特許 7152544 半導体放熱パッケージ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】半導体放熱パッケージ構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20221004BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20221004BHJP

   H01L 23/40 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 Z

H01L23/36 A

H01L23/40 F

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021026656

(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公開番号】P2022105251

(43)【公開日】2022-07-13

【審査請求日】2021-04-07

(31)【優先権主張番号】109147118

(32)【優先日】2020-12-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】311005208

【氏名又は名称】▲き▼邦科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】李 東昇

(72)【発明者】

【氏名】▲ほう▼ 規浩

(72)【発明者】

【氏名】魏 兆▲けい▼

(72)【発明者】

【氏名】郭 晉村

(72)【発明者】

【氏名】季 佩螢

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２５１３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２８３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３４２４３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１６４８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－０１３５１６１（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３５４４８５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１５７７２６３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０８１３７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／３６

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０１Ｌ ２３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路層を有している基板と、
前記回路層に電気的に接続しているチップと、
前記基板に設置され、前記チップを包囲している接着層と、
キャリア及び放熱層を有し、前記放熱層は前記キャリアに設置しているヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは前記放熱層を介して前記チップの露出面に接触し、取付部に位置している前記キャリアにより前記接着層に取り付け、前記取付部と前記基板との間に前記接着層を包囲している空間を形成していることを特徴とする半導体放熱パッケージ構造。

【請求項2】

前記放熱層の接触面は前記露出面に接触し、前記接触面の接触面積は前記露出面の表面積未満ではないことを特徴とする請求項１に記載の半導体放熱パッケージ構造。

【請求項3】

前記取付部は前記チップを包囲し、前記取付部のエッジは前記基板に垂直に投影し、前記基板には前記空間の境界縁部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の半導体放熱パッケージ構造。

【請求項4】

前記空間の前記境界縁部と前記接着層の外縁との間には２０μｍ以上である間隔を有していることを特徴とする請求項３に記載の半導体放熱パッケージ構造。

【請求項5】

チップは基板に結合し前記基板の回路層に電気的に接続している基板及びチップを提供する工程と、
前記チップを包囲している接着層を前記基板に設置する工程と、
ヒートシンクはキャリア及び放熱層を有し、前記放熱層は前記キャリアに設置し、前記ヒートシンクは前記放熱層を介して前記チップの露出面に接触し、前記ヒートシンクは取付部に位置している前記キャリアにより前記接着層に取り付け、前記取付部と前記基板との間には前記接着層を包囲している空間を形成している前記ヒートシンクを前記基板に設置する工程と、を含むことを特徴とする半導体放熱パッケージ構造の製造方法。

【請求項6】

前記放熱層の接触面は前記露出面に接触し、前記接触面の接触面積は前記露出面の表面積未満ではないことを特徴とする請求項５に記載の半導体放熱パッケージ構造の製造方法。

【請求項7】

前記取付部は前記チップを包囲し、前記取付部のエッジは前記基板に垂直に投影し、前記基板に前記空間の境界縁部を形成していることを特徴とする請求項５に記載の半導体放熱パッケージ構造の製造方法。

【請求項8】

前記空間の前記境界縁部と前記接着層の外縁との間には２０μｍ以上である間隔を有していることを特徴とする請求項７に記載の半導体放熱パッケージ構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体放熱パッケージ構造及びその製造方法に関し、特に、接着剤が溢れ出してパッケージ構造を汚染する事象を回避する半導体放熱パッケージ構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子製品の機能が向上するにつれ、チップが演算時に高熱を発するようになっている。チップの温度が高すぎるとチップが損壊してしまい、電子製品が使用できなくなる。
薄膜フリップチップパッケージ構造として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

【0003】

従来の技術では、第一放熱部材の接着層がチップ及び薄膜基板に取り付けられており、チップに対して放熱を行っている。接着層のエッジは基材、熱伝導層、及び金属層のエッジに平坦に揃えられている。このため、薄膜フリップチップパッケージ構造が圧搾された場合、接着層が外力により圧迫されることで基材、熱伝導層、及び金属層のエッジに溢れ出したり突出し、薄膜フリップチップパッケージ構造を汚染してしまう。

【0004】

複数の薄膜フリップチップパッケージ構造を巻き取る場合、基材、熱伝導層、及び金属層のエッジに溢れ出したり突出する接着層が薄膜フリップチップパッケージ構造を相互に接着させてしまい、薄膜フリップチップパッケージ構造の品質及び歩留まりに影響を及ぼした。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】台湾登録実用新案第Ｍ６０２７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

基板とヒートシンクとの間に設置している接着層がヒートシンクに溢れ出したり突出するのを回避し、半導体放熱パッケージ構造を汚染しないようにする。また、複数の半導体放熱パッケージ構造を巻き取る際に、ヒートシンクに溢れ出したり突出する接着層がこれら半導体放熱パッケージ構造を相互に接着させる事象も回避する。
本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体放熱パッケージ構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の半導体放熱パッケージ構造は、回路層を有している基板と、前記回路層に電気的に接続しているチップと、前記基板に設置され、前記チップを包囲している接着層と、キャリア及び放熱層を有し、前記放熱層は前記キャリアに設置しているヒートシンクと、を備え、前記ヒートシンクは前記放熱層を介して前記チップの露出面に接触し、取付部に位置している前記キャリアにより前記接着層に取り付け、前記取付部と前記基板との間に前記接着層を包囲している空間を形成している。

