CN1665025A - 可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法 - Google Patents

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Abstract

一种可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法包括：一承载件；至少一芯片，接置在该承载件上且电性连接至该承载件；以及形成在该承载件上以包覆该芯片的封装胶体，且该封装胶体中包括一电磁波吸收层，其是一填充有多孔性金属粒子的有机材料，借该多孔性金属粒子吸收该芯片所产生的电磁波并转换成热量，达到提升散热与避免电磁干扰的功效，既可避免电磁干扰的问题，还可减省现有金属屏蔽的设置，大幅提升封装件的电性品质与散热效能，并兼有成本低及重量轻的优点。

Description

可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法
技术领域
本发明是关于一种可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法，特别是关于一种可将该封装件内的电磁波转换成热量而散逸出去、可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法
背景技术
随着电子工业的进步和数字时代的到来，消费者对于电子产品的功能要求也日渐提高，因此，如何突破半导体制造与集成电路设计的技术，制造功能更强大的高频芯片，已成为今日研究的重要课题。对于采用高频芯片的半导体封装件而言，现有的技术是以基板或导线架为芯片的承载件，如图7所示，在该承载件60上粘置高频半导体芯片61，其通过多条焊线64(Wire)电性连接该芯片61表面上的焊垫(Pad)与其对应的承载件60区域，再用封装胶体66包覆该芯片61及焊线64而形成半导体封装件，借该承载件60与外界的电性连接关系，将该芯片61的信号传递至外界电子装置。
然而，对于此类半导体芯片，其运行过程中往往会产生极为严重的电磁波问题，这是由于高频芯片61进行运算或传输时往往会产生很强的电磁波75，它会通过该封装胶体66传到外界，造成周围电子装置的电磁干扰(EMI)问题，同时也可能降低该封装件的电性品质与散热效能，形成高频半导体封装件的一大问题；因此，现有的解决方法是如图8A的剖视图所示，在该封装件的封装胶体66表面再设置一金属屏蔽70，以覆盖该封装件并进行接地，从而借该金属屏蔽70隔绝电磁波75，以阻挡芯片61产生的电磁波75传到外界，发挥电磁遮蔽的功效。
这一改良设计仅是可以防止封装件外部免受电磁干扰，它忽略了封装件内部的问题。该金属屏蔽70虽可阻挡电磁波75传至外界，然由于其无法吸收该电磁波75，故而也将如图8B所示，出现电磁波75在该封装胶体66内不断反射的现象。此时，这些电磁波75非但可能影响芯片61与焊线64的电性传输品质，更将因其能量的衰减而在该封装胶体66中产生大量的热能，大幅增加了该封装件的散热负担。
此外，该金属屏蔽70具有较大的重量与材料成本，其接置方式又难以进行自动化的量产，显然也不符合封装技术轻型化、低成本、高量产等发展趋势，实为高频芯片封装上的一大障碍。
因此，如何开发一种半导体封装件及其制法，能够避免电磁波干扰的问题，同时，可兼顾高散热、低成本与轻薄短小等封装需求，实为此相关领域所迫切待解的课题。
发明内容
为克服现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种将电磁波转换成热量，可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法。
本发明的再一目的在于提供一种散热良好的、可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法。
本发明的另一目的在于提供一种低成本、且制法简易的可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法。
本发明的又一目的在于提供一种重量轻的、可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法。
本发明的再一目的在于提供一种电性品质良好的、可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法。
为达上述及其它目的，本发明的可避免电磁干扰的半导体封装件包括：一承载件；至少一芯片，接置在该承载件上、且电性连接至该承载件；以及形成在该承载件上以包覆该芯片的封装胶体，且该封装胶体中包括一电磁波吸收层，以吸收该芯片所产生的电磁波并转换成热量，其中，该电磁波吸收层是为一填充有多孔性金属粒子的有机材料。
同时，本发明的半导体封装件制法的步骤包括：制备一承载件；将至少一芯片接置在该承载件上，并电性连接该承载件与该芯片；在该承载件上形成一封装胶体以包覆该芯片；以及在该封装胶体上形成一电磁波吸收层，以吸收该芯片所产生的电磁波并转换成热量，其中，该电磁波吸收层是一填充有多孔性金属粒子的有机材料。
上述电磁波吸收层上还接置有一散热片或一封装胶体，且该电磁波吸收层是以印刷(Screen Printing)技术形成的，该电磁波吸收层中的有机材料与该封装胶体是同一材料或不同材料；同时，该承载件可以是一基板或一导线架。
