CN102956585A - 半导体封装件及其制法 - Google Patents

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Abstract

半导体封装件及其制法。一种半导体封装件，用以装载轴套管和扇轮，以提供散热功能，该半导体封装件包括：基板；设置于该基板上的定子组和至少一电子组件；以及封装胶体，其中，该定子组和电子组件被包覆并保护在该封装胶体中，不会干扰到扇轮于作动状态下所产生的气流，故也不会产生噪音或震动的问题。

Description

半导体封装件及其制法
技术领域
本发明涉及一种半导体封装件及其制法，尤指一种用以装载轴套管和扇轮的半导体封装件及其制法。
背景技术
如主机板(Main Board或Mother Board)的电路板上设有多数的如中央处理单元或绘图卡的电子组件(Electronic Components)及用以电性连接该电子组件的电性电路(Conductive Circuits)，该些电子组件在作用时会产生热量，若未将所产生的热量自装设有电路板的电子产品内排除，则电子组件会因过热而失效；此种问题在功能需求日增及处理速度越快的电子产品更形重要，因功能与处理速度的提升意味电路板上整合的电子组件或电子装置须更多或更高阶，更多或更高阶的电子组件或电子装置即会产生越多的热量。故将电路板所产生的热量有效散除为一必要的设计。
一般业界所采用的逸散热量方式之一，是在主机板或母板上加设散热风扇以逸散电子组件及/或电子装置所产生的热量，此种散热风扇已见于如第6,799,282、7,215,548、7,286,357、7,568,517、7,884,512及7,884,523号等美国专利中。
举例而言，如图7A所示的现有散热风扇，是装设于电路板的预设位置上，主要由印刷电路板71、壳体72及扇轮73所构成。该壳体72具有底座720、轴套管722及环设于该轴套管722上的定子组721；该扇轮73则具有轮毂730、设于该轮毂730内侧的磁铁731、环设于该轮毂730外侧的多个叶片732、以及轴接至该轮毂730以轴设于该轴套管722中的轴柱733；而该印刷电路板71上则设有至少一控制芯片710及多个被动组件712，该印刷电路板71设置于该壳体72的底座720上，以借由该控制芯片710控制扇轮73的转动，以由该扇轮73的转动驱动气流。
图7A所示的现有散热风扇所使用的控制芯片710为一发热源，产生的热量若无法逸散，也会导致其本身的过热而失效，一旦该控制芯片710失效，则无法作动该扇轮73；如此，会使电子产品的主机板上的电子组件所产生热量无从有效逸散，从而导致电子产品当机，甚而损坏。而该控制芯片710恰好位于该壳体72的底座720及该扇轮73的轮毂730之间的间隙，该间隙的狭小往往使该控制芯片710所产生的热量无法有效逸除，致而会因过热而导致该控制芯片710的损坏。散热风扇为电子产品的零组件中相对价廉之一者，唯其无法运作时，即会损及电子产品价昂的核心组件的主机板，故其重要性非从其价格所能衡量。
此外，控制芯片710的设置会影响到扇轮73的轮毂730与壳体72的底座720间的间隙大小，往往会因控制芯片710的厚度而须增加该间隙的高度，而不利是种散热风扇的整体高度的降低。且控制芯片710的设置会使该印刷电路板71需使用的面积增加，印刷电路板71面积的增加在不增大是种现有散热风扇的截面积的情况下，则需缩减叶片732的面积，但叶片732的面积的缩减会影响到风量的产出，而风量的产出若不足则会影响到所欲的散热功效。
为解决上述问题，第7,345,884号美国专利即提出一种改进的散热风扇。如图7B所示，该第7,345,884号美国专利的散热风扇的结构大致同于前揭现有技术，不同处于在于其印刷电路板71’形成有一向外延伸的延伸部71a，供控制芯片710’设置其上，以使该控制芯片710’位于壳体72’的底座720’及扇轮73’的轮毂730’之间的间隙外或部分外露出该间隙，以令该扇轮73’所驱动的气流得以将该控制芯片710’所产生的热量逸除。
然而，上述印刷电路板71’向外延伸的延伸部71a的形成会使扇轮73’在转动时所驱动的气流受到干扰，气流受扰即会产生噪音，进而影响至装设有是种散热风扇的电子产品的使用品质。同时，因该延伸部71a为向外延伸，使叶片732’与控制芯片710’间需保持一预定的间隔，此也不利于是种现有散热风扇的整体高度的降低，而无法满足电子产品薄化的需求。
再而，前揭的现有散热风扇仍需将印刷电路板71’设置于扇轮73’的轮毂730’及壳体72’的底座720’间，导致印刷电路板71’的厚度仍会影响散热风扇的整体高度，而无法进一步地薄化散热风扇。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种半导体封装件，不会干扰到扇轮于作动状态下所产生的气流，也不会产生噪音或震动的问题。
