；图15是具有本发明另一散热片定位部的实施例的封装件剖视图；图16A至图16C是本发明另一散热片定位部的形成位置示意图；图17是现有具有散热片的倒装芯片封装件剖视图；图18A是图18所示的方形散热片示意图；图18B是图18A所示方形散热片剖视图；图19是现有具有双芯片堆栈结构的倒装芯片封装件剖视图；图20是现有具有散热鳍片的倒装芯片封装件剖视图；图21是现有接置有被动组件的倒装芯片封装件剖视图；图22是现有倒装芯片封装件的散热片出现裂缝的示意图；以及图23是现有倒装芯片封装件的散热片发生分层的示意图。
具体实施例方式
实施例1图1是本发明的具有散热结构的半导体封装件的较佳实施例剖视图，它是倒装芯片球栅阵列封装件(FCBGA)，包括作为芯片承载件(ChipCarrier)的基板10，通过凸块11(Bump)电性连接至基板10且接置在基板10的第一表面10a上的芯片12，填充在凸块11周围的底部填料(Under fill)绝缘材料13，接置在基板10的第一表面10a上的底层散热片20，多个堆栈在底层散热片20上的夹层散热片25，堆栈在最顶层的夹层散热片25上的顶层散热片30，以及植接在基板10的第二表面10b且与多个凸块11电性连接的多个焊球14；其中，底层散热片20是利用敷设在基板第一表面10a上的粘胶材料16粘接在基板10上，而顶层散热片30则通过导热胶15与芯片12的非作用表面12a粘接，以散逸芯片12的热量，同时，多个夹层散热片25与底层散热片20，如图1所示，分别具有第一镂空部26与第二镂空部21，借其堆栈关系在基板10上定义出一空间，并将芯片12包覆在由顶层散热片30、第一镂空部26、第二镂空部21与基板10围置的容设空间中。
顶层散热片30、夹层散热片25与底层散热片20分别如图2A、图2B、图2C所示为平板型散热片，选用镀有镍的铜或铝材料，以发挥其良好的导热效能，同时，该材料的热膨胀系数也与常用的基板材料(例如环氧树脂、聚亚酰胺、BT树脂或FR4树脂等)相近，所以也使底层散热片20与基板10间因温度变化而产生翘曲或分层的可能性降至最低；此外，每一散热片的厚度均在10密尔(mil)以下，以发挥本发明薄型化与高设计弹性的功效，夹层散热片25的堆栈数量则根据芯片12的厚度或配置层数而定，使顶层散热片30可平整地粘置在芯片12的非作用表面12a上。
由图2B、图2C可知，该夹层散热片25与底层散热片20的中央分别开设有一第一镂空部26与一第二镂空部21，第一、第二镂空部26、21的形状为方形，以便其相互堆栈后每一镂空部的边缘可相互对齐，而在基板10上围置出一个方形空间，将芯片12包覆在该空间内，同时，如图2B所示，该夹层散热片25有两种设计尺寸，当其相互堆栈时将此大小两种尺寸的夹置片相互间隔堆栈，以令其外缘在堆栈后呈错位排列而两两互不对齐，并如图1的剖视图一般，增加封装件周围各侧的散热面积。
此外，顶层散热片30、夹层散热片25与底层散热片20的四个角缘分别有第一定位部32、第二定位部27与第三定位部22，其中，该第一定位部32是一凸缘，而第二定位部27则包括相互对应的一凹孔与一凸缘，第三定位部22为一孔洞，且上述各凸缘、凹孔与孔洞的位置与尺寸相互对应，当各散热片堆栈时相互嵌合定位并粘着各散热片；因此，如图1的剖视图所示，该夹层散热片25即是利用第二定位部27的凸缘嵌合在底层散热片20的第三定位部22的孔洞中，而每一夹层散热片25也分别利用第二定位部27的凸缘与凹孔的相互嵌合关系来堆栈定位，最后，再通过顶层散热片30的第一定位部32的凸缘，嵌合在最顶层夹层散热片25的第二定位部27的凹孔中，即完成本发明的散热片的堆栈定位。
图3A、图3B、图3C分别显示第一定位部32、第二定位部27与第三定位部22的成形方法，它是利用低成本的冲压(Stamp)制法，以预定尺寸的冲压头(Punch)冲制出所需的定位部，如图3C所示，通过水平冲压头40在平板状底层散热片20上冲压出贯穿散热片20的孔洞22a，孔洞22a的尺寸大小根据冲压头40的尺寸而定，通过贯穿散热片20的孔洞22a，也可令敷设在底层散热片20与基板10间的粘胶材料16受压而填入第三定位部22的孔洞22a中，从而强化底层散热片20的粘着性；同时，图3B是以水平冲压头40冲压夹层散热片25的上表面25a，使其上表面25a形成未贯穿散热片25的凹孔27a，受冲压的材料则受压挤而形成散热片下表面25b的凸缘27b，此时，凸缘27b的位置将对应凹孔27a的位置，其尺寸恰可嵌合在底层散热片20的孔洞22a中；另外，图3A则与图3B相同，借一水平冲压头40冲压顶层散热片30的上表面30a，也同样可在该顶层散热片30上形成一组相对应的凸缘32b与凹孔32a，并借凸缘32b嵌合在最顶层夹层散热片25的凹孔27a上；需注意的是，由于该顶层散热片30、夹层散热片25与底层散热片20需相互堆栈以定位在基板10上，故第一定位部32、第二定位部27与第三定位部22的冲制位置需一定的精度，以便堆栈与嵌合，使夹层散热片25与底层散热片20的第一镂空部26与第二镂空部21内缘能确实对齐而将芯片12包覆其中。
