TWI724592B

TWI724592B - 散熱元件及半導體封裝件

Info

Publication number: TWI724592B
Application number: TW108138742A
Authority: TW
Inventors: 楊皓宇
Original assignee: 大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2021-04-11
Also published as: TW202117958A

Abstract

一種散熱元件，包括：一絕緣層；一第一黏結層；一散熱膜；一第二黏結層，其中該第一黏結層、該散熱膜及該第二黏結層係由近而遠依序配置在該絕緣層的一側；以及至少一水氧阻隔膜，配置於該第一黏結層的表面上及/或該第二黏結層的表面上。

Description

散熱元件及半導體封裝件

本發明係關於半導體領域，尤指一種散熱元件以及半導體封裝件。

在半導體領域中，晶片的可靠度是一個重要的議題，而晶片的散熱性能將直接影響晶片的可靠度。因此，眾多業者會在晶片上配置散熱元件以協助晶片散熱，例如，在一習知的技術方案中，其揭露一種半導體裝置及電子機器，其係透過在一絕緣膜上配置一散熱板以提高散熱作用，從而防止一半導體元件因動作時的發熱而失能或產生錯誤動作。

然而，上述的散熱板卻容易因水氣或氧氣的入侵而劣化其散熱性能，從而影響到半導體元件的工作穩定性和工作壽命。

為解決上述問題，本領域亟需一種新穎的散熱元件及半導體封裝件。

本發明之一目的在於揭露一種散熱元件，其可藉由在內部設置之水氧阻隔膜有效阻隔水氧進入其內含之散熱膜，從而確保散熱膜的良好散熱效果，同時確保散熱元件的散熱穩定性。

本發明之另一目的在於揭露一種半導體封裝件，其可藉由將具有水氧阻隔膜的散熱元件封裝在其中，以使其所含之晶片獲得較佳的散熱效果，從而提供穩定的工作表現及較長的工作壽命。

為達上述目的，一種散熱元件乃被提出，且其包括：

一絕緣層；一第一黏結層；一散熱膜；一第二黏結層，其中該第一黏結層、該散熱膜以及該第二黏結層係由近而遠依序配置在該絕緣層的一側；以及至少一水氧阻隔膜，配置於該第一黏結層的表面上及/或該第二黏結層的表面上。

在一實施例中，所述至少一水氧阻隔膜包括一第一水氧阻隔膜，且該第一水氧阻隔膜配置於該絕緣層以及該第一黏結層之間。

在一實施例中，所述至少一水氧阻隔膜還包括一第二水氧阻隔膜，且該第二水氧阻隔膜配置於該第二黏結層以及該散熱膜之間。

在一實施例中，該散熱元件還包括：

一離型層，配置於該第二黏結層遠離該散熱膜的表面上，且該第二水氧阻隔膜配置於該離型層遠離該第二黏結層的表面上。

在可能的實施例中，該散熱膜包括一鋁散熱膜及/或一石墨散熱膜。

在一實施例中，該第一黏結層、該散熱膜、該水氧阻隔膜及該第二黏結層在該絕緣層上的正投影位於該絕緣層的區域內。

在可能的實施例中，該水氧阻隔膜包括一阻水層及/或一阻氧層。

在一實施例中，該絕緣層遠離該第一黏結層的表面上設置有至少一對位標記。

在可能的實施例中，該至少一對位標記為十字對位標記或T字對位標記。

為達上述目的，本發明進一步提出一種半導體封裝件，其包括：

一覆晶薄膜，包括一載體薄膜以及一晶片，且該晶片配置於該載體薄膜上；以及一上述的散熱元件，配置於該載體薄膜遠離該晶片的表面上。

應用本發明的技術方案，上述的散熱元件中包括至少一層水氧阻隔膜，且所述至少一層水氧阻隔膜係配置於該第一黏結層的表面上及/或該第二黏結層的表面上以阻隔水氧進入散熱膜，從而確保了散熱膜的良好散熱效果，及確保了散熱元件的散熱穩定度。

為使　貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

本發明的原理在於：散熱元件係以一多層疊接結構實現，其包括一絕緣層、一第一黏結層、一散熱膜及一第二黏結層；該第一黏結層、該散熱膜及該第二黏結層係由近而遠依序配置在該絕緣層的一側；且該多層疊接結構中配置有至少一水氧阻隔膜於該第一黏結層的表面上及/或該第二黏結層的表面上。

