CN101221929A - 封装结构及其散热模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封装结构，该封装结构包括一个基板、一个芯片及一个散热模块。芯片设置于基板上，散热模块包括一个加固环及一个散热片。加固环设置于基板上，并环绕芯片。加固环具有四个凹槽，设置于加固环的上表面。散热片设置于芯片上，散热片具有四个凸出部，分别嵌合于凹槽。

Description

封装结构及其散热模块
技术领域
本发明涉及一种封装结构及其散热模块，且特别是涉及一种以一个散热片及一个加固环相互嵌合的散热模块及应用该散热模块的封装结构。
背景技术
半导体封装技术发展迅速，各式芯片可借由封装技术达到保护芯片且避免芯片受潮的目的，并导引芯片的内部导线路与印刷电路板的导线电性连接。然而，对于芯片而言，更需要良好的散热技术保护其内部线路，以避免芯片在运作过程中产生过多的热能而影响芯片的效能。至于传统的封装结构为何？在此以附图简单说明如下。请参照图1，其为传统的封装结构的分解图。传统的封装结构100包括基板110、芯片120、加固环130及散热片140。芯片120设置于基板110上。加固环130设置于基板110上，并环绕芯片120配置，用以支撑散热片140。散热片140设置于芯片120及加固环130上。其中，加固环130与基板110之间、加固环130及散热片140之间以及散热片140与芯片之间以散热胶160黏合。
请参照图2，其为图1的封装结构的一组合图。当散热片140及加固环130黏合于基板140上时，加固环130支撑散热片140，使得散热片140与芯片120贴合以传导芯片120的热能。然而，由于散热胶160为一胶体，在制造过程中散热片140容易与加固环130相对移动，造成散热片140发生左右偏移的问题。
另外，请参照图3，其为图1的封装结构的另一组合图。由于基板140为非刚性材质，因此封装结构100的四个边角经常发生翘曲(Warp)的质量问题。尤其在大尺寸的基板中，翘曲的问题更为严重。然而加固环130的厚度一般约为芯片120的厚度，以支撑散热片140接触于芯片120的表面。使得传统加固环130的厚度不足以克服基板110发生翘曲的应力。若加高加固环130的厚度，则使得散热片140无法与芯片120接触而失去散热的目的。因此，传统的封装结构100在基板110的边角处不放置锡球150作为接引脚I/O，以避免封装结构100发生翘曲现象而影响封装结构100的功能。
综合上述，传统的封装结构不仅容易发生散热片140偏移的问题，更无法有效克服基板110翘曲的状况发生。使得制程不良率无法降低，更浪费制造成本。因此如何有效地避免散热片140偏移及基板110翘曲的问题，实为目前亟待解决的重要问题之一。
发明内容
鉴于以上问题，本发明之目的在于提供一种封装结构及其散热模块，其利用散热片及加固环分别具有凸出部及凹槽的结构设计，以嵌合散热片及加固环。
根据本发明的目的，所提出的一种封装结构包括一个基板、一个芯片、一个加固环及一个散热片。芯片设置于基板上。加固环设置于基板上，并环绕芯片。加固环具有四个凹槽，设置于加固环的上表面。散热片设置于芯片上，散热片具有四个凸出部，分别嵌合于凹槽。
根据本发明的目的，所提出的一种散热模块设置于一个封装结构上，该封装结构包括一个基板及一个芯片。芯片设置于基板上。散热模块包括一个加固环及一个散热片。加固环设置于基板上，并环绕芯片。加固环具有四个凹槽，设置于加固环的上表面。散热片设置于芯片上。散热片具有四个凸出部，嵌合于所述凹槽。
本发明所提供的一种封装结构及其散热模块，其利用散热片及加固环分别具有凸出部及凹槽之结构设计，以嵌合散热片及加固环。加固环的角落处形成一定的厚度，足以有效防止基板翘曲，使得封装结构可设置锡球于基板的角落处。并且由于散热片抵靠于加固环的内侧壁，使得加固环有效地防止散热片左右偏移。借此散热模块不仅可实现散除芯片热能的目的，更加有效地避免基板翘曲或散热片偏移等不良品的产生，大大地提高了制程效率与封装结构的质量。
本发明的目的特征及优点将以实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1为传统的封装结构的分解图；
图2为图1的封装结构的一组合图；
图3为图1的封装结构的另一组合图；
图4为依照本发明的一较佳实施例的封装结构的分解示意图；
图5为图4的加固环黏合于基板上的示意图；
图6为图5的散热片黏合于加固环及芯片上的示意图。
具体实施方式
请参照图4，其为依照本发明的一较佳实施例的封装结构的分解示意图。封装结构200包括基板210、芯片220、散热模块300。芯片220设置于基板210上。散热模块300包括加固环230及散热片240。加固环230设置于基板210上，并环绕芯片220。加固环230具有四个凹槽231，乃设置于加固环230的上表面230a。散热片240设置于芯片220上。散热片240具有四个凸出部241，乃分别对应凹槽231设置，用以嵌合于凹槽231内。
在本实施例中，封装结构以一个覆晶式球门阵列结构(Filp-Chip BallGrid Array，FC BGA)为例作说明。封装结构200更包括数个凸块270，乃设置于芯片220的主动表面220a，凸块270与基板210物性连接(共金接合)且电性连接。
