[发明专利]具有散热片的半导体组装构造及其组装方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种具有散热片的半导体组装构造及其组装方法，特别是涉及一种具有散热凸块的散热片的半导体组装构造及其组装方法。

背景技术

现有高阶半导体芯片(如逻辑运算芯片)或堆栈式的半导体芯片在运作时容易产生高温，因此其表面需要另外接合一散热片(heat sink)以提高整体散热效率。常见的固定散热片于芯片的方法是使用导热胶，然而其接合时导热胶厚度均一性控制不易，及内含的金属导热颗粒的导热性也较纯金属材质差。为符合高散热需求的半导体封装，近年来开始使用金属导热材料，例如铟(Indium)片，因为铟具有良好的热物性(Thermophysical property)，以及绝佳的导热性及延展性，可大幅提升导热效果，因此在具有高阶半导体芯片或堆栈式的半导体芯片的半导体组装构造上，已普遍开始使用铟作为热接合材料。

铟片在使用上必须与具有镀金层的介质在经过特定温度使铟片表面熔融后，才能与镀金层形成金属键结，达到有效接合效果。然而，铟片在高温接合过程中，会因熔融态而具有流动性，而该铟片的流动意味着其无法有效黏合于该散热片，导热效果将大幅降低。此外，四处流动的铟片亦可能造成半导体封装的内部芯片电性短路。再者，铟片的材料成本较高。

故，有必要提供一种具有散热片的半导体组装构造及其组装方法，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种具有散热片的半导体组装构造，散热片的接合表面上设有多个散热凸块。所述散热凸块可直接增加所述散热片与焊接层接合的表面积，因此可使所述芯片与所述散热片之间的热传导效率能提高，且成本相对于使用铟作为热接合材料能更为降低。

为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一种具有散热片的半导体组装构造，包含：一基板、一芯片、一散热片及一焊接层。所述基板具有一上表面；所述芯片设置于所述基板的上表面，所述芯片具有一有源表面及对应侧的一无源表面，所述无源表面上设有一背金属层；所述散热片具有一接合表面及一散热表面，所述接合表面上设有多个散热凸块，所述散热凸块与所述芯片的无源表面上的背金属层抵接，并且所述散热片的散热凸块通过所述焊接层接合所述芯片的背金属层，以及所述焊接层填补所述多个散热凸块之间的空隙。

本发明的另一目的在于提供一种具有散热片的半导体组装构造的组装方法，芯片的背金属层上预设一焊接层，倒置散热片并使所述芯片上的焊接层抵贴于所述散热片的多个散热凸块上后进行一回流焊程序，可确保所述焊接层能填补至所述散热片的多个散热凸块之间的空隙，使所述芯片与所述散热片能稳固的结合。

为达成本发明的前述目的，本发明另一实施例提供一种具有散热片的半导体组装构造的组装方法，包含以下步骤：

(a)备有一基板及一芯片，所述芯片设置于所述基板的一上表面，所述芯片具有一有源表面及对应侧对应侧的一无源表面，所述无源表面上设有一背金属层；以及备有一散热片，所述散热片具有一接合表面及一散热表面，所述接合表面上设有多个散热凸块；

(b)在所述芯片的所述背金属层上设置一焊接层；

(c)将所述散热片的所述接合表面朝上，以及将所述芯片的所述背金属层向下，并使所述焊接层抵贴于所述散热片的多个散热凸块上；及

(d)进行一回流焊程序，使所述散热片的散热凸块与所述芯片的背金属层抵接，并且所述焊接层填补于所述多个散热凸块间的空隙之内，

以接合固定所述芯片与所述散热片。

附图说明

图1是本发明一实施例的具有散热片的半导体组装构造的侧视图。

图2A是本发明一实施例的具有散热片的局部立体图。

图2B是本发明另一实施例的具有散热片的局部立体图。

图3A至3D是本发明一实施例的具有散热片的半导体组装构造的组装方法示意图。

图4A至4C是本发明一实施例的具有散热片的制作方法示意图。

图5A至5D是本发明另一实施例的具有散热片的制作方法示意图。

图6是本发明另一实施例的具有散热片的半导体组装构造的侧视图。

具体实施方式

为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：