CN104576909A - 含有散热物质的芯片贴装基板用散热体制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及芯片贴装基板用散热体及制造其的方法，本发明的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体包括：容纳部，其用于容纳贴装了芯片或供芯片贴装的基板，并支撑或固定容纳的基板；及散热部，其使容纳的基板绝缘，通过含有的散热物质，使从基板或从贴装于所述基板的芯片产生的热散热到外部。本发明的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体可以通过注塑成型而制造，因而能够提高制造工序的容易性。另外，由于利用单一构成的散热体，因而不需要用于附着基板与散热器的TIM粘合层，不需要为了基板与散热器之间的电气绝缘而使散热器上面阳极氧化所形成的电气绝缘层，因而能够使构成简单。

Description

含有散热物质的芯片贴装基板用散热体制造方法
技术领域
本发明涉及芯片贴装基板用散热体及制造其的方法，更详细而言，涉及一种含有散热物质的芯片贴装基板用散热体。
背景技术
一般而言，作为半导体发光二极管的LED(Light Emitting Diode)是不诱发公害的亲环境性光源，在多种领域受到瞩目。最近，随着LED使用范围扩大到室内外照明、汽车前照灯、显示装置的背光单元(Back-LightUnit：BLU)等多种领域，要求LED的高效率及优秀的散热特性。为了获得高效率的LED，需要一次性改善LED的材料或结构，但此外，LED封装的结构及用于其的材料等也需要改善。
在这种高效率的LED中，由于发生高热，如果不能将其有效释放，那么LED的温度将升高，其特性将恶化，因而寿命缩短。因此，在高效率LED封装方面，一直致力于使从LED产生的热有效释放。
但是，根据以往的光装置，在减小用于把基板附着于为了释放诸如LED的光元件中产生的热而由铝材质等构成的散热器上的TIM粘合层厚度方面存在局限，因此，即使使用热传递良好的材质，也由于其厚度而存在散热特性低下的问题，不仅如此，把光装置正确地排列于散热器上的工序通过手工作业完成，因而不仅生产率低下，而且根据作业者的熟练度，TIM粘合层的整体涂布厚度或一部分涂布厚度相异，存在无法保障均匀的散热性能的问题。
另外，为了电气绝缘，要求使散热器的上面阳极氧化而形成电气绝缘层的工序，因而存在工时增加的问题。
另外，在借助于光装置用原板而制造的各个单位光装置的分离，即，在切割(sawing)或划片(dicing)过程中发生毛刺(burr)，使在散热器上面以极薄的层而形成的阳极氧化绝缘层损伤，基板与散热器之间的绝缘被破坏，从而存在发生诸如短路的不良的问题。
发明内容
本发明正是为了解决前述问题而研发的，其目的在于提出一种含有单一构成的散热物质的芯片贴装基板用散热体及制作其的方法。
旨在解决所述技术课题的本实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体包括：容纳部，其用于容纳贴装了芯片或供芯片贴装的基板，并支撑或固定容纳的基板；及散热部，其使容纳的基板绝缘，通过含有的散热物质，使从基板或从贴装于基板的芯片产生的热散热到外部。
优选所述容纳部及散热部是把含有散热物质的绝缘物质注射到包含用于容纳基板的空间的模具而形成。
优选所述容纳部包括：支撑部，其固定所述容纳的基板的上面的至少一部分；容纳部壁面，其固定所述基板的侧面；及容纳部底面，其支撑及固定所述基板。
优选所述散热体保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板的绝缘性。
优选所述散热体中含有的所述散热物质的比率，考虑由所述散热物质而决定的热传导性及用于保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板绝缘性的电气绝缘性来决定。
旨在解决所述技术课题的本实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体制造方法包括：模具注入步骤，把含有散热物质的绝缘物质，注入于插入了贴装有芯片的基板或形成有用于容纳贴装了芯片的基板的空间的模具；及散热体形成步骤，针对用于容纳所述基板并对容纳的基板进行支撑或固定的容纳部、使所述容纳的基板绝缘并通过散热物质而使从基板或从贴装于所述基板的芯片产生的热散热到外部的散热部，使注入的绝缘物质固化或硬化而形成。
所述模具包括：支撑部，其固定所述容纳的基板的上面的至少一部分；空间，其用于构成对所述基板的侧面进行固定的容纳部壁面及对所述基板进行支撑及固定的容纳部底面。
