电子封装件的制作方法

本发明有关一种电子封装件，尤指一种具有散热结构的电子封装件。

背景技术：

1、随着各种需要高速运算的应用与技术，例如电竞游戏、高解析度影音多媒体及自动驾驶等的兴起与蓬勃发展，以及对于相关设备小型化的要求，采用如覆晶球栅阵列(flipchip ball grid array，简称fcbga)等形式的封装结构的半导体芯片(ic)内所含有的元件数量不仅日益增加，处理及运算速度也越来越快，使得其中产生的热量也越来越可观，对散热结构的要求也跟着越来越高。

2、图1为现有半导体封装件1的剖面示意图，该半导体封装件1包括一封装基板11、以覆晶方式安装于封装基板11上侧的半导体芯片12以及一散热片13。

3、该散热片13的材质为铜，该半导体芯片12的材质为硅，为提升散热片13及半导体芯片12二者的接合效果及散热效果，业界通常会在该半导体芯片12背面增设背侧金属(back side metallization,bsm)15及导热介面材料(thermal interface material,tim)14，其中，考量铟金属片具有高达86w/mk的导热系数，且其柔软的特性可以承受产品运作过程所产生的热应力，因此半导体业界多采用铟金属片作为该导热介面材料14。

4、再者，随着产品轻薄的需求，铟金属片的厚度和重量也不断缩小，这导致封装的技术上面临新的挑战，例如现阶段为了防止封装作业过程中，轻薄的铟金属片无法完美对齐半导体芯片12的位置甚至受到生产线管道气流吹离产品表面，故会在导热介面材料14与背侧金属15之间涂上一层粘着剂16将其固定。

5、然而，半导体封装件在信赖性的热循环测试中会产生翘曲，所以无论控制多少粘着剂用量，都会将其挤进铟金属片内缘，导致无法完全挥发。此外，前述粘着剂的成分为高分子材料，该粘着剂在铟金属片与背侧金属接合时会形成阻碍，不仅导致接合不完全，同时也造成散热性能的流失。

6、因此，如何克服上述现有技术的问题，实已成目前亟欲解决的课题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的种种缺失，本发明提供一种电子封装件，包括：承载结构；电子元件，设于该承载结构上；散热结构，设于该电子元件上；导热介面材料，供该散热结构通过该导热介面材料接置于该电子元件上；背侧金属，设于电子元件上，并与该导热介面材料相连接；以及液态金属，设于导热介面材料与背侧金属间，并与该导热介面材料结合。

2、前述的电子封装件中，该电子元件具有相对的作用面与非作用面，并以覆晶方式令该作用面通过多个导电凸块电性连接该承载结构。

3、前述的电子封装件中，该散热结构具有顶片及支撑脚，该支撑脚的一端结合该顶片，另一端设于该承载结构上，且令顶片的底面则与电子元件的顶面相对。

4、前述的电子封装件中，该导热介面材料为液态金属、金属层或具有导热性的胶体。

5、前述的电子封装件中，该导热介面材料为铟金属层。

6、前述的电子封装件中，该背侧金属包含铝层、钛层、铬层、镍层、镍钒合金层及铜层至少一者。

7、前述的电子封装件中，该液态金属包含有镓金属粒子。

8、前述的电子封装件中，该液态金属作为该导热介面材料与该背侧金属间的固定材料，并于高温熔解进该导热介面材料中。

9、前述的电子封装件中，该液态金属具有粘性可限制该导热介面材料相对该背侧金属位移。

10、前述的电子封装件中，该液态金属的分布区域占该背侧金属分布面积最多为1％。

11、前述的电子封装件中，该液态金属熔解至该导热介面材料中而形成有多个金属粒子。例如，该金属粒子具有第一热传导系数，该导热介面材料具有第二热传导系数，且该第一热传导系数小于该第二热传导系数。

12、前述的电子封装件中，该液态金属设于对应该电子元件中心位置，在加热加压后该金属粒子分布于对应该电子元件中心位置。亦或该液态金属设于对应该电子元件周围，在加热加压后该金属粒子分布于该电子元件周围。

13、通过本发明的实施，主要将液态金属设于导热介面材料与背侧金属之间，因液态金属具有粘性可限制导热介面材料相对背侧金属位移，避免后续制程导热介面材料因偏移造成散热结构与电子元件结合性不佳，而影响电子封装件的散热效率。此外，该液态金属可高温熔解进该导热介面材料中，不但不会影响该导热介面材料与该背侧金属的接合，更可以紧密贴合该电子元件表面，以提升电子封装件的散热效率。

技术特征：

1.一种电子封装件，包括：

2.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该电子元件具有相对的作用面与非作用面，并以覆晶方式令该作用面通过多个导电凸块电性连接该承载结构。

3.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该散热结构具有顶片及支撑脚，该支撑脚的一端结合该顶片，另一端设于该承载结构上，且令顶片的底面则与电子元件的顶面相对。

4.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该导热介面材料为液态金属、金属层或具有导热性的胶体。

5.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该导热介面材料为铟金属层。

6.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该背侧金属包含铝层、钛层、铬层、镍层、镍钒合金层及铜层至少一者。

7.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该液态金属包含有镓金属粒子。

8.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该液态金属作为该导热介面材料与该背侧金属间的固定材料，并于高温熔解进该导热介面材料中。

9.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该液态金属具有粘性可限制该导热介面材料相对该背侧金属位移。

10.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该液态金属的分布区域占该背侧金属分布面积最多为1％。

11.如权利要求1所述的电子封装件，其中，该液态金属熔解至该导热介面材料中而形成有多个金属粒子。

12.如权利要求11所述的电子封装件，其中，该金属粒子具有第一热传导系数，该导热介面材料具有第二热传导系数，且该第一热传导系数小于该第二热传导系数。

13.如权利要求11所述的电子封装件，其中，该液态金属设于对应该电子元件中心位置，在加热加压后该金属粒子分布于对应该电子元件中心位置。

14.如权利要求11所述的电子封装件，其中，该液态金属设于对应该电子元件周围，在加热加压后该金属粒子分布于该电子元件周围。

技术总结一种电子封装件，包括承载结构、设于该承载结构上的电子元件、通过导热介面材料接置于该电子元件上的散热结构、设于电子元件上并与该导热介面材料相连接的背侧金属以及设于导热介面材料与背侧金属间的液态金属，以利用该液态金属表面粘性限制导热介面材料相对背侧金属位移，避免导热介面材料因偏移造成散热结构与电子元件结合性不佳，而影响电子封装件的散热效率。技术研发人员：李权舜,邓汶瑜,洪良易受保护的技术使用者：矽品精密工业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10