因此，借由本发明的可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法，即可借其电磁波吸收层中的多孔性金属粒子，吸收电磁波并转换成热量，既可避免电磁干扰的问题，还可减省现有金属屏蔽的设置，大幅提升封装件的电性品质与散热效能，并兼有成本低及重量轻的优点，充分突破了现有技术上的瓶颈。
附图说明
图1是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的较佳实施例剖视图；
图2A至图2D是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的较佳实施例的制法流程图；
图3是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的实施例2剖视图；
图4是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的实施例3剖视图；
图5是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的实施例4剖视图；
图6是本发明的可避免电磁干扰半导体封装件的实施例5剖视图；
图7是现有半导体封装件的剖视图；
图8A是现有设置有金属屏蔽的半导体封装件剖视图；以及
图8B是现有设置有金属屏蔽的半导体封装件的电磁波反射示意图。
具体实施方式
以下是借由特定的具体实例说明本发明的实施方式。
实施例1
本发明所提供的可避免电磁干扰的半导体封装件的较佳实施例即如图1的剖视图所示，这一实施例是以基板10作为芯片承载件，并包括以其非作用表面11b接置在该基板10上的高频芯片11，该芯片11是以多条焊线12电性连接至该基板10上的导电迹线层(图未标)，且该基板10上是形成一例如环氧树脂的封装胶体15，包覆该芯片11与焊线12；同时，该封装胶体15中包括一电磁波吸收层20，以吸收该芯片11所产生的电磁波并转换成热量，本实施例中该电磁波吸收层20是形成在该封装胶体15表面上，其也可设计在该封装胶体15之中。
上述电磁波吸收层20是一填充有多孔性金属粒子21的有机材料22，该有机材料22可以是与该封装胶体15相同的环氧树脂，也可以是其它树脂材料，该多孔性金属粒子21则是具有纳米级尺寸孔洞23的金属粒子21，其是均匀填充在该有机材料22中；因此，当该芯片11在运行过程产生电磁波时，该电磁波将射向该电磁波吸收层20，并受该多孔性金属粒子21的捕捉吸收，不会反射回该芯片11或基板10的表面。此时，该金属粒子21的多孔设计将使该受捕捉的高能态(Excited State)电磁波的振动幅度大为降低，进而产生动能减少与能量衰减的现象，不但不会继续反射，它还会由于能阶的下降而使其能量转换为热能，从而以热的形式散逸出该封装件之外。这不但解决了现有技术上的电磁干扰与电磁波反射等问题，更可通过该电磁波吸收层20的能量转换机制，提升整体封装件的散热效能，并大幅降低了制造成本与结构重量。
图2A至图2D即上述实施例的制法流程图；首先，如图2A所示，置备一承载有芯片11的基板10；其次，如图2B，以多条焊线12电性连接该芯片11作用表面11a上的焊垫(图未标)与该基板10上的导电迹线层，进行电信号的传输；接着，如图2C所示，进行一现有的模压工序，以借工序中的上、下模具(图未标)，在该基板10的上表面上形成一封装胶体15，包覆该芯片11与该多条焊线12；最后，如图2D，以印刷(Screen Printing)技术在该封装胶体15的表面上形成一电磁波吸收层20，该电磁波吸收层20是一填充有多孔性金属粒子21的有机材料22，该电磁波吸收层20也可以其它制法形成，同时，在该基板10的下表面形成多个焊球25，以将该芯片11的电信号传递至外界。
实施例2
本发明所揭示的半导体封装件并非仅限于上述实施例的结构，它还可如图3的实施例2，再在该电磁波吸收层20上接置一散热片30，此时，电磁波在该电磁波吸收层20中所转换而得的热量，可经由与其直接接触的散热片30快速散逸至外界，更加提升了整体封装件的散热效能；
实施例3
此外，也可如图4的实施例3，在该电磁波吸收层20上再形成一层封装胶体35，也可强化本发明的结构并达到所需的功效。该封装胶体35可以是包覆该芯片11的封装胶体15，也可为其它胶体材料。
实施例4
同时，上述各实施例均是以焊线12作为芯片11的电性连接方式，本发明的设计并非仅限于此。如图5所示的实施例4，是以覆晶(FlipChip)的方式接置该芯片11，以借多个导电凸块40(Bump)电性连接该芯片11与基板10，再在封装胶体15上形成上述电磁波吸收层20，也可发挥相同的功效。
实施例5
此外，本发明的实施例也非仅限于以基板10作为封装件的芯片承载件，如图6所示的实施例5，即是将芯片11接置在一导线架50上，再以多条焊线12电性连接该芯片11与该导线架50的多条管脚51，再如上述在封装胶体15上形成一电磁波吸收层20，则同样可达到避免电磁干扰、增进散热与减低重量等诸多功效。
综上所述，本发明所提出的可避免电磁干扰的半导体封装件及其制法，确可借由其电磁波吸收层中的多孔性金属粒子，发挥吸收电磁波并转换成热量的功效，既可避免电磁干扰的问题，还可省去现有上金属屏蔽的设置，大幅提升封装件的电性品质与散热效能，并兼有成本低廉及重量轻的优点。

