本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件。

背景技術(shù)：

隨著電子產(chǎn)品在功能及處理速度的需求的提升，作為電子產(chǎn)品的核心組件的半導(dǎo)體晶片需具有更高密度的電子元件(Electronic Components)及電子電路(Electronic Circuits)，故半導(dǎo)體晶片在運作時將隨之產(chǎn)生更大量的熱能，且包覆該半導(dǎo)體晶片的封裝膠體為一種導(dǎo)熱系數(shù)僅0.8Wm^-1k^-1的不良傳熱材質(zhì)(即熱量的逸散效率不佳)，因而若不能有效逸散所產(chǎn)生的熱量，則會造成半導(dǎo)體晶片的損害或造成產(chǎn)品信賴性問題。

因此，為了迅速將熱能散逸至大氣中，通常在半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)中配置散熱片(Heat Sink或Heat Spreader)，且傳統(tǒng)散熱片藉由散熱膠結(jié)合至晶片背面，以藉散熱膠與散熱片逸散出半導(dǎo)體晶片所產(chǎn)生的熱量，通常以散熱片的頂面外露出封裝膠體或直接外露于大氣中為佳，以取得較佳的散熱效果。

然而，散熱膠已不符合制程需求，故遂發(fā)展出導(dǎo)熱介面材(Thermal Interface Material，簡稱TIM)制程。

現(xiàn)有TIM層為低溫熔融的熱傳導(dǎo)材料(如焊錫材料)，其設(shè)于半導(dǎo)體晶片背面與散熱片之間，而為了提升TIM層與晶片背面之間的接著強度，需于晶片背面上覆金(即所謂的Coating Gold On Chip Back)，且需使用助焊劑(flux)，以利于該TIM層接著于該金層上。

如圖1A所示，現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)1的制法為先將一半導(dǎo)體晶片11以其作用面11a利用覆晶接合方式(即透過導(dǎo)電凸塊110與底膠111)設(shè)于一封裝基板10上，且將一金層(圖略)形成于該半導(dǎo)體晶片11的非作用面11b上，再將一散熱件13以其頂片130藉由TIM層12(其包含焊錫層與助焊劑)回焊結(jié)合于該金層上，且該散熱件13的支撐腳 131藉由粘著層14架設(shè)于該封裝基板10上。接著，進行封裝壓模作業(yè)，以供封裝膠體(圖略)包覆該半導(dǎo)體晶片11及散熱件13，并使該散熱件13的頂片130外露出封裝膠體而直接與大氣接觸。

于運作時，該半導(dǎo)體晶片11所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該非作用面11b、金層、TIM層12而傳導(dǎo)至該散熱件13以散熱至該半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)1的外部。

惟，當(dāng)現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)1的厚度薄化，且其面積越來越大時，使該散熱件13與TIM層12之間的熱膨脹系數(shù)差異(CTE Mismatch)而導(dǎo)致變形的情況(即翹曲程度)更明顯，故當(dāng)變形量過大時，該散熱件13的頂片130與TIM層12’之間容易發(fā)生脫層(如圖1B所示的間隙d)，不僅造成導(dǎo)熱效果下降，且會造成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)1外觀上的不良，因而嚴重影響產(chǎn)品的信賴性。

因此，如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，實已成為目前業(yè)界亟待克服的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的種種缺失，本發(fā)明提供一種散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件，可避免封裝結(jié)構(gòu)發(fā)生過大的翹曲。

本發(fā)明的散熱型封裝結(jié)構(gòu)，包括：承載件；電子元件，其設(shè)于該承載件上；結(jié)合層，其設(shè)于該電子元件上；以及散熱件，其設(shè)于該結(jié)合層上，且該散熱件具有散熱體、設(shè)于該散熱體上的支撐腳與設(shè)于該散熱體上的至少一支架，該散熱體接觸該結(jié)合層，且該支撐腳與該支架結(jié)合于該承載件上，又該支架位于該電子元件與該支撐腳之間。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)中，該承載件為封裝基板或?qū)Ь€架。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)中，該電子元件為主動元件、被動元件、封裝元件或其三者的組合。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)中，該結(jié)合層為導(dǎo)熱介面材或?qū)崮z。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)中，該支架鄰近于該電子元件的角落處。

本發(fā)明還提供一種散熱件，包括：一種散熱件，其包括：散熱體；支撐腳，其設(shè)于該散熱體上；以及至少一支架，其設(shè)于該散熱體上，且該支架較該支撐腳鄰近該散熱體中央處。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該散熱體為散熱片。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架的高度與該支撐腳的高度相同或不相同。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架為一體成型于該散熱體上。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架粘貼于該散熱體上。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架的材質(zhì)不同于該散熱體的材質(zhì)。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架的材質(zhì)為不導(dǎo)熱材料。

