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1、(10)申请公布号 CN 104022086 A (43)申请公布日 2014.09.03 CN 104022086 A (21)申请号 201310066620.0 (22)申请日 2013.03.01 H01L 23/34(2006.01) H01L 23/31(2006.01) (71)申请人 日月光半导体制造股份有限公司 地址 中国台湾高雄市 (72)发明人 粘为裕 黄国峰 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 赵根喜 吕俊清 (54) 发明名称 半导体封装结构与其制造方法 (57) 摘要 本发明的目的在于提供一种半导体封装结构 与其制造方法， 所述。
2、半导体封装结构包括基板、 至 少一电子元件、 加热层、 绝缘层以及电磁遮蔽层。 基板包括第一接垫以及第二接垫， 电子元件装设 于基板上， 加热层位于电子元件之上， 且提供一热 能至电子元件， 且加热层与第一接垫以及第二接 垫电性连接， 电磁遮蔽层位于加热层之上， 而绝缘 层位于加热层与电磁遮蔽层之间。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104022086 A CN 104022086 A 1/1 页 2 1. 一种半导体封装结构， 。
3、其特征在于该半导体封装结构包括 ： 基板， 包括第一接垫以及第二接垫 ； 至少一电子元件， 装设于该基板上 ； 加热层， 位于该电子元件的四周及上方， 该加热层提供热能至该电子元件， 且该加热层 与该第一接垫以及该第二接垫电性连接 ； 以及 电磁遮蔽层， 位于该加热层的外侧 ； 绝缘层， 位于该加热层与该电磁遮蔽层之间。 2. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该第一接垫连接外部电源， 而该 第二接垫为接地接垫。 3. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该半导体封装结构还包括模封 层， 该模封层位于该电子元件与该加热层之间， 且该模封层包覆该电子元件。 4. 如。
4、权利要求 3 所述的半导体封装结构， 其特征在于该加热层通过该模封层以提供热 能至该电子元件。 5. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该加热层与该电子元件之间形成 空腔。 6. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该半导体封装结构还包括传热 层， 该传热层位于该电子元件上方， 并且与该电子元件以及该加热层接触。 7. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该第一接垫以及该第二接垫配置 于该基板的表面。 8. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该第一接垫以及该第二接垫配置 于该基板的侧面。 9. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 。
5、其特征在于该电磁遮蔽层为金属盖。 10. 如权利要求 1 所述的半导体封装结构， 其特征在于该电磁遮蔽层为导电薄膜。 权 利 要 求 书 CN 104022086 A 2 1/5 页 3 半导体封装结构与其制造方法 技术领域 0001 本发明有关于一种半导体封装结构， 且特别是有关于具有加热层的半导体封装结 构。 背景技术 0002 目前的电子系统或电子装置大多包括有多个半导体封装结构。一般而言， 半导体 封装结构包括多个装设于基板的电子元件， 并且依照工艺需求而设计不同的电性连接方 式。当电子系统或电子装置运作时， 这些电子元件需达到其操作温度。 0003 一般而言， 为使电子系统或电子装置。
6、在其工作温度正常的情况下运作， 通常会于 电子系统或电子装置配置加热系统， 以使电子系统或电子装置的温度达到操作温度。关于 现有的电子系统或电子装置， 常见的加热系统是以管状或是平面式的灯管提供热能至电子 元件， 从而电子元件可通过此热能而升温至操作温度。 0004 不过， 随着电子系统或电子装置的轻薄化， 半导体封装结构的设计也越趋密集化 以及复杂化， 使得半导体封装结构趋于微小化， 因此， 加热系统的装设难度也提高。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种半导体封装结构， 其所具有的加热层可以提供热能至 电子元件。 0006 本发明实施例提供一种半导体封装结构， 所述半导体封装结构包。