本发明的半导体封装件包括：具有相对的第一表面及第二表面的基板；设置并电性连接于该第一表面上的定子组；设置并电性连接于该第一表面上的至少一电子组件；以及形成于该第一表面上，包覆该定子组和电子组件的封装胶体。
本发明的半导体封装件还可包括设于该封装胶体及基板中的轴套管，且该轴套管的顶端外露出该封装胶体，其中，该轴套管可位于该半导体封装件的偏心位置处。
此外，本发明的半导体封装件用以承载扇轮，因此，还可包括轴接至该轴套管中的扇轮。
于一具体实施例中，该半导体封装件还包括一体形成贯穿该封装胶体及基板的通风孔。
于又一具体实施例中，该半导体封装件还包括固定在该封装胶体和基板侧面的导流盖，以强化气流流动，减少噪音。该导流盖除了具有上方开口以提供轴流式吹气外，也可设计成具有平行于该轴套管轴向的第一导流口和垂直于该轴套管轴向的第二导流口，以提供侧排式吹气。
于再一具体实施例中，该半导体封装件还包括设置并电性连接于该基板的第二表面上的外接组件。于一变化型态中，该半导体封装件还包括导电组件以及外接组件，该导电组件形成于该基板的第一表面上，且为该封装胶体包覆，该封装胶体顶面外露出该导电组件；该外接组件设置并电性连接于该导电组件上。具有外接组件的实施例中，可搭配通风孔及/或导流盖的设计，加强逸散该外接组件发出的热。
为得到本发明的半导体封装件，本发明还提供该半导体封装件的制法，包括：于具有相对第一表面及第二表面的基板上设置并电性连接该第一表面的定子组和至少一电子组件；于该基板的第一表面上形成封装胶体，以包覆该定子组和电子组件；以及切割该封装胶体及基板，以得到半导体封装件。
本发明因无需使用壳体，故电子组件毋须设于壳体的底座与扇轮的轮毂间，避免电子组件产生的热量无法有效逸除，且因可控制封装胶体厚度，以能降低承载扇轮后的封装件整体厚度，较能符合电子产品薄化上的需求。再而，控制芯片设于基板上的预定位置，不会干扰到扇轮于作动状态下所产生的气流，故也无产生噪音或震动的问题，且基板可预设有通风孔或于形成封装胶体后制作贯穿的通风孔，以借由半导体封装件的基板下方的气流道将电子组件产生的热量逸散。
附图说明
图1A至图1E’为本发明半导体封装件的制法的剖视图，其中，图1C’用于显示定子组上设有导磁铁片的示意图，图1E’用于显示基板还接设有如焊球的导电连接组件；
图2A至图2C用于显示本发明第二具体实施例的半导体封装件的制法的剖视图；
图3A及图3B用于显示具有通风孔的半导体封装件示意图，其中，该图3B为沿图3A的剖面线3B-3B的剖视图及设置扇轮后气流流动方向的示意；
图4A、图4A’及图4B分别显示具有轴流式和侧排式的导流盖的半导体封装件的示意图，其中，图4B’为沿图4B的剖面线4B’-4B’的剖视图；
图5用于显示基板底面堆栈有外接组件的半导体封装件的示意图；
图6A及图6B用于显示封装胶体顶面叠接有外接组件的制法示意图；
图7A用于显示现有散热风扇的剖视图；以及
图7B用于显示第7,345,884号美国专利的散热风扇剖视图。
主要组件符号说明
1    半导体封装件        10，10’    基板
10a，10a’第一表面    10b       第二表面
101       第一定位孔  12        定子组
13        电子组件    13’      功能芯片
14，14’  轴套管      15        封装胶体
16        扇轮        1600      轮毂
1601      片式磁铁    1602      叶片
1603      轴柱        17，17’  导电连接组件
18        导磁铁片    201       第二定位孔
300       通风孔      40，40’  导流盖
400       第一导流口  401       第二导流口
41        粘胶        501，601  定位孔
50，60    外接组件    61        导电组件
71，71’  印刷电路板  71a       延伸部
710，710’控制芯片    712       被动组件
72，72’  壳体        73，73’  扇轮
720，720’底座        721       定子组
722       轴套管      730，730’轮毂
731       磁铁        732，732’叶片
733       轴柱        P         封装单元
S         气流。
具体实施方式
以下借由特定的具体实施例详细说明本发明的技术内容及实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可借由其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“顶”、“底”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
第一具体实施例
请参阅图1A至图1E’，其为本发明半导体封装件的制法的剖视图。