又如图4所示，加固环230为一环状矩形结构。加固环230以四个长方体环绕芯片220而形成该环状矩形结构。四个凹槽231平均设置于加固环230的四边。然而凹槽231的形状与位置并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，均可作各种的更动与润饰。在本实施例中，凹槽231以贯穿加固环230的内侧壁230b及外侧壁230c作说明，然而其并非用以限定本发明的技术范围。只要是以一凹凸设计，使得散热片240与加固环230相互嵌合均不脱离本发明所属技术范围。
请参照图5，其为图4的加固环黏合于基板上的示意图。封装结构200更包括第一散热胶261，其涂布于芯片220的一个非主动表面220b。第一散热胶261用以黏合散热片240及芯片230。
较佳地，加固环230及散热片240为具有导热性的材料，例如是金属、陶瓷材料或聚合材料。且封装结构200更包括第二散热胶262及第三散热胶263。第二散热胶262涂布于加固环230与基板210之间，用以黏合加固环230及基板210。且第三散热胶263涂布于四个凹槽231的底部，用以黏合加固环230及散热片240。
请参照图6，其为图5的散热片黏合于加固环及芯片上的示意图。散热片240为一矩形结构，四个凸出部241凸设于散热片240的四个侧壁。四个凸出部241分别对应于四个凹槽231。当散热片240以四个凸出部241分别嵌合于四个凹槽231时，散热片240的矩形结构抵靠于加固环230的内侧壁230b，可有效避免散热片240左右偏移。
并且，散热模块300以加固环230与散热片240的搭配设计，使得加固环230的四个角落具有一定程度的厚度。如图6所示加固环230与四个角落处形成四个L形凸块，此L形凸块的厚度实质上等于芯片220的厚度、第三散热胶的厚度以及散热片240的厚度，足以防止基板在角落处发生翘曲现象。借此，封装结构200可设置数个锡球250于基板210角落处，作为接引脚I/O，大大地提升了基板210的可利用率。
其中，第一散热胶261及第三散热胶263更可稳固地黏合芯片220及加固环230。并且，芯片220在运作过程中产生的热能可借由第一散热胶261传导至散热片240及加固环230以快速散除热能。
又如图6所示，较佳地，凹槽231的深度D231实质上等于凸出部241及第三散热胶263的厚度。使得散热片240的上表面240a及加固环230的上表面230a位于一个共同平面。
本发明上述实施例所揭露的封装结构200及其散热模块300，其利用散热片240及加固环230分别具有凸出部241及凹槽231的结构设计，以嵌合散热片240及加固环230。加固环230的角落处具有一定的厚度，足以有效防止基板210翘曲，使得封装结构200可设置锡球250于基板210的角落处。并且由于散热片240抵靠于加固环230的内侧壁230b，使得加固环230有效地防止散热片240左右偏移。借此散热模块300不仅可实现散除芯片220热能的目的，更加有效地避免基板210翘曲或散热片240偏移等不良品的产生，大大地提高了制程效率与封装结构200的质量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种封装结构，其特征在于，该封装结构包括：
一个基板；
一个芯片，该芯片设置于所述基板上；
一个加固环，该加固环设置于所述基板上，并环绕所述芯片，该加固环具有：
四个凹槽，所述凹槽设置于所述加固环的上表面；以及
一个散热片，该散热片设置于所述芯片上，该散热片具有：
四个凸出部，所述凸出部分别嵌合于所述凹槽。
2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述芯片具有一个主动表面，所述封装结构更包括：
复数个凸块，所述凸块设置于所述主动表面，并与所述基板物性连接且电性连接。
3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加固环为一个矩形环状结构。
4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述凹槽平均设置于所述加固环的四边。
5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构更包括：
一个第一散热胶，用以黏合所述散热片及所述芯片。
6.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加固环为一个具有导热性的材料。
7.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构更包括：
一个第二散热胶，用以黏合所述加固环及所述基板，以及
一个第三散热胶，用以黏合所述加固环及所述散热片。
8.如权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述凹槽的深度实质上等于所述凸出部及所述第三散热胶的厚度。
9.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述散热片的上表面及所述加固环的上表面位于一个共同平面。
10.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构为一个覆晶(Filp-Chip，FC)封装结构。
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