[发明专利]散热结构、半导体封装装置及半导体封装装置的制造方法

说明书

一种散热结构、半导体封装装置及半导体封装装置的制造方法，散热结构包括一散热金属盖和一仿真硅晶片。散热金属盖具有一盖体与一凹陷部。凹陷部形成于盖体的一面，用以容置一热源。仿真硅晶片位于凹陷部内，仿真硅晶片的一侧固接该散热金属盖，另侧用以热耦接该热源且与该热源电性隔离。半导体封装装置包括一基板、一工作晶片、一散热金属盖及一硅材导热元件。工作晶片固设于基板上，内建有一工作电路。硅材导热元件热耦接工作晶片与散热金属盖，且与工作电路及基板电性隔离。如此，以上架构能够提高位于工作晶片与散热金属盖之间的导热界面的热传导系数，使其有效提升封装散热性能，且降低其热阻。

技术领域

本发明有关于一种散热结构、半导体封装装置及半导体封装装置的制造方法。

背景技术

随着半导体封装模块的体积开始趋于微小化，其效能却是不断增强，也伴随着越高的发热量，需要合适的散热手段才能有效地将热能散去。

然而，目前半导体封装模块普遍使用的导热材料的热传导系数不高，使得相关封装的散热效能无法有效的提升。倘若没有良好的散热方式来排除半导体封装模块的热能，将降低半导体封装模块的整体稳定性及产品寿命。

由此可见，上述作法仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改良。因此，如何能有效地解决上述不便与缺陷，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

为此，本发明提出一种散热结构、半导体封装装置及半导体封装装置的制造方法，用以解决以上先前技术所提到的困难。

本发明的一实施例为提供一种散热结构。散热结构包括一散热金属盖及一仿真硅晶片。散热金属盖具有一盖体与一凹陷部。凹陷部形成于盖体的一面，用以容置一热源。仿真硅晶片位于凹陷部内，仿真硅晶片的一侧固接该散热金属盖，另侧用以热耦接热源且与热源电性隔离。

依据本发明一或多个实施例，在上述的散热结构中，仿真硅晶片包含一硅材本体、多个导热通道、一导热层与多个焊球。硅材本体具有彼此相对的第一面与第二面。这些导热通道彼此并列于硅材本体内。每个导热通道贯穿硅材本体，且连接硅材本体的第一面与第二面。导热层位于硅材本体的第一面，且固接这些导热通道以及散热金属盖之间。这些焊球间隔配置于硅材本体的第二面。每个焊球焊接其中一导热通道，用以固接至热源上。

依据本发明一或多个实施例，在上述的散热结构中，散热金属盖包含一盖体及一凹陷部。盖体具有彼此相对的一内表面与一外表面。凹陷部形成于盖体的内表面，且容纳仿真硅晶片。

依据本发明一或多个实施例，在上述的散热结构中，散热金属盖包含一保护层。保护层覆盖所述盖体的内表面及凹陷部，且于凹陷部内包覆仿真硅晶片。

依据本发明一或多个实施例，在上述的散热结构中，半导体封装装置还包含一包覆材及一填充层。包覆材围绕热源。填充层填充于保护层及包覆材之间，以及保护层与热源之间。

依据本发明一或多个实施例，在上述的散热结构中，仿真硅晶片包含碳化硅。

本发明的一实施例为提供一种半导体封装装置。半导体封装装置包括一基板、一工作晶片、一散热金属盖及一硅材导热元件。工作晶片包含一晶片本体与一工作电路。晶片本体固设于基板上。工作电路内建于晶片本体内，且电连接基板。硅材导热元件热耦接晶片本体与散热金属盖，且与工作电路及基板电性隔离。

依据本发明一或多个实施例，在上述的半导体封装装置中，硅材导热元件包含一硅材本体、一导热层与多个导热通道。硅材本体具有彼此相对的第一面与第二面。这些导热通道彼此并列于硅材本体内。每个导热通道贯穿硅材本体，且连接硅材本体的第一面与第二面。导热层位于硅材本体的第一面，且热耦接这些导热通道及散热金属盖。