專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體的基材構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種半導(dǎo)體的散熱基材構(gòu)造，具有高導(dǎo)熱的優(yōu)點(diǎn)，增加封裝的合格率及質(zhì)量，而使用半導(dǎo)體的芯片封裝時(shí)，容易達(dá)到電子芯片所需的導(dǎo)熱需求；而且較已知技術(shù)中的發(fā)光體封裝構(gòu)造更為優(yōu)良。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體基材是應(yīng)用在封裝工業(yè)中，最受矚目的為具有功率損耗的半導(dǎo)體封裝，如電源電路上用的功率半導(dǎo)體、發(fā)光二極管(LED)及光傳感器，封裝工業(yè)也伴隨著電子產(chǎn)品輕、薄、短、小與高功能的要求而愈顯重要。LED或半導(dǎo)體封裝工業(yè)的封裝技術(shù)更是推陳出新，如符合表面黏著技術(shù)(SMT)規(guī)格要求的2腳位及4腳位的LED，尤其是腳位較多且功率損耗大時(shí)也表示其封裝構(gòu)造中需要更具有優(yōu)良導(dǎo)熱能力的封裝技術(shù)，其中基材扮演著相當(dāng)重要的角色。
如一般使用大眾所了解的，電子構(gòu)裝技術(shù)是指在半導(dǎo)體集成電路或發(fā)光二極管制作完成后，與其它的電子組件共同組裝于一個(gè)聯(lián)線(xiàn)結(jié)構(gòu)之中，成為一電子產(chǎn)品，從而達(dá)成一特定設(shè)計(jì)功能的所有制程。電子構(gòu)裝主要的功能有四個(gè)，分別是電能傳送(Power Distribution)、信號(hào)傳送(SignalDistribution)、熱的散失(Heat Dissipation)與保護(hù)支持(Protection andSupport)。如常用于IC集成電路芯片封裝與發(fā)光二極管LED封裝。
請(qǐng)參考如圖1A到圖1C所示，為已知技術(shù)中的半導(dǎo)體基材構(gòu)造1a，銅箔表面12a以PP(聚丙烯Polypropylene)膠14a黏著金屬底部16a；當(dāng)半導(dǎo)體芯片在芯片放置區(qū)18a(在PP膠14a的中央方形區(qū)域的芯片放置區(qū)18a的銅箔表面12a上)，并可以連上導(dǎo)線(xiàn)(bonding wire)到銅箔表面12a的接合墊(在中央方形區(qū)域的芯片放置區(qū)18a周?chē)男∑品叫蔚你~箔表面12a上)的封裝的狀況；但是面對(duì)組裝時(shí)，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體基材構(gòu)造1a面對(duì)較困難的導(dǎo)熱問(wèn)題及制造組裝問(wèn)題，如PP膠導(dǎo)熱性較差會(huì)使半導(dǎo)體芯片過(guò)熱，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，會(huì)影響半導(dǎo)體芯片壽命，合格率及組裝也有負(fù)面影響(芯片熱壓時(shí)因?yàn)橹醒敕叫螀^(qū)域的芯片放置區(qū)18a為多層構(gòu)造較易產(chǎn)生不合格品)。因此有必要研發(fā)出一種利于組裝及導(dǎo)熱性好的基材結(jié)構(gòu)來(lái)符合實(shí)際應(yīng)用的要求。
因此，對(duì)現(xiàn)今市面上的半導(dǎo)體基材而言，易導(dǎo)熱而具組裝方便性(最好為簡(jiǎn)單將芯片熱壓在一層基材即可)為封裝過(guò)程的重要需求，導(dǎo)致發(fā)明人經(jīng)努力研發(fā)出本實(shí)用新型來(lái)達(dá)成上述需求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單，而能維持高導(dǎo)熱質(zhì)量的半導(dǎo)體基材構(gòu)造，可用于發(fā)光二極管、光傳感器或功率調(diào)整半導(dǎo)體，并且基材制程方便而芯片與基材組裝容易，可以提供低成本高質(zhì)量的封裝功效。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種以將銅箔與高分子材料(如樹(shù)脂)結(jié)合后切削出鏤空區(qū)以配合半導(dǎo)體芯片包含區(qū)(用鏤空區(qū)取代前述中央方形區(qū)域18a直接在金屬底部16a導(dǎo)熱)及以導(dǎo)熱底部片易于導(dǎo)熱的特質(zhì)結(jié)合，配合傳統(tǒng)封裝制程及制程難度低的外圍設(shè)備，將各制程步驟結(jié)合在一起而發(fā)展出本實(shí)用新型。
另外，本實(shí)用新型可配合打金線(xiàn)(或?yàn)槠渌饘倬€(xiàn))的裸晶封裝方式或已經(jīng)封裝了透明膠或封裝膠的光電芯片半導(dǎo)體芯片來(lái)應(yīng)用，視情況可有不同的實(shí)施例。