如图1A所示，首先，准备一具有第一表面10a及第二表面10b的基板10，且该基板10规划有多个封装单元P。在本实施例中，该基板10具有贯穿该第一表面10a及第二表面10b的第一定位孔101，其中，该第一定位孔101除了可形成于该基板的封装单元P中央外，也可使该第一定位孔101以偏心方式形成于该基板10的封装单元P中，则可在该第一表面10a上留下更多余裕空间，以供设置电子组件，尤其是功能芯片。
如图1B所示，将轴套管14插设于该第一定位孔101中；以及于该基板10的第一表面10a上设置并电性连接定子组12和至少一电子组件13，该定子组12环设于该第一定位孔101外侧。前述的电子组件13至少包括控制芯片及被动组件，其中，该控制芯片用以传送控制信号至该基板10与定子组12，以驱动后续设置的扇轮的运转。当然，如图1B’所示，该电子组件还可包括如绘图芯片、显示芯片的功能芯片13’，设于该基板10的第一表面10a上。
如图1C所示，于该基板10的第一表面10a上形成封装胶体15，以包覆该定子组12和电子组件13，且形成的该封装胶体15包覆该轴套管14侧面，并外露该轴套管14的顶端，此外，该封装胶体15的高度约高于定子组120.05至0.2mm，以利于该定子组12与后续设置的扇轮的磁铁产生磁通(Magnetic flux)。
如图1D所示，切割该封装胶体15及基板10，以得到半导体封装件1。
如图1C’所示，还可于该定子组12上端安置一导磁铁片18并外露出该封装胶体15，以更利于该定子组12与后续设置的扇轮的磁铁产生磁通。
如图1E所示，还包括将扇轮16可转动自如地轴接至该轴套管14中，其中，该扇轮16具有轮毂1600、设于该轮毂1600下侧的片式磁铁1601(plate magnet)、设于该轮毂1600外侧的多数叶片1602、以及轴接至该轮毂1600的轴柱1603。如图1E及图1E’所示，该基板10还接设有如排线的导电连接组件17或焊球的导电连接组件17’，以借其与其它电性装置电性连接。
第二具体实施例
请参阅图2A至图2C，其为本发明第二具体实施例的半导体封装件的制法的剖视图。在本实施例中，其制法与第一具体实施例大致相同，其差异在于该基板10’未预设有定位孔，而是于形成封装胶体后制作。形成本半导体封装件的其它步骤与第一具体实施例相同，故不再赘述。
如图2A所示，提供一于第一表面10a’上已设置并电性连接该第一表面10a’的定子组12和至少一电子组件13，以及形成有封装胶体15的该基板10’。
如图2B所示，以例如激光的钻孔技术形成贯穿该基板10’及封装胶体15的第二定位孔201。以及如图2C所示，将轴套管14’插设并固定于该第二定位孔201中。同样地，该第二定位孔可偏心方式形成于该半导体封装件的基板及封装胶体中(未图标)。
第三具体实施例
本实施例还提供一种增加散热效能的半导体封装件的制法，如图3A所示的俯视图，可接续图1C或图2A的结构，于形成该封装胶体15后，通过例如激光切割的方式，形成贯穿该封装胶体15及基板10，10’的通风孔300。
如图3B所示，于该半导体封装件作动时，气流S即可由下方进气，增加散热效能。
第四具体实施例
在本具体实施例中，本发明还提供一种可强化气流流动的半导体封装件的制法，以减少噪音。如图4A所示，例如，接续图1E所示的切割后的半导体封装件，是以如粘胶41的固定方式，例如将该导流盖40固定在该封装胶体15和基板10侧面，以导引气流顺着扇轮16的径向方向流动。当然，也可使用机械式的卡固方式固定该导流盖40(如图4A’)。
如图4B及图4B’所示的俯视图及剖视图，也可设计导流盖40’具有平行于该轴套管14轴向的第一导流口400和垂直于该轴套管14轴向的第二导流口401。尤其是当半导体封装件未具有前述实施例的通风孔时，图4B及图4B’所示导流盖40’可提供上进侧排气流S导引设计。
第五具体实施例
本实施例提供一种基板底面堆栈有外接组件的实施方式。如图5所示的较佳实施方式，是应用例如第三具体实施例的具有通风孔300，且令定位孔501偏心设置在基板10上的实施例，于切割该封装胶体15及基板10之前，于该基板10的第二表面10b上设置并电性连接外接组件50，其中，该外接组件50为经封装的组件或半导体芯片。此外，还可包括固设导流盖40于切割后的半导体封装件，以导引气流S的流动。
第六具体实施例
本实施例提供一种封装胶体顶面叠接有外接组件的实施方式。如图6A所示的较佳实施方式，该定位孔601偏心设置在基板10上。在本实施例中，是于形成该封装胶体15之前，形成如焊球或金属柱的导电组件61于该基板10的第一表面10a上。
如图6B所示，形成的该封装胶体15顶面外露出该导电组件61；以及设置并电性连接外接组件60于该导电组件61上。较佳地，该半导体封装件还固设有，例如图4B及图4B’所示的侧排气流S导引设计的导流盖40’。
