电子封装件的制作方法

1.本发明有关一种封装结构，尤指一种具散热功效的电子封装件。


背景技术：

2.随着近年来可携式电子产品的蓬勃发展，各类相关产品逐渐朝向高密度、高性能以及轻、薄、短、小的趋势发展，其中，应用于该可携式电子产品的各形式的半导体封装结构也因而配合推陈出新，以期能符合轻薄短小与高密度的要求。
3.图1为现有半导体封装件1的剖视示意图。该半导体封装件1于一线路结构10的上、下两侧设置半导体元件11与被动元件11’，再以封装胶体(molding compound)14包覆该些半导体元件11与被动元件11’，并使该线路结构10的接点(i/o)100外露出该封装胶体14，之后形成多个焊球13于该些接点100上，以于后续制造方法中，该半导体封装件1通过该焊球13接置如电路板的电子装置(图略)。
4.然而，现有半导体封装件1中，该半导体元件11与被动元件11’在运行时会随之产生大量的热能，且包覆该半导体元件11与被动元件11’的封装胶体14为一种导热系数仅0.8wm-1k-1的不良传热材质(即热量的逸散效率不佳)，因而无法有效逸散所产生的热量，故会造成该半导体元件11与被动元件11’的损害或造成产品信赖性问题。
5.因此，如何克服上述现有技术的问题，实已成为目前业界亟待克服的难题。


技术实现要素：

6.鉴于上述现有技术的种种缺陷，本发明提供一种电子封装件，以提高散热效果。
7.本发明的电子封装件包括：承载结构；电子元件，其设于该承载结构上并电性连接该承载结构；包覆层，其形成于该承载结构上；以及片状功能件，其嵌埋于该包覆层中，其中，该包覆层具有至少一对应该功能件的穿孔。
8.前述的电子封装件中，该承载结构具有相对的第一侧与第二侧，且该电子元件配置于该第一侧及/或第二侧上。
9.前述的电子封装件中，该承载结构配置有多个该电子元件，且该功能件具有至少一立设于该承载结构上的支撑部，其挡隔于多个该电子元件的其中二者之间。
10.前述的电子封装件中，该功能件为金属件。例如，该功能件为散热件及/或屏蔽件。
11.前述的电子封装件中，该功能件具有本体部及至少一设于该本体部上的支撑部，且该本体部通过该支撑部堆叠于该承载结构上。例如，该支撑部为柱状或墙状。
12.前述的电子封装件中，该功能件还外露于该包覆层的侧面。
13.前述的电子封装件中，还包括形成于该包覆层上的屏蔽层。例如，该屏蔽层还延伸至该穿孔中。或者，该穿孔中形成有填充材。进一步，该屏蔽层接触该功能件。
14.前述的电子封装件中，还包括形成于该承载结构上的导电元件。
15.前述的电子封装件中，还包括堆叠于该承载结构上的支撑架。
16.由上可知，本发明的电子封装件中，主要通过该功能件嵌埋于该包覆层内，且外露
于该些穿孔，因而该功能件只需靠近发热源(如该电子元件周围)而无需结合该电子元件，即可散热，以增加该承载结构的散热区域，故相比于现有技术，当该电子元件在运行时产生大量的热能时，该功能件能有效逸散该承载结构及其上电子元件所产生的热量，因而能避免该电子元件的损害或造成产品信赖性问题。
附图说明
17.图1为现有半导体封装件的制法的剖面示意图。
18.图2a至图2d为本发明的电子封装件的制法的剖面示意图。
19.图2a’为图2a的局部上视示意图。
20.图2c’为图2c的局部上视示意图。
21.图2d’为图2d的另一制法的剖视示意图。
22.图2d”为图2d的另一实施例的剖视示意图。
23.图3至图5为图2d的其它实施例的剖视示意图。
24.附图标记说明
[0025]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
半导体封装件
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10
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线路结构
[0026]
100
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接点
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11
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半导体元件
[0027]
11
’ꢀꢀꢀꢀ
被动元件
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13
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焊球
[0028]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
封装胶体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2,2’,2”,3,4,5电子封装件
[0029]
2a,2a’,3a,4a,5a 电子组件
ꢀꢀ
20
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承载结构
[0030]
20a
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第一侧
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20b
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第二侧