請參考圖1，本發明的散熱元件包括一絕緣層10、一第一水氧阻隔膜20、一第一黏結層30、一散熱膜40及一第二黏結層60，其中該第一黏結層30、該散熱膜40以及該第二黏結層60係由近而遠依序配置在該絕緣層10的一側，且該第一水氧阻隔膜20係配置於該第一黏結層30的表面上，具體而言，該第一水氧阻隔膜20係配置於該絕緣層10及該第一黏結層30之間以阻隔水氧進入該散熱膜40。也就是說，該第一水氧阻隔膜20可以從該絕緣層10的一側阻隔水氧以確保該散熱膜40的良好散熱效果，同時確保該散熱元件的散熱穩定度。值得一提的是，圖1僅繪示出單一層第一水氧阻隔膜20的情況，而實際上，本發明的散熱元件可包括複數層第一水氧阻隔膜20，且複數層第一水氧阻隔膜20可層疊配置於該絕緣層10及該第一黏結層30之間。

另外，請參考圖2，在本發明的散熱元件的另一實施例中，本發明的散熱元件還包括一第二水氧阻隔膜50，且該第二水氧阻隔膜50係配置於該第二黏結層60及該散熱膜40之間。因此，本發明的散熱元件不僅可以從該絕緣層10的一側阻隔水氧進入該散熱膜40，還可以從遠離該絕緣層10的一側阻隔水氧進入該散熱膜40，以更完美地阻隔水氧以更加確保其散熱效果不受水氧影響，從而提供穩定的散熱功能及較長的工作壽命。值得一提的是，圖2僅繪示出單一層第二水氧阻隔膜50的情況，實際上，該水氧阻隔膜可包括複數層第二水氧阻隔膜50，且複數層第二水氧阻隔膜50可層疊配置於該第二黏結層60及該散熱膜40之間。

也就是說，所述水氧阻隔膜的數量可為一個或多個，在數量為一個的情況下，一所述水氧阻隔膜可以設置在該第一黏結層30的表面上或該第二黏結層60的表面上；而當數量為多個的情況下，多個所述水氧阻隔膜可以全部配置在該第一黏結層30的表面上，也可以全部配置在該第二黏結層60的表面上，或是一些配置在該第一黏結層30的表面上，而另一些配置在該第二黏結層60的表面上，本發明對此並不加以限制。

在其它較佳的實施例中，本發明的散熱元件還可包括至少一層第三水氧阻隔膜(未繪示)，且所述第三水氧阻隔膜可配置於該第一黏結層30以及該散熱膜40之間。藉由這樣的配置，同樣也能增進阻隔水氧進入該散熱膜40的效果。

除此之外，所述水氧阻隔膜可為任何阻隔水氣、氧氣的材料層。具體而言，所述水氧阻隔膜可包括一阻水層及/或一阻氧層，換言之，所述水氧阻隔膜可以僅包括該阻水層，也可以僅包括該阻氧層，或者是同時包括該阻水層以及該阻氧層，當然，同時包括阻水層及阻氧層的水氧阻隔膜的水氧阻隔效果最好。而在材料選用方面，所述水氧阻隔膜可以由有機材料構成，也可以由無機材料構成，甚至可以由有機材料及無機材料混合構成。在僅由有機材料構成的情況下，所述水氧阻隔膜可以由至少一層阻氧層及至少一層阻水層層疊形成，也可以是由一整層的阻水層形成或由一整層的阻氧層形成；而在僅由無機材料構成的情況下，所述水氧阻隔膜可以由一整層的阻水層形成或由一整層的阻氧層形成。

更進一步而言，該有機材料可包含聚偏氯乙烯(PVDC)、環氧樹脂、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚醯胺(PA)及聚醯亞胺(PI)等選項中的至少一種材料；而該無機材料可包含氧化矽、氮化矽及氧化鈦等選項中的至少一種材料。另一方面，該阻水層的材料可為聚偏氯乙烯(PVDC)或環氧樹脂，而該阻氧層的材料可為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。

另外，由於本發明的散熱元件需要貼附在其它的元件上，在其它較佳的實施例中，該絕緣層10遠離該第一黏結層30的表面上設置有至少一對位標記，以使該散熱元件能更加準確地貼附在其它元件的預定區域上。值得一提的是，所述至少一對位標記可為任何易於辨識的形狀，例如十字對位標記或T字對位標記，或者是其它更複雜的形狀，本發明對此並不加以限制。當然在實際應用上，對位標記的個數和形狀最好能對應欲貼附的元件的預定區域上的對位標記的個數和形狀。

另一方面，該散熱膜40可以選用現有技術中任何具有散熱效果的材料。為了進一步提昇該散熱膜40的散熱效果，該散熱膜40可包括一鋁散熱膜及/或一石墨散熱膜。換言之，該散熱膜40可以僅包括鋁散熱膜，也可以僅包括石墨散熱膜，甚至可以同時包括層疊配置的鋁散熱膜及石墨散熱膜，本發明對此並不加以限制。