优选所述绝缘物质中含有的所述散热物质的比率，考虑由所述散热物质而决定的热传导性及用于保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板绝缘性的电气绝缘性来决定。
本发明的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体可以通过注塑成型而制造，因而能够提高制造工序的容易性。另外，由于利用单一构成的散热体，因而不需要用于附着基板与散热器的TIM粘合层，不需要为了基板与散热器之间的电气绝缘而使散热器上面阳极氧化所形成的电气绝缘层，因而能够使构成简单。
附图说明
图1a及图1b分别是用于说明在互不相同的光装置用原板中制造互不相同结构的光装置的过程的俯视图。
图2是用于说明以往把单位光装置接合于散热器的方法的剖面图。
图3是显示根据本发明一个实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体的剖面图。
图4是显示根据本发明一个实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体的基板贴装示例的剖面图。
图5是显示根据本发明一个实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下内容仅举例说明发明的原理。因此，即使本说明书中未明确说明或图示，但所属领域的技术人员也是能够体现发明的原理并对发明的概念和范围中包含的各种装置进行发明的。另外，本说明书中列举的所有附条件术语及实施例，原则上应理解为只明确地用于理解发明的概念之目的，而非限定于如此特别列举的实施例及状态。
所述目的、特征及优点通过附图和相关如下详细说明将更加明确，因此，发明所属技术领域的技术人员可以容易地实施发明的技术思想。
另外，在说明发明方面，当判断认为对发明相关公知技术的具体说明可能不必要地混淆发明的要旨时，则省略其详细说明。下面参照附图，对本含有散热物质的芯片贴装基板用散热体的优选实施例进行详细说明，出于便利，作为芯片，以LED为例进行说明。
图1a及图1b分别是用于说明在互不相同的光装置用原板中制造互不相同结构的光装置的过程的俯视图。如图1a所示，以往在制造光装置方面，为了提高作业的效率性，首先在具有多个竖直绝缘层(B)的原板(A)的上面，把以达到既定深度的上宽下窄形状的凹槽形成而包含有竖直绝缘层(B)的腔(C)形成为原板(A)单位后，在把光元件(D)贴装于各个腔(C)内部的状态下打线(E)。
然后，按照切割线(CL)，横向及纵向截断光装置用原板(A)，从而完成单位光装置的制造，然后，为了迅速散热，把如此截断的各个光装置接合于散热器使用。
在图1a的光装置用原板(A)中，制造成分别横向搭载3个及纵向搭载2个光元件的共6个光装置，在各光装置中，横向排列的光元件相互串联连接，相反，纵向排列的光元件相互并联连接。
然后，在图1b的示例中，借助于1个光装置用原板(A′)，制造共6个光装置，1个光装置中横向搭载3个、纵向搭载2个光元件，这一点是相同的，但与图1a示例不同，不仅所有(共6个)光元件(D)贴装于1个腔(C′)内部，而且串联连接相邻光元件(D)的线(E)也不是以基板为介质，而是由直接绑定于光元件(D)电极的结构构成。
前述结构只不过是一个示例而已，借助于具有多种大小或结构的多种光装置用原板，可以制造具有多种结构的光装置。
图2是用于说明把以往图1a所制造的单位光装置接合于散热器的方法的剖面图。如图2所示，为了释放从贴装于腔(34)内的光元件(40)产生的热，在由铝材质等构成的散热器(20)上附着基板(30)并使用，作为把基板(30)附着于散热器(20)的材质，主要使用以热传递特性良好的填充了铝氧化物、锌氧化物或氮化硼等的硅油等TIM(Thermal interfacial materials)(10)。而且，为了基板(30)与散热器(20)之间的电气绝缘，对散热器(20)上面进行阳极氧化，形成电气绝缘层(22)。
但是，根据如上所述的以往的光装置，在减小TIM粘合层(10)的厚度方面存在局限，因而即使使用热传递良好的材质，也存在因其厚度而散热特性下降的问题，不仅如此，把光装置正确排列于散热器上的工序通过手工作业完成，因而不仅生产率降低，而且根据作业者的熟练度，TIM粘合层的整体涂布厚度或一部分涂布厚度相异，存在无法保障均匀的散热性能的问题。
另外，为了电气绝缘，要求使散热器(20)的上面阳极氧化而形成电气绝缘层的工序，因而存在工时增加的问题。
更重要的是，以往借助于图1a所示光装置用原板(A)制造的各个单位光装置，例如，在图1a中从最右侧分离的光装置，如图2所示，在分离，即在切割(sawing)或划片(dicing)过程中，在最左侧发生毛刺(burr)，使在散热器(20)上面以极薄的层形成的阳极氧化绝缘层(22)损伤，从而导致基板(30)与散热器(20)之间的绝缘被破坏，存在发生诸如短路的不良的问题。