通过上述的堆栈式散热片设计与其冲压制法，即可避免形成一体成型的现有散热片的凹陷容设空间，也无须采用锻造制法，可直接通过低成本的冲压制法，轻易制得具有高设计弹性的散热结构；同时，由于该堆栈式散热片的每一散热片20、25、30均具有极小的厚度，且也可视需要改变堆栈层数(改变夹层散热片25的配置数目即可)，故该散热结构并不具有厚度比例(Aspect Ratio)上的限制，可如图1所示，令其整体散热结构的高度T接近芯片容设空间的厚度t，仅略高出一个顶层散热片30的厚度，大幅降低现有封装件的高度，可达到封装件的薄型化需求；此外，也可根据基板10上的芯片布局而任意改变各散热片的尺寸或面积，以发挥其高设计弹性的功效，或适度提高该封装件的散热效能；再者，本发明的散热结构中的各散热片20、25、30由于都是堆栈而成，且均为平板状设计而没有其它加工，所以其内部并无残留应力的集中，且在接置后也没有受束缚而无法自由变形的区域，故无论是经历后续高温制程或各种可靠性测试，都不会因环境温度变化而变形或分层，充分解决了现有技术上的所有缺点。
实施例2本发明的散热片配置除上述实施例1外，也有其它可达到同等功效的设计，例如图4所示的本发明实施例2剖视图，与实施例1相同，设计具有大小两种尺寸的夹层散热片25，但是上述实施例1的多个夹层散热片25的第一镂空部26内缘相互对齐，令散热片外缘呈错位排列，增加封装件两侧的散热面积，本实施例的设计是使多个夹层散热片25的外缘25c相互对齐，令夹层散热片25的内缘25d(即第一镂空部26的边缘)相互错位排列，且本实施例中每一夹层散热片25的内缘25d虽呈错位排列，但其各内缘25d间仍可围置成包覆芯片12的容设空间，且其内缘25d也不会接触芯片12的两个侧表面。
实施例3本发明的实施例3即是结合上述实施例1与实施例2，如图5的剖视图所示，为各层散热片的内、外缘25d、25c均呈错位排列的半导体封装件，这种设计由于具有更大的散热面积与更多的散热路径，所以也具有更佳的散热效率。
实施例4本发明实施例4是将上述各层散热片如图6所示的剖视图排列，令每一顶层散热片30、夹层散热片25与底层散热片20都具有相同的尺寸，并使其在堆栈后的内、外缘25d、25c完全切齐，而成为一周缘平整的半导体封装件，同样也可发挥本发明的功效。
实施例5图7所示是本发明的实施例5剖视图，其增加顶层散热片30的尺寸，使其面积远大于底层、夹层散热片20、25的面积，以加大散热表面，并通过导热胶15的传热而提高芯片12的散热效能，这种顶层散热片30的尺寸或形状并无设计上的限制，足以充分满足散热上的最大需求，不像现有技术那样，受限于制程而无法改变散热片表面的面积，也不需增设不利于薄性化封装趋势的现有散热鳍片，充分发挥本发明的高设计弹性功效。
实施例6本发明堆栈的散热片种类除上述的底层、夹层、顶层散热片20、25、30外，也可在顶层散热片30上额外堆栈多个增层散热片45，以进一步提高散热效能。实施例6如图8A所示，该增层散热片45为不具有镂空部的板状散热片，且其也以错位的方式排列，以增加散热面积；此外，多个增层散热片45也可如图8B的剖视图所示，分别在其中央开设一镂空部46，以使顶层散热片30上对应导热胶15(芯片12)的中央位置30c，露出增层散热片45的镂空部46外，以加速芯片12散热的速度。
实施例7当本发明的散热结构用于具有堆栈芯片的封装件时，其效果更优于现有技术。如图9所示的本发明实施例7的剖视图，其是具有双层堆栈芯片的封装件，此时由于该堆栈式散热结构没有厚度比例的限制，所以顶层散热片30的厚度不会因芯片堆栈数目增加而加厚，同时，夹层散热片25也可配合堆栈芯片的尺寸而改变其镂空部26的设计，如图所示改变容设空间的形状，从而缩短最顶层芯片120的热量传递路径。
实施例8此外，当基板上除芯片外另增设其它被动组件时，也可利用本发明的散热结构的设计弹性，达到最低的材料成本与最佳的散热功效。