[0031]
200
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线路层
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21
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第一电子元件
[0032]
210,220 导电凸块
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22,22’,22
”ꢀ
第二电子元件
[0033]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导电元件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二包覆层
[0034]
24a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一表面
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24b
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第二表面
[0035]
24c
ꢀꢀꢀꢀꢀ
侧面
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240
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穿孔
[0036]
25
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支撑架
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250
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电性接触垫
[0037]
250a,251a,26a 表面
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251
ꢀꢀꢀꢀꢀ
结合垫
[0038]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一包覆层
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27
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功能件
[0039]
27a
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导电材
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270
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本体部
[0040]
271,271’,371 支撑部
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28,28
’ꢀ
结合层
[0041]
29
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屏蔽层
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290
ꢀꢀꢀꢀꢀ
填充材
[0042]
h
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高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
距离
[0043]
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
切割路径。
具体实施方式
[0044]
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0045]
须知，本说明书所附附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域的技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，
故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
[0046]
图2a至图2d为本发明的电子封装件2的制法的剖面示意图。
[0047]
如图2a所示，提供一电子组件2a，且设置一片状功能件27于该电子组件2a上。
[0048]
于本实施例中，该电子组件2a包含有一承载结构20以及设于该承载结构20上的导电元件23、第一电子元件21与第二电子元件22,22’,22”。
[0049]
所述的承载结构20具有相对的第一侧20a(如下侧)与第二侧20b(如上侧)。于本实施例中，该承载结构20为如具有核心层与线路结构的封装基板(substrate)或无核心层(coreless)的线路结构，其具有多个线路层200，如扇出(fan out)型重布线路层(redistribution layer，简称rdl)。应可理解地，该承载结构20也可为其它可供承载如芯片等电子元件的承载单元，例如导线架(lead frame)，并不限于上述。