另外，当本装置加装于金属外壳内或与金属部件邻接时，本装置侧面部位露出，因而当施加因外部雷击等而产生的高电压时，存在因沿面放电而会容易丧失耐电压性的问题。因此，需要使本装置的侧面部位从这种外部环境绝缘。
下面参照图3，对根据本发明一个实施例的含有散热物质的芯片贴装基板用散热体进行说明。
如图3所示，本实施例的含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)包括容纳部(130)及散热部(140)。在本实施例中，区分容纳部(130)与散热部(140)进行说明，但优选在散热体(100)上，容纳部(130)与散热部(140)通过后述的注塑成型过程而制造，因而以单一构成形成。
在本实施例中，容纳部(130)容纳贴装了芯片或供芯片贴装的基板，对容纳的基板进行支撑或固定。
如图3所示，容纳部(130)作为用于供芯片贴装的空间，以与基板底面对应的大小及形状为底面、以与基板侧面对应的大小及形状为侧面的空置空间形成为壁面。
即，在容纳部(130)的空置空间插入基板，通过向相对于容纳部(130)底面相反方向形成的散热部(140)，散热体(100)对基板产生的热进行散热。
在图3中，根据供基板插入容纳部(130)的功能上的特征，与基板形状对应地平坦地构成了底面，但可以对基板底面与容纳部(130)底面的形状进行变形，增加接触表面积或变形为插入的形态，构成得使基板更好地容纳于容纳部(130)。
进一步而言，在本实施例中，容纳部(130)作为用于对容纳的基板进行支撑及固定的构成，还可以包括支撑部(120)。如图3所示，支撑部(120)可以与对基板侧面进行固定的容纳部(130)的壁面连接，以覆盖基板上面至少一部分的形态突出形成。当在基板上贴装LED芯片而发挥光装置功能时，为了使得对光装置射出的光量的影响实现最小化，优选支撑部(120)以相对于基板上面而覆盖一部分的形态构成。
如图4所示，根据本实施例的含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)的支撑部(120)发挥对基板的上面进行固定的作用，固定容纳部(130)壁面的基板侧面，使得容纳部(130)的底面支撑及固定基板，无需如图2所示，在为了释放光元件(40)产生的热而由铝材质等构成的散热器(20)上，为附着基板(30)而另行构成填充了热传递特性良好的铝氧化物、锌氧化物或氮化硼等的硅油等TIM(Thermal interfacial materials)层。
下面对根据本实施例的含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)的散热部(140)进行说明。
如图3所示，本实施例的散热体(100)的散热部(140)在容纳部(130)的下方形成。在容纳部(130)下方形成，使得不影响容纳的基板上贴装的光元件射出的光量，吸收从光元件产生的热并散热。散热部(140)为了使用于散热的功能性特征最大化，优选以表面积大的形态形成。因此，如图3所示，构成多个凹凸形态的节，吸收从基板产生的热并释放到外部。另外，散热部作为照明部件的一部分应用，因而可以通过模具形状自由地设计。例如，散热部为了与照明的构成品连接或支撑，可以由以容纳槽或凸起等构成的多种形状构成。
通过图4进行更详细说明，在本实施例中，散热部(140)使容纳的基板绝缘，通过含有的散热物质(110)，使从基板或从基板上贴装的芯片产生的热释放到外部。使容纳的基板绝缘，意味着保护在所述图1a、1b中通过绝缘层而电气分离的原板的绝缘性，进而通过散热物质(110)防止绝缘性低下。进一步而言，为了保护这种绝缘性，在本实施例中，容纳的基板为了保护露出于基板下面的绝缘部，可以还包括覆盖绝缘部的绝缘部保护部(图中未示出)，绝缘部保护部(图中未示出)可以通过环氧物质生成。
如图3及图4所示，根据本实施例的含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)，含有相对于绝缘物质例如可注塑成型的塑料带有热传导性的物质构成。因此通过含有的散热物质(110)，吸收从基板或芯片产生的热并释放到外部。
因此，在本实施例中，散热物质(110)的含有比率与散热体(100)的散热性能相关联，优选在不损害基板的绝缘性的范围内，决定散热物质(110)的含有比率。
下面参照图5，对制造所述散热体(100)的方法进行说明。
如图5所示，根据本实施例的制造含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)的方法包括模具注入步骤(S100)、散热体(100)形成步骤(S200)。