7、括基板、 至少一 电子元件加热层、 绝缘层以及电磁遮蔽层。 基板包括第一接垫以及第二接垫， 电子元件装设 于基板上， 加热层位于电子元件之上， 且提供一热能 至电子元件， 且加热层与第一接垫以 及第二接垫电性连接， 电磁遮蔽层位于加热层之上， 而绝缘层位于加热层与电磁遮蔽层之 间。 0007 综上所述， 所述半导体封装结构具有加热层。 当外部电源施加于所述加热层时， 利 用电能转换成热能的效应， 加热层能产生热能， 使得电子元件可通过此热能而升温至操作 温度。 0008 为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、 方法及功效， 请参阅 以下有关本发明的详细说明、 图式， 相信本发明的。
8、目的、 特征与特点， 当可由此得以深入且 具体的了解， 然而所附图式与附件仅提供参考与说明用， 并非用来对本发明加以限制者。 附图说明 0009 图 1A 是本发明第一实施例的半导体封装结构的俯视示意图。 0010 图 1B 是图 1A 中沿线 P-P 剖面所绘示的剖面示意图。 0011 图 2 是本发明第二实施例的半导体封装结构的剖面示意图。 0012 其中， 附图标记说明如下 ： 0013 100、 200 半导体封装结构 说 明 书 CN 104022086 A 3 2/5 页 4 0014 110 基板 0015 112 第一接垫 0016 114 第二接垫 0017 120 电子元件。
9、 0018 130、 230 加热层 0019 140、 240 绝缘层 0020 150、 250 电磁遮蔽层 0021 160 传热层 0022 260 模封层 0023 C1 空腔 具体实施方式 0024 在随附图式中展示一些例示性实施例， 而在下文将参阅随附图式以更充分地描述 各种例示性实施例。 值得说明的是， 本发明概念可能以许多不同形式来体现， 且不应解释为 限于本文中所阐述的例示性实施例。具体来说， 提供诸等例示性实施例使得本发明将为详 尽且完整， 且将向本领域技术人员充分传达本发明概念的范畴。 在每一图式中， 可为了清楚 明确而夸示层及区的大小及相对大小， 而且类似数字指示类似。
10、元件。 0025 虽然本文中可能使用术语第一、 第二、 第三等来描述各种元件， 但此等元件不应受 此等术语限制。 此等术语乃用以区分一元件与另一元件， 因此， 下文论述的第一元件可称为 第二元件而不偏离本发明概念的教示。另外， 本文中可能使用术语 “及 / 或” ， 此乃指示包括 相关联的列出项目中的任一及一或多的所有组合。 0026 本发明的半导体封装结构是利用加热层来加热电子元件， 使得电子元件可在低温 环境中维持正常的运作功能。本发明的半导体封装结构包括多种实施例， 以下将配合图 1 至图 2 来说明上述半导体封装结构。 0027 第一实施例 0028 图 1A 为本发明实施例的半导体封。
11、装结构的俯视示意图， 图 1B 是图 1A 中沿线 P-P 剖面所绘示的剖面示意图。请参阅图 1A 与图 1B， 半导体封装结构 100 包括基板 110、 电子 元件 120、 加热层 130、 绝缘层 140 以及电磁遮蔽层 150。电子元件 120 装设 (mount) 于基板 110 上方， 加热层 130 位于电子元件 120 的四周及上方， 而且加热层 130 与基板 110 电性连 接， 电磁遮蔽层 150 位于加热层 130 之上， 而绝缘层 140 位于加热层 130 与电磁遮蔽层 150 之间。 0029 基板 110 为电路及各种电子元件所配置的载板 （carrier） 。
12、， 因此， 基板 110 上通常 配置有接合垫 （bonding pad） 及线路 （trace） ( 未绘示 )。基板 110 包括第一接垫 112 以及 第二接垫 114。于本实施例中， 第一接垫 112 以及第二接垫 114 配置于基板 110 中， 其中第 一接垫 112 与外部电源电性连接， 而第 二接垫 114 为一接地接垫。值得注意的是， 第一接 垫 112 以及第二接垫 114 的设置位置可以依照电路的配置需求而设计， 例如是设置于基板 110 的表面或者是侧面。本发明并不对第一接垫 112 以及第二接垫 114 加以限定。 0030 此外， 基板 110 的材料通常包括环氧树。