前述的散熱型封裝結(jié)構(gòu)及其散熱件中，該支架為L形柱體。

由上可知，本發(fā)明的散熱型封裝結(jié)構(gòu)，主要藉由增設(shè)支架，使該支架相較于該支撐腳更靠近該電子元件周圍，故相較于現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)薄化該散熱型封裝結(jié)構(gòu)的厚度，且該散熱型封裝結(jié)構(gòu)的面積越來越大時，該支架能提供支撐力以維持該散熱體與該承載件之間的距離，因而能避免發(fā)生過大的翹曲程度，以避免該散熱體與結(jié)合層之間發(fā)生脫層，進而提升導(dǎo)熱效果，且能提升產(chǎn)品的信賴性。

附圖說明

圖1A為現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；

圖1B為圖1A的脫層情況的示意圖；

圖2及圖2’為本發(fā)明散熱型封裝結(jié)構(gòu)的不同實施例的剖視示意圖；以及

圖3A至圖3D為圖2的支架的各種實施例的上視圖。

符號說明

1,2 封裝結(jié)構(gòu)

10 封裝基板

11 半導(dǎo)體晶片

11a,21a 作用面

11b,21b 非作用面

110,210 導(dǎo)電凸塊

111,211 底膠

12 TIM層

12’ TIM層

13,23 散熱件

130 頂片

131,231 支撐腳

14,24 粘著層

20 承載件

21 電子元件

22 結(jié)合層

230 散熱體

232,232’ 支架

d 間隙

h1,h1’,h2 高度。

具體實施方式

以下藉由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用于配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用于限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”及“一”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用于限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)也視為本發(fā)明可實施的范疇。

圖2為本發(fā)明的散熱型封裝結(jié)構(gòu)2，其包括：一承載件20、一電子元件21、一結(jié)合層22以及一散熱件23。

所述的承載件20為封裝基板，且有關(guān)封裝基板的種類繁多，并無特別限制；于其它實施例中，該承載件20也可為導(dǎo)線架。

所述的電子元件21設(shè)于該承載件20上，且該電子元件21為主動元件、被動元件、封裝元件或其三者的組合。

于本實施例中，該主動元件為例如半導(dǎo)體晶片，該被動元件為例如電阻、電容及電感，且該封裝元件包含基板、設(shè)于該基板上的晶片及包覆該晶片的封裝層。

此外，該電子元件21具有相對的作用面21a及非作用面21b，且該電子元件21的作用面21a具有多個導(dǎo)電凸塊210，而該電子元件21藉由該些導(dǎo)電凸塊210結(jié)合并電性連接該承載件20，并以底膠211包覆該些導(dǎo)電凸塊210。

又，于其它實施例中，該電子元件21也可以打線封裝方式電性連接該承載件20。

所述的結(jié)合層22為導(dǎo)熱介面材或?qū)崮z，其設(shè)于該電子元件21的非作用面21b上。

所述的散熱件23設(shè)于該結(jié)合層22上，且該散熱件23具有一散熱體230、設(shè)于該散熱體230下側(cè)的多個支撐腳231與設(shè)于該散熱體230下側(cè)的多個支架232，該散熱體230下側(cè)接觸該結(jié)合層22，且該支撐腳231與該支架232以粘著層24結(jié)合于該承載件20上，又于該承載件20上，該支架232位于該電子元件21與該支撐腳231之間。

于本實施例中，該散熱體230為散熱片，且該支架232較該支撐腳231鄰近該散熱體230中央處，使該支架232鄰近于該電子元件21的角落處(如圖3A至圖3D)。

此外，該支架232的高度h1與該支撐腳231的高度h2相同。

于其它實施例中，該支架232的高度h1’與該支撐腳231的高度h2可不相同，即該支架232與該支撐腳231可利用不同厚度的粘著層24結(jié)合于該承載件20上。如圖2’所示，該支架232’的高度h1’小于該支撐腳231的高度h2。該支架232’的高度也可大于該支撐腳231的高度h2。

又，該支架232與該支撐腳231以機械加工同時形成，也就是該支架232與該散熱體230為一體成型?；蛘撸上纫詫?dǎo)熱或不導(dǎo)熱材 料形成該支架232，再將該支架232粘貼于該散熱體230下側(cè)。因此，該支架232的材質(zhì)可不同于該散熱體230的材質(zhì)。

另外，該支架232為各式形狀的柱體，如圖3A至圖3D所示，較佳者為L形。

本發(fā)明的散熱型封裝結(jié)構(gòu)2藉由該散熱件23增設(shè)支架232，使該支架232相較于該支撐腳231更靠近該電子元件21周圍，故當(dāng)薄化該散熱型封裝結(jié)構(gòu)2的厚度，且該散熱型封裝結(jié)構(gòu)2的面積越來越大時，該散熱型封裝結(jié)構(gòu)2的翹曲(warpage)程度相較于現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)減少37％，且該電子元件21的表面分離應(yīng)力(surface peeling stress)減少23％。

因此，該支架232能提供結(jié)合力以維持該散熱體230中央與該承載件20之間的距離，故能避免該散熱體230與結(jié)合層22之間發(fā)生脫層，因而不僅能提升導(dǎo)熱效果，且能提升產(chǎn)品的信賴性。

上述實施例僅用于例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修改。因此本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。