CN100433308C - 散热片及其封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种散热片及其封装结构。该散热片，适用于封装制程，具有一圆拱形面板部，并且其圆拱形面板部的中央是高于或等于环状凸起的高度；如此一来，当封胶模具内模穴的水平顶面下压至散热片上而使其产生变形时，圆拱形面板部就不会压迫到下方的金属线，而环状凸起同样也可发挥防止溢胶的功能。

Description

散热片及其封装结构
技术领域
本发明涉及一种散热片与其应用，特别是涉及一种适用于封装制程的散热片与其应用。
背景技术
随着IC芯片内部线路积集度(integration)不断攀升，如何将热有效且迅速的排出已成为IC芯片封装制程时所面临的重要课题，因此具有高热传导系数特性的金属散热片就常被应用在封装制程中，并且在封胶(molding)程序时，就直接将散热片贴覆在承载一芯片并处于预热状态下的基板上，然后一起置入一封胶模具中，之后再将一熔融的封装胶体例如环氧树脂(epoxy molding compound)压入模具，使其包封(encapsulate)模穴内的元件，并在冷却后再进行其他剪切成型的程序。
现有的公知技术在一封胶模具16内，当散热片15已贴覆至基板11上并容置一已打线接合完成的芯片13时的剖面结构示意图可参阅图1A所示。基板11藉一黏着层12将芯片13黏设在一表面111上，芯片13与基板11并藉由一打线接合的程序以金属线14做一电性连接。散热片15主要是由一顶部151、一支撑底部152以及连接并介于顶部151与支撑底部152之间的环形侧壁153所组成，略呈一罩盖的外形。散热片15的顶部151是由一圆形板部1511以及连接于圆形板部1511外围用来防止溢胶的环状凸起1512所组成；环形侧壁153具有一倾斜外形，其倾斜的上部与环状凸起1512的外围下缘连接，而其倾斜的下部则与支撑底部152的上缘连接，并且在部分环形侧壁上形成有复数个贯穿的开口1531以做为模流开口；而支撑底部152则藉由一黏着材料17例如银胶而黏设在表面111上的承载接点(图中未示)。
请继续参阅图1A所示，当已贴覆散热片15的基板11置入封胶模具16内预热时，封胶模具16是沿箭头方向移向基板11，以期能藉由形成在封胶模具16上的模穴161而定义出之后封装胶体所能填充的范围。接着请参阅图1B所示，当封胶模具16压合至散热片15上时，模穴161的平整表面1611是与散热片15结构中最顶端的环状凸起1512顶面贴合，如此一来，后续在模穴161内灌入封装胶体时就可防止其溢入圆形板部1511上方而阻碍之后散热的效果。
请继续参阅图1B所示，当模穴161的平整表面1611必须施予环状凸起1512顶面一足够的向下压力才能与其做紧密贴合而达到较佳的防溢效果时，不可避免地，此向下压力将导致散热片15产生变形，尤其是被环状凸起1512所围绕而呈一平面外形的圆形板部1511更会因此而向下弯曲而呈一弧面外形。而当封装成品的厚度越往轻薄发展的同时，打线接合的金属线14其弧高与散热片15上圆形板部1511下表面距离仅在数密尔(mile；1mil＝0.0254mm)左右，因此向下弯曲的圆形板部1511很容易就直接压迫到下方细微的金属线14使其变形移位甚至断裂，因而影响到芯片13与基板11之间的电性连接而让封装成品而成为一废品。
由此可见，上述现有的散热片在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决散热片存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的散热片存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的从业经验及专业知识，并配合理论的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的散热片及其封装结构，能够改进一般现有的散热片，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的封装制程中所采用的散热片容易在封胶程序时因封胶模具的压迫而产生一向内的弯曲进而压迫到金属线而使其变形移位甚至损坏的问题，而提供一种新型结构的散热片及其封装结构，所要解决的技术问题是使其让应用此散热片的封装制程在封胶程序时不会压迫到下方的金属线，因而提高封装成品的良率，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种适用封装制程的散热片，该散热片包括：一顶部，该顶部是由一圆拱形面板部与一环绕并连结于该圆拱形面板部外围的环状凸起所组成，其中，该圆拱形面板部中央的水平高度不低于于该环状凸起顶面的水平高度；一支撑底部；以及一环形侧壁连结并介于该环状凸起的外围下缘与该支撑底部的上缘。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的适用封装制程的散热片，其中所述的环形侧壁具有一倾斜外形。