【0008】

本発明の半導体放熱パッケージ構造の製造方法は、チップは基板に結合し前記基板の回路層に電気的に接続している基板及びチップを提供する工程と、前記チップを包囲している接着層を前記基板に設置する工程と、ヒートシンクはキャリア及び放熱層を有し、前記放熱層は前記キャリアに設置し、前記ヒートシンクは前記放熱層を介して前記チップの露出面に接触し、前記ヒートシンクは取付部に位置している前記キャリアにより前記接着層に取り付け、前記取付部と前記基板との間には前記接着層を包囲している空間を形成している前記ヒートシンクを前記基板に設置する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、基板にヒートシンクを設置し、ヒートシンクの放熱層は基板に設置しているチップに接触し、チップに対する放熱を行う。

【0010】

本発明は、取付部と基板との間に位置している空間が接着層を包囲し、圧搾されて溢れ出した接着層を収容し、接着層がヒートシンクに溢れ出したり突出する事象を回避している。また、複数の半導体放熱パッケージ構造を巻き取る際に、これら半導体放熱パッケージ構造が相互に接着する事象も回避し、製品の品質及び歩留まりに影響を及ぼさないようにしている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の断面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の平面図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の断面図である。

【図4】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の平面図である。

【図5】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の断面図である。

【図6】本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の平面図である。

【図7】本発明のその他の実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明による実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

【0013】

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について図１から図６に基づいて説明する。

【0014】

図１から図６は本発明の第一実施形態に係る半導体放熱パッケージ構造１００の製造方法を示す概略図である。
図１及び図２に示すように、基板１１０及びチップ１２０を備える。チップ１２０は基板１１０に結合し、基板１１０の回路層１１１に電気的に接続している。
本実施形態では、回路層１１１は基板１１０の表面に設置し、保護層１１２により回路層１１１を被覆し、回路層１１１の複数のインナーピン１１１ａを露出させている。チップ１２０の複数のバンプ１２１は回路層１１１のこれらインナーピン１１１ａに結合している。充填剤１１３を基板１１０とチップ１２０との間に充填し、充填剤１１３によりこれらバンプ１２１を被覆している。

【0015】

図３及び図４に示すように、接着層１３０は基板１１０に設置し、チップ１２０を包囲している。
本実施形態では、接着層１３０は基板１１０に設置しているだけではなく、充填剤１１３にも設置している。

【0016】

接着層１３０は塗布方式で基板１１０に設置している。

【0017】

図５及び図６に示すように、ヒートシンク１４０を基板１１０に設置し、半導体放熱パッケージ構造１００を形成している。ヒートシンク１４０はキャリア１４１及び放熱層１４２を備え、放熱層１４２はキャリア１４１に設置し、ヒートシンク１４０は放熱層１４２の接触面１４２ａを介してチップ１２０の露出面１２２に接触している。接触面１４２ａの接触面積は露出面１２２の表面積未満ではない。このため、放熱層１４２がチップ１２０の露出面１２２を全面的に被覆し、放熱又は熱伝導面積を増加させ、放熱効果を高めている。

【0018】

図５及び図６に示すように、ヒートシンク１４０の取付部１４０ａはチップ１２０を包囲している接着層１３０に取り付け、取付部１４０ａはチップ１２０を包囲し、取付部１４０ａと基板１１０との間に接着層１３０を包囲している空間Ｓを形成している。
本実施形態では、ヒートシンク１４０は取付部１４０ａに位置している放熱層１４２により接着層１３０に取り付けている。

【0019】

図５及び図６に示すように、本実施形態では、取付部１４０ａのエッジ１４０ｂは基板１１０に垂直に投影し、基板１１０に空間Ｓの境界縁部Ｓ１を形成している。
空間Ｓの境界縁部Ｓ１と接着層１３０の外縁１３１との間には２０μｍ以上である間隔を有している。

【0020】

図５に示すように、取付部１４０ａと基板１１０との間に位置している空間Ｓは接着層１３０を包囲し、圧搾されて変形するか溢れ出した接着層１３０を収容するために用い、接着層１３０がヒートシンク１４０に溢れ出したり突出する事象を回避し、半導体放熱パッケージ構造１００が汚染されないようにしている。また、複数の半導体放熱パッケージ構造１００を巻き取る過程で相互に接着する事象も回避し、これら半導体放熱パッケージ構造１００の品質及び歩留まりに影響を及ぼさないようにしている。

【0021】

（その他の実施形態）

【0022】

接着層は塗布方式で基板に設置している限りではなく、その他の実施形態では、予め環状接着層を形成し、環状接着層を基板１１０に取り付け、チップ１２０を包囲している。

【0023】

図７に示すように、その他の実施形態では、ヒートシンク１４０は取付部１４０ａに位置しているキャリア１４１により接着層１３０に取り付けている。

【0024】

その他の実施形態の他の基本的構成は、第一実施形態と同様である。

【0025】

以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0026】

１００ 半導体放熱パッケージ構造、
１１０ 基板、
１１１ 回路層、
１１１ａ インナーピン、
１１２ 保護層、
１１３ 充填剤、
１２０ チップ、
１２１ バンプ、
１２２ 露出面、
１３０ 接着層、
１３１ 外縁、
１４０ ヒートシンク、
１４０ａ 取付部、
１４０ｂ エッジ、
１４１ キャリア、
１４２ 放熱層、
１４２ａ 接触面、
Ｓ 空間、
Ｓ１ 境界縁部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】