Claims (25)

1.一种可避免电磁干扰的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件包括：
承载件；
至少一芯片，接置在该承载件上、且电性连接至该承载件；以及
封装胶体，形成在该承载件上以包覆该芯片，且该封装胶体中包括一电磁波吸收层，以吸收该芯片所产生的电磁波，其中，该电磁波吸收层是一填充有多孔性金属粒子的有机材料。
2.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层是将所吸收的电磁波转换成热量。
3.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层是形成在该封装胶体的表面。
4.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层是形成在该封装胶体之内。
5.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层是以印刷技术形成的。
6.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层是借该多孔性金属粒子吸收该电磁波，进而降低该电磁波的能量。
7.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层的有机材料与该封装胶体是同一材料。
8.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电磁波吸收层的有机材料与该封装胶体是不同材料。
9.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括一接置在该封装胶体上的散热片。
10.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该芯片是以焊线方式电性连接至该承载件。
11.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该芯片是以覆晶方式电性连接至该承载件。
12.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该承载件是一基板。
13.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该承载件是一导线架。
14.一种可避免电磁干扰的半导体封装件制法，其特征在于，该半导体封装件制法的步骤包括：
制备一承载件；
将至少一芯片接置在该承载件上，并电性连接该承载件与该芯片；
在该承载件上形成一封装胶体以包覆该芯片；以及
在该封装胶体上形成一电磁波吸收层，吸收该芯片所产生的电磁波，其中，该电磁波吸收层是一填充有多孔性金属粒子的有机材料。
15.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层是将所吸收的电磁波转换成热量。
16.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层上还接置有一散热片。
17.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层上还形成有一封装胶体。
18.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层是以印刷技术形成的。
19.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层是借该多孔性金属粒子吸收该电磁波，进而降低该电磁波的能量。
20.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层的有机材料与该封装胶体是同一材料。
21.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该电磁波吸收层的有机材料与该封装胶体是不同材料。
22.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该芯片是以焊线方式电性连接至该承载件。
23.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该芯片是以覆晶方式电性连接至该承载件。
24.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该承载件是一基板。
25.如权利要求14所述的半导体封装件制法，其特征在于，该承载件是一导线架。
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