前述的适用封装制程的散热片，其中所述的环形侧壁具有一阶梯式的倾斜外形。
前述的适用封装制程的散热片，其中所述的环形侧壁上具有至少一开口。
前述的适用封装制程的散热片，更包括形成复数个凸出接点在该支撑底部上。
前述的适用封装制程的散热片，其中所述的圆拱形面板部中央的水平高度高于或等于该环状凸起顶面的水平高度。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种封装结构，其包括：一基板；一芯片，该芯片黏设在该基板上；一金属线，该金属线电性连接该芯片与该基板；一散热片，该散热片是由一顶部、一支撑底部以及一环形侧壁所组成，其中该顶部是由一圆拱形面板部与一环绕并连结于该圆拱形面板部外围的环状凸起所组成，而该圆拱形面板部中央的水平高度不高于于该环状凸起顶面的水平高度，而该环形侧壁则连结并介于该环状凸起的外围下缘与该支撑底部的上缘；以及一封装胶体，该封装胶体包覆该芯片、该金属线以及部分该基板，并且覆盖部分该散热片而仅暴露该圆拱形面板部的外表面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的封装结构，其中所述的环形侧壁具有一倾斜外形。
前述的封装结构，其中所述的环形侧壁具有一阶梯式的倾斜外形。
前述的封装结构，其中所述的环形侧壁上具有至少一开口。
前述的封装结构，更包括在该支撑底部上形成复数个与该基板表面接触的凸出接点。
前述的封装结构，其中所述的圆拱形面板部中央的水平高度低于或等于该环状凸起顶面的水平高度。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种适用于封装制程的散热片以及应用此散热片的封装结构，散热片是由刚性材质所制成，具有圆拱形面板部，并且其圆拱形面板部的中央是高于或等于环状凸起顶面的高度；如此一来，当封胶模具内模穴的平整表面下压至散热片上而使其产生变形时，圆拱形面板部内侧就不会压迫到下方的金属线，而环状凸起同样也可发挥防止溢胶的功能。
综上所述，本发明特殊结构的散热片及其封装结构，让应用此散热片的封装制程在封胶程序时不会压迫到下方的金属线，因而提高封装成品的良率。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的散热片具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A是将公知技术的散热片置于一封胶模具内并贴覆至基板而容置一芯片时的剖面结构示意图；
图1B是封胶模具压合至公知技术的散热片导致散热片产生变形的剖面结构示意图；
图2A是将依据本发明的一较佳具体实施例所提供的散热片置于一封胶模具内并贴覆至基板上而容置一芯片时的剖面结构示意图；
图2B是封胶模具压合至本发明所提供的散热片导致散热片产生变形的剖面结构示意图；以及
图2C是应用本发明所提供的散热片所形成的封装结构剖面示意图。
11：基板              111：表面
12：黏着层            13：芯片
14：金属线            15：散热片
151：顶部             1511：圆形板部
1512：环状凸起        152：支撑底部
153：环形侧壁         1531：开口
16：封胶模具          161：模穴
1611：平整表面        17：黏着材料
2：封装结构           21：基板
211：表面             22：黏着层
23：芯片              24：金属线
25：散热片            251：顶部
2511：圆拱形面板部    2512：环状凸起
252：支撑底部         253：环形侧壁
2531：开口            26：封胶模具
261：模穴             2611：平整表面
27：黏着材料          28：封装胶体
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的散热片及其封装结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的实施例是用示意图详细描述如下，在详述本发明的实施例时，散热片所具有的环型凸起以及圆形板部的弧面外形会放大显示并说明，然不应以此作为有限定的认知。此外，上述封装制程所使用的承载基板、芯片、金属线以及散热片等组成以及运作机制也应包括在实际实施时的其他必要部分。
图2A是根据本发明的一实施例组装一封装元件的剖面示意图。基板21藉一黏着层22将芯片23黏设在一表面211上；芯片23与基板21并藉由一打线接合的程序以金属线24做一电性连接；一散热片25已贴覆至基板21上并容置已打线接合完成的芯片23；而在一封胶模具26内则于适当位置准备进行组装。