本實(shí)用新型構(gòu)造包含導(dǎo)熱底部片，具有半導(dǎo)體芯片接觸面；及高分子材料與金屬疊層片，與該導(dǎo)熱底部片相貼合，具有切削鏤空區(qū)與接合墊區(qū)；其中該切削鏤空區(qū)具有半導(dǎo)體芯片包含區(qū)，且半導(dǎo)體芯片包含區(qū)與半導(dǎo)體芯片接觸面相關(guān)連地接合從而包含該半導(dǎo)體芯片。
本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)(1)熱傳導(dǎo)性能好(2)熱壓組裝性好(3)傳統(tǒng)封裝設(shè)備仍然可用(4)新制程設(shè)置容易，所需新添設(shè)備價(jià)格及技術(shù)要求皆不大，可產(chǎn)生高質(zhì)量半導(dǎo)體組件。


圖1A為已知技術(shù)實(shí)施例一主視剖面構(gòu)造的示意圖；
圖1B為已知技術(shù)實(shí)施例一俯視構(gòu)造的示意圖；圖1C為已知技術(shù)實(shí)施例一立體構(gòu)造的示意圖；圖2A為本實(shí)用新型實(shí)施例二主視剖面構(gòu)造的示意圖；圖2B為本實(shí)用新型實(shí)施例二俯視構(gòu)造的示意圖；圖2C為本實(shí)用新型實(shí)施例二立體構(gòu)造的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1a半導(dǎo)體基材構(gòu)造12a銅箔表面14a PP膠 16a金屬底部18a 芯片放置區(qū)2 半導(dǎo)體的基材構(gòu)造 22 銅金屬片24高分子材料26 導(dǎo)熱底部片28半導(dǎo)體芯片包含區(qū)具體實(shí)施方式
為了使審查員能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而附圖僅僅是提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
請(qǐng)參考圖2A到圖2C，本實(shí)用新型半導(dǎo)體的基材構(gòu)造2的原理為使用高分子材料與金屬疊層片(含高分子材料24及銅金屬片22的疊合材料，可用熱壓及蝕刻形成，類(lèi)似印刷電路板的制程)加以切削出(可用沖床類(lèi)設(shè)備沖孔或沖切削鏤空區(qū))半導(dǎo)體芯片包含區(qū)28，再將導(dǎo)熱底部片26(一般可為鋁金屬材料)與該層疊片(高分子材料與金屬疊層片)熱壓接合，即構(gòu)成本實(shí)用新型的半導(dǎo)體的基材，其中該層疊片(高分子材料與金屬疊層片)之中可如印刷電路板的多層板一般地設(shè)置印刷導(dǎo)電線(xiàn)路；因此如上所述，當(dāng)一半導(dǎo)體芯片與本實(shí)用新型的基材相接合時(shí)會(huì)有一半導(dǎo)體芯片包含區(qū)28貼合導(dǎo)熱底部片26的底部相關(guān)區(qū)域(即半導(dǎo)體芯片接觸面)用以迅速傳導(dǎo)熱量，使該半導(dǎo)體不致過(guò)熱，并且相關(guān)的熱壓及切削皆為成熟技術(shù)，故本實(shí)用新型除易于導(dǎo)熱外，基材的制程(疊層片疊合、銅箔蝕刻與沖壓切削及熱壓貼合導(dǎo)熱底部片)與后續(xù)的芯片組裝制程(熱壓貼合芯片)皆為易于實(shí)施的技術(shù)手段，尤其是對(duì)高熱發(fā)散的半導(dǎo)體裝置(如發(fā)光二極管、光傳感器或功率半導(dǎo)體)，本實(shí)用新型用的導(dǎo)熱底部片26使得熱傳導(dǎo)的效率得以提升并方便組裝。
另外本實(shí)用新型也可以用打金線(xiàn)的裸晶封裝方式或已經(jīng)封裝了透明膠的光電芯片或功率半導(dǎo)體來(lái)應(yīng)用，視情況可有不同的實(shí)施例。
在此參考圖2A到圖2C的半導(dǎo)體的散熱基材構(gòu)造做一敘述；導(dǎo)熱底部片26(可為鋁片或?qū)崮z片)，具有半導(dǎo)體芯片接觸面(用以放置半導(dǎo)體芯片)；及高分子材料與金屬疊層片(可以用類(lèi)似印刷電路板的制程做成)，與該導(dǎo)熱底部片26相貼合，具有切削鏤空區(qū)與接合墊區(qū)(接合墊區(qū)用以與半導(dǎo)體芯片的連接線(xiàn)-bonding wire相接合)；其中該切削鏤空區(qū)具有半導(dǎo)體芯片包含區(qū)28，且該半導(dǎo)體芯片包含區(qū)28與半導(dǎo)體芯片接觸面相關(guān)連地接合以包含該半導(dǎo)體芯片(即將芯片置于該導(dǎo)熱底部片26上并于半導(dǎo)體芯片包含區(qū)28之中)。