[0050]
所述的第一电子元件21设于该承载结构20的第一侧20a上。于本实施例中，该第一电子元件21为主动元件、被动元件或其二者组合等，其中，该主动元件例如为半导体芯片，且该被动元件例如为电阻、电容及电感。例如，该第一电子元件21通过多个如焊锡材料的导电凸块210以覆晶方式设于该第一侧20a的线路层200上并电性连接该线路层200，且以底胶(图略)或后述的第一包覆层26包覆该些导电凸块210；或者，该第一电子元件21可通过多个焊线(图略)以打线方式电性连接该第一侧20a的线路层200。然而，有关该第一电子元件21电性连接该承载结构20的方式不限于上述。
[0051]
所述的第二电子元件22,22’,22”设于该承载结构20的第二侧20b上。于本实施例中，该第二电子元件22,22’,22”为主动元件、被动元件或其二者组合等，其中，该主动元件(如图所示的第二电子元件22)例如为半导体芯片，且该被动元件(如图所示的第二电子元件22’,22”)例如为电阻、电容及电感。例如，该第二电子元件22通过多个如焊锡材料的导电凸块220以覆晶方式设于该第二侧20b的线路层200上并电性连接该线路层200，且以底胶(图略)或后述的第二包覆层24包覆该些导电凸块220；或者，该第二电子元件22可通过多个焊线(图略)以打线方式电性连接该第二侧20b的线路层200；亦或，该第二电子元件22’,22”可直接接触该第二侧20b的线路层200。然而，有关该第二电子元件22,22’,22”电性连接该承载结构20的方式不限于上述。
[0052]
所述的导电元件23设于该承载结构20的第一侧20a的线路层200上。于本实施例中，该导电元件23为焊球(solder ball)或金属柱，并无特别限制。
[0053]
此外，该电子组件2a还包含有一支撑架25，其例如为导线架(lead frame)，具有多个相分离的电性接触垫250与至少一结合垫251，以令各该电性接触垫250结合各该导电元件23，且该第一电子元件21通过一结合层28结合至该结合垫251上。例如，该结合层28例如为薄膜(film)、环氧树脂(epoxy)或热介面材料(thermal interface material，简称tim)。
[0054]
另外，该电子组件2a还包含一第一包覆层26，其形成于该承载结构20的第一侧20a与该支撑架25之间，以令该第一包覆层26包覆该第一电子元件21、导电凸块210与导电元件23，并使该些电性接触垫250与该结合垫251的部分表面外露出该第一包覆层26，以通过该
些电性接触垫250接置如电路板的电子装置(图未示)。例如，该些电性接触垫250的表面250a与该结合垫251的表面251a齐平该第一包覆层26的表面26a。具体地，形成该第一包覆层26的材质为聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)，但不限于上述)。
[0055]
所述的功能件27设于该承载结构20的第二侧20b上，且具有一本体部270及多个设于该本体部270下侧的支撑部271,271’。
[0056]
于本实施例中，该功能件27为金属片结构，如散热片，其板片状本体部270以下侧通过另一结合层28’结合至该第二电子元件22上，且该支撑部271,271’(如图2a’所示的柱状或墙状)以如焊锡或导电胶的导电材27a结合于该承载结构20的第二侧20b上。例如，该结合层28’例如为薄膜(film)、环氧树脂(epoxy)或热介面材料(thermal interface material，简称tim)。具体地，该支撑部271,271’立设于该承载结构20的第二侧20b上并电性连接该第二侧20b的线路层200及接地该承载结构20，且该支撑部271,271’可依需求位于各该第二电子元件22,22’,22”周围。
[0057]
此外，该本体部270与该支撑部271,271’为一体成形的铜片结构；或者，如图3所示，可用焊锡材作为柱状支撑部371，使该本体部270与支撑部371为非一体成形。
[0058]
如图2b所示，形成一第二包覆层24于该承载结构20的第二侧20b上，以包覆该第二电子元件22,22’,22”、导电凸块220与该功能件27。
[0059]
于本实施例中，形成该第二包覆层24的材质为聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)，但不限于上述。例如，该第一包覆层26的材质与该第二包覆层24的材质可相同或不相同。具体地，该第二包覆层24具有相对的第一表面24a与第二表面24b，且该第二包覆层24以其第二表面24b结合该承载结构20的第二侧20b。
[0060]
此外，于沿如图2a所示的切割路径s进行切单制造方法后，该本体部270将外露于该第二包覆层24的侧面24c，其中，该第二包覆层24的侧面24c邻接该第二包覆层24的第一表面24a与第二表面4b。
[0061]
如图2c所示，形成多个穿孔240于该第二包覆层24的第一表面24a上，以令该功能件27的部分表面外露于该些穿孔240。
[0062]
于本实施例中，该穿孔240呈长条状或长方形开孔，如图2c’所示，以令该功能件27的本体部270的部分表面外露于该些穿孔240。
[0063]
如图2d所示，形成一屏蔽层29于该第二包覆层24的第一表面24a与侧面24c上以接触该本体部270，且该屏蔽层29还延伸至该穿孔240中以接触该本体部270。