請參考圖3，在本發明的散熱元件的另一實施例中，該第一黏結層30、該散熱膜40、多層水氧阻隔膜(包括該第一水氧阻隔膜20以及該第二水氧阻隔膜50)以及該第二黏結層60在該絕緣層10上的正投影係位於該絕緣層10的區域內，依此安排即可防止本發明的散熱元件在與其他半導體元件黏結時發生溢膠現象，從而進一步確保散熱元件的良好散熱效果。

在其它較佳的實施例中，散熱元件還包括一離型層，該離型層配置於該第二黏結層60遠離該散熱膜40的表面上，且該第二水氧阻隔膜50配置於該離型層遠離該第二黏結層60的表面上。藉由這樣的安排，技術人員即可先將離型層撕去後再將該第二黏結層60貼附在對應元件的預定區域上，以達到保護該第二黏結層60的效果。

依上述的說明，本發明進一步提出一種半導體封裝件。請參考圖4，其為本發明之半導體封裝件之一實施例的結構示意圖。如圖4所示，本發明的半導體封裝件包括一覆晶薄膜(COF)及如上述之一散熱元件01，其中，該覆晶薄膜包括一載體薄膜02以及一晶片03，該晶片03配置於該載體薄膜02的一表面上，且該散熱元件01配置於該載體薄膜02的遠離該晶片03的另一表面上。由於該半導體封裝件的散熱元件01係由上述的散熱元件實現，因此該半導體封裝件中的晶片03能夠獲得良好的散熱效果，從而有較穩定的工作表現及較長的工作壽命。

綜上所述，本發明提供的散熱元件及半導體封裝件具有以下的效果：

(1)本發明的散熱元件可藉由在內部設置之水氧阻隔膜有效阻隔水氧進入其內含之散熱膜，從而確保散熱膜的良好散熱效果，同時確保散熱元件的散熱穩定性。

(2)本發明的半導體封裝件可藉由將具有水氧阻隔膜的散熱元件封裝在其中，以使其所含之晶片獲得較佳的散熱效果，從而提供穩定的工作表現及較長的工作壽命。

本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推之者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。

01:散熱元件 10:絕緣層 20:第一水氧阻隔膜 30:第一黏結層 40:散熱膜 50:第二水氧阻隔膜 60:第二黏結層 02:載體薄膜 03:晶片

圖1繪示了本發明的散熱元件的一種實施例的結構示意圖。圖2繪示了本發明的散熱元件的另一種實施例的結構示意圖。圖3繪示了本發明的散熱元件的另一種實施例的結構示意圖。圖4繪示了本發明的半導體封裝件的一種實施例的結構示意圖。

10:絕緣層

20:第一水氧阻隔膜

30:第一黏結層

40:散熱膜

60:第二黏結層

Claims

一種散熱元件，包括：一絕緣層；一第一黏結層；一散熱膜；一第二黏結層，其中該第一黏結層、該散熱膜及該第二黏結層係由近而遠依序配置在該絕緣層的一側；以及至少一水氧阻隔膜，配置於該第一黏結層的表面上及/或該第二黏結層的表面上。
如申請專利範圍第1項所述之散熱元件，其中所述至少一水氧阻隔膜包括一第一水氧阻隔膜，且該第一水氧阻隔膜配置於該絕緣層以及該第一黏結層之間。
如申請專利範圍第2項所述之散熱元件，其中所述至少一水氧阻隔膜還包括一第二水氧阻隔膜，且該第二水氧阻隔膜配置於該第二黏結層以及該散熱膜之間。
如申請專利範圍第3項所述之散熱元件，還包括：一離型層，配置於該第二黏結層遠離該散熱膜的表面上，且該第二水氧阻隔膜配置於該離型層遠離該第二黏結層的表面上。
如申請專利範圍第1項所述之散熱元件，其中該散熱膜包括一鋁散熱膜及/或一石墨散熱膜。
如申請專利範圍第1項所述之散熱元件，其中該第一黏結層、該散熱膜、該水氧阻隔膜及該第二黏結層在該絕緣層上的正投影位於該絕緣層的區域內。
如申請專利範圍第1項所述之散熱元件，其中所述水氧阻隔膜包括一阻水層及/或一阻氧層。
如申請專利範圍第1項所述之散熱元件，其中該絕緣層遠離該第一黏結層的表面上設置有至少一對位標記。
如申請專利範圍第8項所述之散熱元件，其中該至少一對位標記為十字對位標記或T字對位標記。
一種半導體封裝件，包括：一覆晶薄膜，包括一載體薄膜以及一晶片，且該晶片配置於該載體薄膜上；以及如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之散熱元件，配置於該載體薄膜遠離該晶片的表面上。