13、脂 （Epoxy resin） 、 氰脂树脂核心薄板 （Cyanate ester core,CE core） 、 或者是双顺丁烯二酸酰亚胺核心薄板 （Bismaleimide 说 明 书 CN 104022086 A 4 3/5 页 5 core,BMI core） 等材料。 0031 电子元件 120 配置于基板 110 上， 而电子元件 120 与基板 110 电性连接以传递电 信号。在实务中， 基板 110 的接合垫及线路可依电子元件 120 的摆设需求而设计。电子元 件120可以是以多种方式与基板110电性连接， 例如是打线方式 （wire bonding） 、 覆晶方式 （flip。
14、 chip） 或其他封装方法与基板的接合垫及 / 或线路电性连接。 0032 另外， 于本实施例中， 电子元件 120 可以包括各种类型， 而这些电子元件 120 的种 类并不完全相同。多个电子元件 120 可以是不同的电子元件， 例如是芯片、 晶体管、 二极管、 电容或者是电感等。不过， 本发明并不对电子元件 120 的种类加以限定。 0033 加热层 130 位于电子元件 120 的四周及上方， 加热层 130 提供热能至电子元件 120， 且加热层 130 与第一接垫 112 以及第二接垫 114 电性连接。详细而言， 加热层 130 罩 盖于电子元件 120 的四周及上方且延伸至基板 。
15、110 上。加热层 130 与基板 110 相接触且加 热层 130 与电子元件 120 之间形成空腔 C1。外部电源通过第一接垫 112 而通入至加热层 130， 而外部电源通过第二接垫 114 而流出。由于加热层 130 具有阻抗， 因此外部电流流经 加热层 130 时， 加热层 130 会产生热量。通过电能转换成热能的效应， 加热层 130 即开始发 热， 并且加热位于空腔 C1 内的气体 （例如空气） 。据此， 加热层 130 可以提供热能至电子元 件 120。 0034 值得说明的是， 加热层 130 可为导电材料所制成的膜层， 例如加热层 130 是以 铜、 铝或是银化镍等金属材料。
16、所制成的膜层。不过， 加热层 130 也可以 是由导电高分子 材料所制成， 例如， 聚苯胺 （Polyaniline， PAn)、 聚砒咯 （Polypyrrole， PYy）或是聚赛吩 （Polythiophene， PTh） 等材料。此外， 于不同的发明实施例中， 加热层 130 也可以是导电复 合材料， 例如是于高分子材料中掺入碳纤维 (carbon fiber) 或者是导电碳黒 (conductive carbon black)。然而， 本发明并不限定加热层 130 的材料。 0035 此外， 为使加热层 130 能更加快速地提供电子元件 120 热能， 半导体封装结构 100 还包括。
17、传热层160， 传热层160位于电子元件120上方， 并且与电子元件120以及加热层130 接触。传热层 160 为高导热的绝缘材料， 用以作为热传介质以传导热能， 一般而言， 传热层 160 可通过涂布或印刷等方式而形成于电子元件 120 的外表面， 据此， 加热层 130 所产生的 热能得以通过传热层 160 更有效率地传导至电子元件 120。 0036 电磁遮蔽层 150 位于加热层 130 的外侧， 绝缘层 140 位于加热层 130 与电磁遮蔽 层 150 之间， 而电磁遮蔽层 150 为导电材料所制成， 例如是以金属材料、 导电高分子材料或 者是导电复合材料所制成。于本实施例中， 。
18、电磁遮蔽层 150 为一电磁屏蔽体， 罩盖电子元件 120 的四周。 0037 绝缘层140形成于电磁遮蔽层150的内表面。 一般来说， 绝缘层140用以隔绝加热 层 130 与电磁遮蔽层 150 之间的电性连接。此外， 绝缘层 140 也可以减少加热层 130 受到 外界的湿气或温度变化所带来的不良影响或是受到其他物质的侵蚀。值得注意的是， 绝缘 层 140 可以是一封胶体或是其他的绝缘材料， 通过贴附或是喷镀而形成于电磁遮蔽层 150 的内表面。不过， 本发明并不对绝缘层 140 的材料以及制造方法加以限定。 0038 值得说明的是， 于本实施例中， 在电磁遮蔽层 150 内侧镀上绝缘层 。
19、140， 而电磁遮 蔽层 150 可以是金属盖。接着， 再将加热层 130 以贴附或是喷镀方式形成在绝缘层 140 上， 而加热层 130 可以是导电油墨， 例如是银浆油墨、 碳浆油墨或者银碳浆油墨等。而后， 将电 说 明 书 CN 104022086 A 5 4/5 页 6 磁遮蔽层 150 以及附着于电磁遮蔽层 150 内表面的绝缘层 140 与加热层 130 共同配置于基 板110上， 而且电磁 遮蔽层150、 电磁遮蔽层150以及绝缘层140共同罩盖电子元件120之 上， 从而加热层 130 可以提供热能至电子元件 120。 0039 此外， 于其他实施例中， 加热层 130 可以经过。