[0064]
于本实施例中，该屏蔽层29为金属材，其以溅镀方式形成，且未填满该穿孔240。然而，于其它实施例中，该屏蔽层29可以溅镀铜材的方式填满该穿孔240；或者，如图2d’所示的电子封装件2’，将如金属材(如金属膏或其它制造方法金属材)或绝缘材的填充材290填入该穿孔240中，以填满该穿孔240。
[0065]
因此，本发明的电子封装件2,2’中，主要通过将该功能件27以弯折片结构形式嵌埋于该第二包覆层24内，且该支撑部271,271’,371连接该承载结构20，并使该本体部270外露于该些穿孔240，故该功能件27只需靠近发热源(如该第二电子元件22’,22”周围)而无需结合该第二电子元件22’,22”，即可散热，因而能增加该承载结构20的第二侧20b上的散热
区域。例如，该第二电子元件22”的高度h较高，如图2d所示，其上方并无本体部270遮蔽，但该墙状支撑部271’(如图2a’所示)及该本体部270可靠近该第二电子元件22”周围，以达到散热的目的。
[0066]
此外，通过该穿孔240的设计，该本体部270无需齐平该第二包覆层24的第一表面24a，即可散热，故该支撑部271,271’,371的高度(或如图2d所示的本体部270与该承载结构20的第二侧20b之间的距离l)能大幅缩短，因而能缩短该功能件27的导热路径，以加速散热。
[0067]
另外，通过该些支撑部271,271’,371设于该些第二电子元件22之间，以产生夹层状态，因而能强化各该第二电子元件22之间的电磁干扰(electromagnetic interference，简称emi)屏蔽(shielding)的效果。
[0068]
另外，有关电子组件2a的样式繁多，并不限于上述。例如，图2d”所示的电子组件2a’，其承载结构20的第一侧20a作为植球侧，仅配置导电元件23，以供接置如电路板的电子装置(图未示)；或者，如图3所示的电子封装件3，其电子组件3a未设有支撑架25；亦或，如图4所示的电子封装件4，其电子组件4a的承载结构20的第二侧20b上未设有主动元件(第二电子元件22)；甚至于，如图5所示的电子封装件5，其电子组件5a未设有支撑架25，且该承载结构20的第二侧20b上也未设有主动元件(第二电子元件22)。
[0069]
本发明还提供一种电子封装件2,2’,2”,3,4,5，包括：一承载结构20、第一电子元件21及/或第二电子元件22,22’,22”、第二包覆层24以及一片状功能件27。
[0070]
所述的第一电子元件21及/或第二电子元件22,22’,22”设于该承载结构20上并电性连接该承载结构20。
[0071]
所述的第二包覆层24形成于该承载结构20上。
[0072]
所述的片状功能件27嵌埋于该第二包覆层24中，其中，该第二包覆层24具有至少一外露该功能件27的穿孔240。
[0073]
于一实施例中，该承载结构20具有相对的第一侧20a与第二侧20b，且该第二电子元件22配置于该第二侧20b上，而该第一侧20a上可依需求配置一包覆该第一电子元件21的第一包覆层26；或者，该第二包覆层24也可包覆该第二电子元件22,22’,22”。
[0074]
于一实施例中，该承载结构20配置有多个该第二电子元件22,22’,22”，且该功能件27具有至少一立设于该承载结构20上的支撑部271,271’,371，其挡隔于多个该第二电子元件22,22’,22”的其中二者之间。
[0075]
于一实施例中，该功能件27为金属件。例如，该功能件27为散热件及/或屏蔽件。
[0076]
于一实施例中，该功能件27具有一本体部270及至少一设于该本体部270下侧的支撑部271,271’,371，且该本体部270通过该支撑部271,271’,371堆叠于该承载结构20上。
[0077]
于一实施例中，所述的电子封装件2,2’,2”,3,4,5还包括一形成于该第二包覆层24上的屏蔽层29。例如，该屏蔽层29还延伸至该穿孔240中。或者，如图2d’所示，该穿孔240中形成有填充材290。亦或，该屏蔽层29接触该功能件27。
[0078]
于一实施例中，所述的电子封装件2”,3,5还包括至少一形成于该承载结构20上的导电元件23，以作为i/o接点，以供结合一如电路板的电子装置。进一步，可将该导电元件23埋设于该第一包覆层26中并部分外露于该第一包覆层26的表面26a，以作为i/o接点，以供结合一如电路板的电子装置。
[0079]
于一实施例中，所述的电子封装件2,2’,4还包括一堆叠于该承载结构20上且嵌埋于该第一包覆层26中的支撑架25，其部分外露于该第一包覆层26的表面26a，以作为i/o接点(如电性接触垫250)，以供结合一如电路板的电子装置。
[0080]
综上所述，本发明的电子封装件2,2’,2”,3,4,5，通过功能件27的设计，以提供散热的功能，故相比于现有技术，当该第一电子元件21与第二电子元件22,22’,22”在运行时产生大量的热能时，该功能件27能有效逸散该承载结构20及其上电子元件所产生的热量，因而能避免该第一电子元件21与第二电子元件22,22’,22”的损害或造成产品信赖性问题。
[0081]
此外，通过该功能件27的设计，以提供屏蔽的功能，因而能强化各该第二电子元件22之间的电磁干扰(electromagnetic interference，简称emi)屏蔽(shielding)的效果。
[0082]
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如随附的权利要求书所列。