在本实施例中，模具注入步骤(S100)是把含有散热物质(110)的绝缘物质注入于插入了贴装有芯片的基板的或形成有用于容纳贴装了芯片的基板的空间的模具。因此，在本实施例中，模具注入步骤(S100)可以是向插入了贴装有芯片的基板的模具注入含有散热物质(110)的绝缘物质，或注入于形成有用于容纳基板的空间的模具。
即，在向预先插入有基板的模具注入绝缘物质时，利用根据本实施例的散热体制造方法，可以制造包含散热体的芯片封装包，在向形成有空间的模具注入时，可以在散热体制造后，通过把芯片基板再插入于空间的工序，制造芯片封装包。
如上所述，在本实施例中，散热体(100)利用诸如塑料的可注塑成型的物质，因而模具注入步骤是把含有散热物质的液体状态的塑料注入模具。
在本实施例中，模具作为用于容纳基板的形态，形成有用于构成对基板的上面进行固定的支撑部(120)、对基板侧面进行固定的容纳部(130)壁面、对基板进行支撑及固定的容纳部(130)底面的空间。
然后，散热体(100)形成步骤针对用于容纳基板并对容纳的基板进行支撑或固定的容纳部(130)、使容纳的基板绝缘并通过散热物质(110)而使从基板或从贴装于所述基板的芯片产生的热散热到外部的散热部(140)，为了制造成由模具决定的形态，使模具注入步骤(S100)注入的绝缘物质固化或硬化而形成。
根据以上过程，含有散热物质(110)的芯片贴装基板用散热体(100)可以通过注塑成型而制造，因而能够提高制造工序的容易性。特别是向预先插入有基板的模具注入绝缘物质时，通过一次的注塑成型，可以制造包括散热体的芯片封装包。
另外，利用了单一构成的散热体(100)，因而不需要以往的用于附着基板与散热器的TIM粘合层，由于不需要用于基板与散热器之间电气绝缘的绝缘层(22)，因而能够使构成简单。
以上说明只不过示例性地说明本发明的技术思想而已，只要是本发明所属技术领域的技术人员，在不超出本发明的本质性特性的范围内，可以多样地修改、变更及置换。
因此，本发明中公开的实施例及附图，并非用于限定而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并非由这种实施例及附图限定。本发明的保护范围应根据以下权利要求书进行解释，处于与之同等范围内的所有技术思想，应解释为包含于本发明的权利范围。

Claims (8)

1.一种含有散热物质的芯片贴装基板用散热体，其特征在于，包括：
容纳部，其用于容纳贴装了芯片或供芯片贴装的基板，并支撑或固定所述容纳的基板；及
散热部，其使所述容纳的基板绝缘，通过含有的散热物质，使从所述基板或从贴装于所述基板的芯片产生的热散热到外部。
2.根据权利要求1所述的芯片贴装基板用散热体，其特征在于，
所述容纳部及散热部是把所述含有散热物质的绝缘物质注射到包含用于容纳所述基板的空间的模具而形成。
3.根据权利要求1所述的芯片贴装基板用散热体，其特征在于，所述容纳部包括：
支撑部，其固定所述容纳的基板的上面的至少一部分；
容纳部壁面，其固定所述基板的侧面；及
容纳部底面，其支撑及固定所述基板。
4.根据权利要求1所述的芯片贴装基板用散热体，其特征在于：
所述散热体保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板的绝缘性。
5.根据权利要求1所述的芯片贴装基板用散热体，其特征在于，
所述散热体中含有的所述散热物质的比率，考虑由所述散热物质而决定的热传导性及用于保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板绝缘性的电气绝缘性来决定。
6.一种含有散热物质的芯片贴装基板用散热体制造方法，其特征在于，包括：
模具注入步骤，把含有散热物质的绝缘物质，注入于插入了贴装有芯片的基板或形成有用于容纳所述贴装了芯片的基板的空间的模具；及
散热体形成步骤，针对用于容纳所述基板并对容纳的基板进行支撑或固定的容纳部、使所述容纳的基板绝缘并通过散热物质而使从基板或从贴装于所述基板的芯片产生的热散热到外部的散热部，使注入的绝缘物质固化或硬化而形成。
7.根据权利要求6所述的芯片贴装基板用散热体制造方法，其特征在于，
所述模具包括：支撑部，其固定所述插入的或容纳的基板的上面的至少一部分；空间，其用于构成对所述基板的侧面进行固定的容纳部壁面及对所述基板进行支撑及固定的容纳部底面。
8.根据权利要求6所述的芯片贴装基板用散热体制造方法，其特征在于，
所述绝缘物质中含有的所述散热物质的比率，考虑由所述散热物质而决定的热传导性及用于保护从所述基板通过绝缘层而电气分离的原板绝缘性的电气绝缘性来决定。
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