封装元件制造技术

本发明专利技术是有关于一种封装元件，至少有一件元件，设置于一基材上。一材料层用来封装元件并且至少覆盖基材的一部分，其中材料层至少包含有邻近于元件的一第一部分和在第一部分之上的一第二部分。第二部分的导热系数高于第一部分的导热系数。本发明专利技术的半导体封装元件不但能提供高效率的散热功能，而且能维持其良好的电性功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体封装元件。
技术介绍
为了保护半导体制程后的晶圆上切割下来的晶片，已经提出有各种元件封装方法和结构。封装元件保护其中的半导体元件不受外界环境的粒子、湿气、电荷或其他非预期因素的影响，以提升半导体元件的稳定性和工作性能。图1为一现有习知技术封装元件的截面图。此封装元件包含一基材100、一元件110(亦即一半导体晶粒或晶片)以及一保护作用的环氧树脂层130。元件110设置于基材100上，并利用金线120电性连接于基材100。环氧树脂层130覆盖元件110，并且将元件110工作中所产生的热量散发于其上的散热层(图未示)。对流动于元件110的上表面的电流所产生的热量进行散热是必须的。如果不能有效移除热量，元件的上表面所聚积的热量会影响元件110的电子性能。以一需要消耗大约40瓦特功率的中央处理器(CPU)而言，如果不能有效的散热，工作中CPU所聚积起来大量热量，很可能会缩短元件110的寿命。随着封装半导体元件尺寸的缩小，散热效率变差。而且，虽然低介电常数的材料可以加强元件110的工作速度，但是由于它们的导热系数低，在元件110中使用低介电常数的材料会更加恶化元件整体的散热效率。为解决上述的散热问题，采用一外部的散热层和/或一风扇来散发元件110所产生的热量。但是，由于这样的散热层或风扇不属于封装元件的结构的一部分，使得其散热的效率较低。参考美国专利公开No.2004/0041279，其揭露了一种封装电子元件，利用一改进的粘接层将晶粒固定到基材上。美国专利公开No.2005/0222300也揭露了一种用于封装的环氧树脂的成份。由前述可知，可以有效散热的封装结构以及形成封装结构的方法，仍然是迫切所需的。有鉴于上述现有的封装元件存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的封装元件，能够改进一般现有的封装元件，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的封装元件存在的缺陷，而提供一种新型的半导体封装元件，所要解决的技术问题是使其增加散热效率，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种封装元件，其特征在于包括至少有一件元件，设置于一基材上；以及一材料层，封装该元件并且至少覆盖该基材的一部分，其中该材料层具有邻近于该元件的一第一部分和在该第一部分之上的一第二部分，该第二部分的导热系数高于该第一部分的导热系数。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的封装元件，其中所述的第一部分的材料不同于该第二部分的材料。前述的封装元件，其中所述的第一部分包含一热固性聚合体，其玻璃态转化温度(Tg)高于200℃。前述的封装元件，其中所述的第一部分的导热系数小于或等于0.3W/mK，而该第二部分的导热系数高于0.8W/mK。前述的封装元件，其中所述的第二部分包含导热性填充物。前述的封装元件，其中所述的导热性填充物包含金属粉末、陶瓷填充物和无机纳米复合材料中至少一种。前述的封装元件，其中所述的第二部分包含一热固性聚合体，其玻璃态转化温度(Tg)高于200℃。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种封装元件，包括至少有一件元件，设置于一基材上；一第一热固性聚合体层，封装该元件；以及至少一层第二热固性聚合体层，其形成于该第一热固性聚合体层上以封装该元件，其中该第一热固性聚合体层的导热系数小于该第二热固性聚合体层的导热系数。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的封装元件，其中所述的第一热固性聚合体层的导热系数小于或等于0.3W/mK，而该第二热固性聚合体层的导热系数高于该第一热固性聚合体层，且高于0.8W/mK。