图10所示是本发明实施例8，其改变夹层散热片25的镂空部26的尺寸，使散热结构的侧边面积不会因被动组件17而增加过多，同时也可充分缩短被动组件17的散热路径，充分解决现有散热片的问题。
实施例9对于具有多芯片(Multi-Chip)设计的封装件，也可利用本发明的散热结构设计，令多个芯片都容设在镂空部围置成的容设空间中，例如图11A所示的本发明实施例9，即是通过图11B所示的夹层散热片25，利用其大面积的镂空部26设计包覆该两个芯片12，但是该镂空部26的设计并非仅限于一个，也可如图12A、图12B，分别在每一夹层散热片25与底层散热片20上开设两个镂空部26a、26b，以分别容设基板10上的两个芯片12，增加芯片12热量的传递路径选择，达到进一步提高散热速度的功效。
实施例10另外，本发明也可如图13所示的实施例10设计，延长底层散热片20、夹层散热片25与顶层散热片30的侧边长度，并在顶层散热片30的延长区域30d上增设一强迫式(Forced)散热风扇50，借该风扇50抽排芯片12产生的热量，并可利用多层夹层散热片25形成的多重路径加速散热。
实施例11本发明的散热结构不是用现有的锻造法制造，所以除上述各功效外，也可在底层散热片上开设其它定位机构，以解决现有散热片受震动后容易脱落的问题，实施例11就是在底层散热片20与基板10接触的表面上，利用冲压头冲制出一开槽51，使基板第一表面上10a的粘胶材料16受压而填入开槽51中，开槽51可如图14A的剖视图所示，形成阶梯状的内壁表面51a，以增加粘胶材料16与底层散热片20的粘着面积，提高散热片20的附着力，该开槽51也可如图14B的剖视图，形成锥状的倾斜内壁表面51b，也同样具有强化散热片20粘着的功效。
上述各实施例均是通过各层平板状散热片的设计，利用其定位部相互堆栈，达到不同封装件的功效要求，但是相互堆栈的定位部仅以实施例1的说明为例，并非本发明的唯一实施方式，如图15所示的半导体封装件剖视图(以实施例1的结构为例)，其定位部的冲压方向即与上述各实施例相反，但是同样可用于本发明的各实施例中，其中，形成于顶层散热片30角缘的第一定位部52为一孔洞52a，形成于夹层散热片25的第二定位部47包括相互对应的一凸缘47a与一凹孔47b，形成于底层散热片20的第三定位部42则为一凸缘42a，以便相互对应，可在各散热片堆栈时进行嵌合定位；除了这一定位部的等效实施例外，其它无须使用锻造制法而形成于散热片上的各式定位机构也都适用于本发明的散热结构中。
此外，上述各实施例的定位部均形成于各散热片的角缘位置，这种位置设计除配合底层散热片20与夹层散热片25的镂空部26、21设计外，也可使散热片的定位力更为均匀稳固，但是该位置也非本发明的唯一设计，如图16A、图16B、图16C所示形成于各散热片20、25、30边缘上的定位部22、27、32，也可发挥近似的定位功效，同样可用于本发明中。
综上所述，本发明的具有散热结构的半导体封装件，确提供了一种新式散热结构，无须用锻造法制造，可降低成本，且也不受厚度比例的限制，充分符合封装技术的薄型化要求；同时，该散热结构也可根据需要改变散热片形状或增大其散热面积，还可避免变形与分层，并充分兼顾其粘着稳固性，已完全克服上述现有的所有技术瓶颈。
权利要求
1.一种具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件包括基板，具有一个第一表面及一个相对的第二表面；至少一芯片，接置在基板的第一表面上且与基板电性连接；散热结构，包括具有至少一个第一定位部的第一散热片和具有至少一第二定位部及至少一镂空部的第二散热片，其中，第二散热片接置在基板的第一表面上，第一散热片借第一定位部接置在第二散热片的第二定位部上，并将该芯片包覆在该第一散热片、第二散热片的镂空部与基板围置成的空间中；以及多个焊球，接置在基板的第二表面上。
2.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一散热片与第二散热片为平板状散热片。
3.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一定位部为一凸缘，而第二定位部包括一凹孔与一凸缘。
4.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一定位部为一凹孔，而第二定位件包括一凸缘与一凹孔。