20、图案化处理， 进而使得加热层 130 形 成锯齿状、 漩涡状、 蛇状或是网状等图案， 而经过图案化的加热层 130 更可以改变阻抗值， 例如是于高分子材料中掺入碳纤维 (carbon fiber) 或者是导电碳黒 (conductive carbon black)， 以增加或减少热能的产生。基此， 绝缘层 140 亦可以经过图案化处理， 且经过图案 化处理的绝缘层140与欲形成于加热层130的图案相同， 藉此以方便工艺工序， 以及降低制 造成本。 0040 第二实施例 0041 图 2 为本发明第二实施例的半导体封装结构的剖面示意图。第二实施例的半导体 封装结构200与第一实施例的半导体封装结。
21、构100二者结构相似， 功效相同， 例如半导体封 装结构 200 与 100 同样都包括电子元件 120。以下将仅介绍半导体封装结构 200 与 100 二 者的差异， 而相同的特征则不再重复赘述。 0042 请参阅图 2， 第二实施例的半导体封装结构 200 包括基板 110、 电子元件 120、 加热 层 230、 绝缘层 240 以及电磁遮蔽层 250。电子元件 120 装设于基板 110 上方， 加热层 230 位于电子元件 120 的四周及上方， 而且加热层 230 与基板 110 电性连接， 电磁遮蔽层 250 位 于加热层 230 之外侧， 而绝缘层 240 位于加热层 230 。
22、与电磁遮蔽层 250 之间。 0043 半导体封装结构 200 可以还包括模封层 260， 模封层 260 包覆电子元件 120， 用以 保护电子元件 120， 并能避免不同的电子元件 120 之间产生不必要的电性连接或是短路等 情形。一般而言， 模封层 260 为封胶体， 而模封层 260 可以含有环氧树脂 (Epoxy resin)。 0044 加热层 230 位于模封层 260 的外侧， 且加热层 230 与第一接垫 112 以及第二接垫 114电性连接， 亦即， 模封层260位于电子元件120与加热层230之间。 详细而言， 加热层230 与模封层 260 接触， 加热层 230 通过。
23、模封层 260 以热传导方式提供热能至电子元件 120。 0045 绝缘层 240 位于加热层 230 与电磁遮蔽层 250 之间。详细来说， 绝缘层 240 包覆 加热层230的外表面， 而绝缘层240可以是一封胶体或是不同的绝缘材料， 通过贴附或是喷 镀而形成于加热层 230 的外表面。 0046 电磁遮蔽层 250 位于绝缘层 240 的外表面， 而电磁遮蔽层 250 为导电材料所制 成， 例如是以金属材料、 导电高分子材料或者是导电复合材料所制成。于本实施例中， 电 磁遮蔽层 250 可以是通过喷涂 （Spray Coating） 、 离子镀 （Ion Plating） 、 溅镀 （S。
24、putter Deposition） 或者是蒸镀 （Evaporation Deposition） 等方式沉积的导电薄膜。然而， 本发 明并不限定电磁遮蔽层 250 的材料以及制造方法。 0047 值得说明的是， 于本实施例中， 模封层260包覆电子元件120， 而在模封层260的外 表面形成加热层 230。接着， 于加热层 230 的外表面形成绝缘层 240， 而后于绝缘层 240 的 外表面形成电磁遮蔽层 250。 0048 综上所述， 本发明实施例提供一种具有加热层的半导体封装结构。当外部电流施 加于所述加热层时， 通过电能转换成热能的效应， 加热层能产生热能， 使得电子元件可通过 此热。
25、能而升温至操作温度。 值得注意的是， 在本发明其中一实施例中， 所述的加热层可以经 由图案化处理， 以改变加热层的阻抗值， 从而能调整加热层所产生热能。 说 明 书 CN 104022086 A 6 5/5 页 7 0049 以上所述仅为本发明的实施例， 其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何本 领域技书人员， 在不脱离本发明的精神与范围内， 所作的更动及润饰的等效替换， 仍为本发 明的专利权利要求保护范围内。 说 明 书 CN 104022086 A 7 1/2 页 8 图 1A 图 1B 说 明 书 附 图 CN 104022086 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 104022086 A 9 。