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种封装元件，包括至少有一件元件，设置于一基材；一第一环氧树脂层，封装该元件；以及至少一层第二环氧树脂层，其形成于该第一环氧树脂层上以封装该元件，其中该第一环氧树脂层的导热系数小于该第二环氧树脂层的导热系数，该第二环氧树脂层的导热系数高于0.8W/mK，而该第二环氧树脂层包含硅石、石英、氮化硼和氮化铝中至少一种。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本专利技术提供了一种封装元件，根据一些代表性的实施例，一封装元件包含位于基材上的一元件以及一材料层。至少有一件元件设置于一基材上。材料层将元件封装并且至少覆盖基材的一部分，材料层至少包含有邻近于元件的一第一部分和在第一部分之上的一第二部分。第二部分的导热系数高于第一部分的导热系数。借由上述技术方案，本专利技术封装元件至少具有下列优点本专利技术的半导体封装元件不但能提供高效率的散热功能，而且能维持其良好的电性功能。综上所述，本专利技术是有关于一种封装元件，至少有一件元件，设置于一基材上。一材料层用来封装元件并且至少覆盖基材的一部分，其中材料层至少包含有邻近于元件的一第一部分和在第一部分之上的一第二部分。第二部分的导热系数高于第一部分的导热系数。本专利技术的半导体封装元件不但能提供高效率的散热功能，而且能维持其良好的电性功能。本专利技术具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的封装元件具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是一现有技术封装元件的截面图。图2A和图2B是根据一实施例形成一封装元件的代表性制程的截面示意图。图3是根据另一实施例的一封装元件的截面示意图。100、200、300基材110、210、310元件120金线 130环氧树脂层220、320导线 225第一材料层227、235、335导热性填充物230第二材料层 330材料层 330a第一部分330b第二部分340离子植入t1、t2、t3厚度具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的封装元件其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。下面对代表性实施例的说明将结合其附图来进行。在说明中，相对性的形容词，例如“较低”、“较高”、”“水平的”、“垂直的”、“在上面”、“在下面”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”等，以及类似的副词(例如，“水平地”、“垂直地”、“向上地”、“向下地”等)，应当根据接下来的说明或根据所讨论的图所显示的方向来解释。使用这些相对的术语是为了便于说明，并非要求其所解释或操作的装置作精确的方向。图2A为一实施例的截面示意图，显示一半导体元件，其设置于一基材上，且被一第一材料层所封装。在此实施例中，基材200可以为硅基材、III-V族本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装元件，其特征在于包括：至少有一件元件，设置于一基材上；以及一材料层，封装该元件并且至少覆盖该基材的一部分，其中该材料层具有邻近于该元件的一第一部分和在该第一部分之上的一第二部分，该第二部分的导热系数高于该第一部分的导热系数。

【技术特征摘要】
US 2006-5-17 11/383,9221.一种封装元件，其特征在于包括至少有一件元件，设置于一基材上；以及一材料层，封装该元件并且至少覆盖该基材的一部分，其中该材料层具有邻近于该元件的一第一部分和在该第一部分之上的一第二部分，该第二部分的导热系数高于该第一部分的导热系数。2.根据权利要求1所述的封装元件，其特征在于其中所述的第一部分的材料不同于该第二部分的材料。3.根据权利要求1所述的封装元件，其特征在于其中所述的第一部分包含一热固性聚合体，其玻璃态转化温度(Tg)高于200℃。4.根据权利要求1所述的封装元件，其特征在于其中所述的第一部分的导热系数小于或等于0.3W/mK，而该第二部分的导热系数高于0.8W/mK。5.根据权利要求1所述的封装元件，其特征在于其中所述的第二部分包含导热性填充物。6.根据权利要求1所述的封装元件，其特征在于其中所述的导热性填充物包含金属粉末、陶瓷填充物和无机纳米复合材料中至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宪伟，陈学忠，郑义荣，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]