本實(shí)用新型還有如下細(xì)部實(shí)施例變化其中高分子材料與金屬疊層片(因?yàn)榭深?lèi)似印刷電路板的制程所做成，故可為多層板的形式而具印刷電路)可具有印刷電路與接合墊區(qū)相連接；其中高分子材料與金屬疊層片可埋藏電阻或電感；其中導(dǎo)熱底部片26的材料可為金屬或?qū)岣叻肿硬牧?如導(dǎo)熱膠)；其中導(dǎo)熱底部片26與高分子材料與金屬疊層片可具有對(duì)位孔、對(duì)位邊或?qū)ξ挥浱?hào)以使彼此貼合時(shí)準(zhǔn)確；其中高分子材料與金屬疊層片可為雙層或多層構(gòu)造；其中高分子材料與金屬疊層片可為高分子材料與銅金屬片疊合而成；其中導(dǎo)熱底部片的材料可為鋁；其中高分子材料可為FR-4或FR-5(此二材料為印刷電路板常用的材料，獲得成本較低)；其中高分子材料為酚醛紙基或環(huán)氧玻璃布基型材料；其中紙基板可為酚醛型、環(huán)氧型、聚酯型；其中玻璃布基可為環(huán)氧樹(shù)脂(FR-4、FR-5)、聚醯亞胺樹(shù)脂(PI)、聚苯醚樹(shù)脂(PPO)、聚四氟樹(shù)脂、聚四氟乙烯樹(shù)酯(PTFE)、聚氰酸酯樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂。
本實(shí)用新型的特征與方便之處在于，將傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片接合構(gòu)造挖空使傳熱區(qū)域快速及以沖壓及熱壓方式(疊層片的制程)，使得封裝構(gòu)造得以改善傳熱性質(zhì)及熱壓加強(qiáng)組裝方便性，并且設(shè)置成本低及對(duì)傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片封裝生產(chǎn)線(xiàn)影響不大。因此本實(shí)用新型的設(shè)置容易；且本實(shí)用新型的殼體構(gòu)造兼顧制程質(zhì)量及組裝方便；另外本實(shí)用新型對(duì)傳統(tǒng)基材制造與封裝程序的加工秩序影響不大，完全可以溶入到原有封裝與基材制造程序當(dāng)中，原有制造及封裝機(jī)臺(tái)不需大幅修改，因此是一項(xiàng)符合制造實(shí)際狀況而有用的創(chuàng)作。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，包含導(dǎo)熱底部片，具有半導(dǎo)體芯片接觸面；及高分子材料與金屬疊層片，與導(dǎo)熱底部片相貼合，具有切削鏤空區(qū)與接合墊區(qū)；其中該切削鏤空區(qū)具有半導(dǎo)體芯片包含區(qū)，半導(dǎo)體芯片包含區(qū)與半導(dǎo)體芯片接觸面相關(guān)連地接合以包含該半導(dǎo)體芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的高分子材料與金屬疊層片具有印刷電路與該接合墊區(qū)相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的高分子材料與金屬疊層片埋藏有電阻或電感。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的導(dǎo)熱底部片的材料為金屬或?qū)岣叻肿硬牧稀?br> 5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的導(dǎo)熱底部片與高分子材料與金屬疊層片具有對(duì)位孔、對(duì)位邊或?qū)ξ挥浱?hào)以使彼此貼合時(shí)準(zhǔn)確。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的高分子材料與金屬疊層片為雙層或多層構(gòu)造。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的高分子材料與金屬疊層片為高分子材料與銅金屬片疊合而成。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的導(dǎo)熱底部片的材料為鋁。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，其特征在于，所述的高分子材料為酚醛紙基或環(huán)氧玻璃布基型材料；其中紙基板可為酚醛型、環(huán)氧型、聚酯型；其中玻璃布基可為環(huán)氧樹(shù)脂(FR-4、FR-5)、聚醯亞胺樹(shù)脂(PI)、聚苯醚樹(shù)脂(PPO)、聚四氟樹(shù)脂、聚四氟乙烯樹(shù)酯(PTFE)、聚氰酸酯樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂。
專(zhuān)利摘要一種半導(dǎo)體的基材構(gòu)造，具有高導(dǎo)熱的優(yōu)點(diǎn)，且不易變形，增加封裝的合格率及質(zhì)量，可使用半導(dǎo)體的芯片封裝，容易達(dá)到電子芯片所需的散熱需求，而且較已知技術(shù)中的基材構(gòu)造更加易于制造，同時(shí)還具有高合格率的優(yōu)點(diǎn)，其主要是利用芯片直接接觸基材導(dǎo)熱底部的方法來(lái)改善導(dǎo)熱構(gòu)造防止半導(dǎo)體芯片過(guò)熱而影響電子裝置壽命。
文檔編號(hào)H01L23/36GK2788353SQ20042001373
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
發(fā)明者汪秉龍, 莊峰輝, 巫世裕 申請(qǐng)人:宏齊科技股份有限公司