5.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一定位部与第二定位部分别用冲压头冲制而成。
6.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一定位部与第二定位部分别形成于第一散热片与第二散热片的周缘位置。
7.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一散热片与第二散热片的边缘相互对齐。
8.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一散热片与第二散热片的边缘以错位方式排列。
9.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，当具有多个第二散热片时，它是以边缘相互对齐的方式堆栈在基板上。
10.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，当具有多个第二散热片时，它是以相互错位的方式堆栈在基板上。
11.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一散热片的面积大于第二散热片的面积。
12.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第一散热片未与第二散热片接触的表面上，还堆栈有至少一增层散热片。
13.如权利要求12所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该增层散热片上对应该芯片的位置具有至少一镂空部。
14.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该散热结构还包括一接置在第一散热片表面上的散热风扇。
15.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该第二散热片与基板接触的表面上具有多个开槽。
16.如权利要求15所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该开槽的内壁表面是一阶梯表面。
17.如权利要求15所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该开槽的内壁表面是一倾斜表面。
18.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该芯片是通过导电凸块与基板的第一表面电性连接。
19.如权利要求18所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括填充在该导电凸块周围的绝缘材料。
20.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括粘接第一散热片与芯片的导热胶。
21.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括填充在第二散热片与基板的第一表面间的粘胶材料。
22.如权利要求1所述的具有散热结构的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件为倒装芯片球栅阵列半导体封装件。
全文摘要
本发明的具有散热结构的半导体封装件包括一基板，具有一个第一表面及一个相对的第二表面；至少一芯片，接置在基板上且与基板电性连接；多个焊球，接置在基板的第二表面上；一散热结构，包括具有至少一个第一定位部的第一散热片与具有至少一个第二定位部及一个镂空部的至少一个第二散热片；其中，第二散热片接置在基板与芯片接置的表面上，第一散热片通过第一定位部接置在第二散热片的第二定位部上，并将该芯片包覆在第一散热片、第二散热片的镂空部与基板围置而成的空间中，从而通过散热片堆栈形成的散热结构，形成低成本、薄型化且散热良好的半导体封装件。
文档编号H01L23/367GK1585115SQ0315581
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月22日 优先权日2003年8月22日
发明者黄建屏, 普翰屏, 陈锦德, 林长甫 申请人:矽品精密工业股份有限公司