根据前述的制法，本发明的半导体封装件，其包括：基板10，10’，其具有相对的第一表面10a，10a’及第二表面10b；定子组12，其设置并电性连接于该第一表面10a，10a’上；至少一电子组件13，其设置并电性连接于该第一表面10a，10a’上；以及封装胶体15，其形成于该第一表面10a，10a’上，包覆该定子组12和电子组件13。
该半导体封装件还可包括轴套管14，14’，其设于该封装胶体15及基板10，10’中，且该轴套管14，14’的顶端外露出该封装胶体15。
此外，本发明的半导体封装件用以承载扇轮16，因此，还可包括轴接至该轴套管14，14’中的扇轮16。
于一具体实施例中，该半导体封装件还包括贯穿该封装胶体15及基板10，10’的通风孔300。
于又一具体实施例中，该半导体封装件还包括固定在该封装胶体15和基板10，10’侧面的导流盖40，40’，以强化气流流动，减少噪音。该导流盖40除了具有上方开口以提供轴流式吹气外，也可设计导流盖40’具有平行于该轴套管14，14’轴向的第一导流口400和垂直于该轴套管14，14’轴向的第二导流口401，以提供侧排式吹气。
于再一具体实施例中，该半导体封装件还包括设置并电性连接于该基板10，10’的底面(第二表面)上的外接组件50。于一变化型态中，该半导体封装件还包括导电组件61以及外接组件60，该导电组件61形成于该基板10，10’的顶面(第一表面)上，且为该封装胶体15包覆，该封装胶体15顶面外露出该导电组件61；该外接组件60设置并电性连接于该导电组件61上。具有外接组件的实施例中，可搭配通风孔及/或导流盖的设计，加强逸散该外接组件发出的热。
本发明因无需使用壳体，故电子组件毋须设于壳体的底座与扇轮的轮毂间，避免电子组件产生的热量无法有效逸除，且因可控制封装胶体厚度，以能降低承载扇轮后的封装件整体厚度，较能符合电子产品薄化上的需求。再而，控制芯片设于基板上的预定位置，不会干扰到扇轮于作动状态下所产生的气流，故也无产生噪音或震动的问题，且基板可预设有通风孔或于形成封装胶体后制作贯穿的通风孔，以借由半导体封装件的基板下方的气流道将电子组件产生的热量逸散。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (15)

1.一种半导体封装件，包括：
基板，其具有相对的第一表面及第二表面；
定子组，其设置并电性连接于该第一表面上；
至少一电子组件，其设置并电性连接于该第一表面上；以及
封装胶体，其形成于该第一表面上，包覆该定子组和电子组件。
2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括轴套管，其设于该封装胶体及基板中，且该轴套管的顶端外露出该封装胶体。
3.根据权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，该轴套管位于该半导体封装件的偏心位置处。
4.根据权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括扇轮，其轴接至该轴套管中。
5.根据权利要求4所述的半导体封装件，其特征在于，该扇轮具有轮毂、设于该轮毂下侧的片式磁铁、设于该轮毂外侧的多数叶片、以及轴接至该轮毂的轴柱。
6.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括导磁铁片，其设于该定子组上，并外露出该封装胶体。
7.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该基板还接设有一导电连接组件，以借其与其它电性装置电性连接。
8.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电子组件至少包括控制芯片及被动组件。
9.根据权利要求8所述的半导体封装件，其特征在于，该控制芯片用以传送控制信号至该基板与定子组。
10.根据权利要求8所述的半导体封装件，其特征在于，该电子组件还包括功能芯片，其设于该基板的第一表面上并嵌埋于该封装胶体内。
11.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括通风孔，其贯穿该封装胶体及基板。
12.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括导电组件以及外接组件，该导电组件形成于该基板的第一表面上，且为该封装胶体包覆，该封装胶体顶面外露出该导电组件；该外接组件设置并电性连接于该导电组件上。
13.根据权利要求12所述的半导体封装件，其特征在于，该外接组件为经封装的组件或半导体芯片。
14.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括导流盖，其固定在该封装胶体和基板侧面。
15.根据权利要求14所述的半导体封装件，其特征在于，该导流盖是以粘胶或机械地固定的方式固定在该封装胶体和基板侧面。
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