散热片25主要是由一顶部251、一支撑底部252以及连接并介于顶部251与支撑底部252之间的环形侧壁253所组成，略呈一罩盖的外形。在一实施例中，顶部251是由一圆拱形面板部2511以及连接于圆形板部2511外围用来防止溢胶的环状凸起2512所组成。本实施例所提供的圆拱形面板部2511其中央的水平高度在垂直方向上是比环状凸起2512顶面的水平高度高，如图2A中高度H所示，但也可在其他实施例中等于(或称切齐)环型凸起2512顶面的高度。环形侧壁253的上部是与环状凸起2512的外围下缘连接，而其下部则与支撑底部252的上缘连接，环形侧壁253可具有一倾斜外形，甚至也可如图2A中所示呈一阶梯状的倾斜外形，并且在部分环形侧壁上形成复数个贯穿的开口2531以做为模流开口。而支撑底部252则可与环形侧壁253连接，可以是一环型或矩形的平面并在角落上形成有复数个凸出接点，但也可是部分环形侧壁的延伸，不过均可藉由一黏着材料27例如银胶而黏设在表面211上的承载接点(图中未示)。
请参阅图2A所示，当已贴覆散热片25的基板21置入封胶模具26内预热时，封胶模具26是沿箭头方向移向基板21，以期能藉由形成在封胶模具26上的模穴261而定义出之后封装胶体所能填充的范围。而当封胶模具26施予一与现有技术相同的向下压力贴合至散热片25上时，模穴261的平整表面2611是先与散热片25结构中最顶端的圆拱形面板部2511顶面接触，然后如图2B中所示，将此圆拱形面板部2511的中央下压至与环状凸起2512顶面等高(或略低于环状凸起2512顶面)。如此一来，环状凸起2512顶面仍能与模穴261的平整表面2611紧密贴合而防止后续灌入封装胶体时封装胶体溢入圆拱形面板部2511上方而阻碍散热，另一方面，圆拱形面板部2511内侧也不会向下弯曲而压迫到下方细微的金属线24，因此就可避免金属线24发生变形移位甚至断裂的情况。
而应用本发明所提供的散热片所形成的封装结构其剖面示意图可参阅图2C所示，在此之前，封装胶体28是已灌入模穴(图中未示)所定义的填充范围内，包覆芯片23、金属线24以及部分基板21表面，并覆盖部分散热片25而仅暴露出圆拱形面板部2511的外表面；而散热片25所具有的外形特征以及组成大都与前述实施例所提供的散热片25相同，唯一不同之处在于当完成封装结构2时，散热片25中的圆拱形面板部2511其中央的水平高度在垂直方向上是不高于环状凸起2512顶面的水平高度，也就是可以等于或者低于环状凸起2512顶面的水平高度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种适用封装制程的散热片，其特征在于该散热片包括：
一顶部，该顶部是由一圆拱形面板部与一环绕并连结于该圆拱形面板部外围的环状凸起所组成，其中，该圆拱形面板部中央的水平高度不低于于该环状凸起顶面的水平高度；
一支撑底部；以及
一环形侧壁连结并介于该环状凸起的外围下缘与该支撑底部的上缘。
2、根据权利要求1所述的适用封装制程的散热片，其特征在于其中所述的环形侧壁具有一倾斜外形。
3、根据权利要求1所述的适用封装制程的散热片，其特征在于其中所述的环形侧壁具有一阶梯式的倾斜外形。
4、根据权利要求1所述的适用封装制程的散热片，其特征在于其中所述的环形侧壁上具有至少一开口。
5、根据权利要求1所述的适用封装制程的散热片，其特征在于更包括形成复数个凸出接点在该支撑底部上。
6、一种封装结构，其特征在于其包括：
一基板；
一芯片，该芯片黏设在该基板上；
一金属线，该金属线电性连接该芯片与该基板；
一散热片，该散热片是由一顶部、一支撑底部以及一环形侧壁所组成，其中该顶部是由一圆拱形面板部与一环绕并连结于该圆拱形面板部外围的环状凸起所组成，而该圆拱形面板部的截面呈凸起的拱形，且该圆拱形面板部中央的水平高度不高于该环状凸起顶面的水平高度，而该环形侧壁则连结并介于该环状凸起的外围下缘与该支撑底部的上缘；以及
一封装胶体，该封装胶体包覆该芯片、该金属线以及部分该基板，并且覆盖部分该散热片而仅暴露该圆拱形面板部的外表面。
7、根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于其中所述的环形侧壁具有一倾斜外形。
8、根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于其中所述的环形侧壁具有一阶梯式的倾斜外形。
9、根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于其中所述的环形侧壁上具有至少一开口。
10、根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于更包括在该支撑底部上形成复数个与该基板表面接触的凸出接点。
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