CN1917188A - 散热型覆晶封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种散热型覆晶封装结构，其包括一具有一上表面的基板，一覆晶晶片接合至该基板的上表面，一散热器设置于该覆晶晶片的一背面，该散热器包括一散热壳体以及一冷却剂，该散热壳体具有一底热交换部、一顶热交换部以及一冷却剂集收部，该底热交换部包括复数个散热凸柱，以增加散热面积，该冷却剂集收部是连接底热交换部与顶热交换部，用以集收冷却剂，以在散热壳体内进行一散热循环时，冷却剂是可流布至该些散热凸柱并蒸发，该散热壳体与该冷却剂用于增进该散热型覆晶封装结构的热量传导效率，以维持正常工作温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热型覆晶封装结构，特别是涉及一种具有散热器(heat sink)的散热型覆晶封装结构。
背景技术
由于现今的电子产品讲求高功能性与极高效能等趋势，因此该些电子产品的晶片长时间处于高度运算的状态，而会导致晶片产生出大量的热能，此时若无法即时将该些热能散发出去，则容易导致该晶片发生翘曲(warpage)或龟裂(crack)的情况，而导致该些电子产品失效或报废，进而降低产品的寿期，所以现今的高度运算晶片是加装散热装置于该晶片的一非主动面，以加快热能的散发速度。
请参阅图1所示，是现有习知的散热型封装结构，其包括一基板10、复数个焊球20、一覆晶晶片30、复数个凸块40以及一散热片50。该些焊球20设置于该基板10的下表面11，覆晶晶片30设置于基板10的上表面12，该些凸块40形成于覆晶晶片30的一主动面31，以电性连接基板10与覆晶晶片30，散热片50是藉由一加强件60设置于基板10的上表面12，并与覆晶晶片30的一背面32热耦合，其中，覆晶晶片30所产生的热能传导至该散热片50，再藉由散热片50散发热能，故散热片50的尺寸大小是为整个元件最重要的关键，而上述的覆晶晶片30是仅藉由散热片50散发热能，当将散热片50设置于一温度较高的热源时，因散热片50的散热面积不足，而造成热源的热能无法及时散发出去，进而造成产品温度过高而影响效能。
由此可见，上述现有的散热型覆晶封装结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决散热型覆晶封装结构存在的问题，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。因此如何能创设一种新型的散热型覆晶封装结构，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的散热型覆晶封装结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的散热型覆晶封装结构，能够改进一般现有的散热型覆晶封装结构，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，克服现有的散热型覆晶封装结构存在的缺陷，而提供一种新型的散热型覆晶封装结构，所要解决的技术问题是使其包括一基板、一覆晶晶片及一散热器，该覆晶晶片接合至该基板的一上表面，该散热器设置于该覆晶晶片的一背面，该散热器包括一散热壳体以及一冷却剂，该散热壳体包括一底热交换部、一顶热交换部以及一冷却剂集收部，该冷却剂集收部连接该底热交换部与该顶热交换部，以形成一密闭空间，其中，该冷却剂集收部用以收集该冷却剂，以利在该密闭空间内进行一散热循环时，该冷却剂是可流布至该些散热凸柱并蒸发，以利覆晶晶片热能的散发，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种散热型覆晶封装结构，所要解决的技术问题是使其一底热交换部包括复数个散热凸柱，增加该底热交换部的散热面积，当一覆晶晶片产生热能时，可藉由该些散热凸柱加快热能的散发速度，以维持该覆晶晶片的运作，延长产品寿期，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散热型覆晶封装结构，其包括：一基板，具有一上表面；一覆晶晶片，接合至该基板的该上表面，该覆晶晶片具有一背面；及一散热器，设置于覆晶晶片的背面，该散热器包括一散热壳体以及一冷却剂，该散热壳体是为一密闭空间，该散热壳体具有：一底热交换部，贴设于该覆晶晶片的该背面并包括复数个在该密闭空间内的散热凸柱；一顶热交换部；及一冷却剂集收部，连接该底热交换部与该顶热交换部，用以收集该冷却剂；其中，当在散热壳体内进行一散热循环时，该冷却剂是可流布至该些散热凸柱并蒸发。
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。
前述的散热型覆晶封装结构，其中该些散热凸柱是一体成型于该散热壳体。
前述的散热型覆晶封装结构，其中该些散热凸柱是以粘接或焊接方式结合至该底热交换部。
前述的散热型覆晶封装结构，其中该些散热凸柱是为圆锥状或圆弧状的中空结构并包括一导热填充物，填充于该些散热凸柱的中空区。
前述的散热型覆晶封装结构，其中所述的散热壳体是具有一在该密闭空间内的倾斜面，连接该底热交换部与该冷却剂集收部，以利冷却剂毛细流入该底热交换部。
前述的散热型覆晶封装结构，其中所述的散热壳体的顶热交换部是为鳍状结构。
前述的散热型覆晶封装结构，其另包括一加强件，设置于该基板的上表面，以支撑该散热器与基板。
前述的散热型覆晶封装结构，其另包括一散热鳍板，设置于该顶热交换部上。
前述的散热型覆晶封装结构，其另包括一散热胶，热耦合连接该覆晶晶片的背面与该散热壳体的底热交换部。
前述的散热型覆晶封装结构，其另包括复数个焊球，设置于该基板的一下表面。
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，本发明散热型覆晶封装结构至少具有下列优点：
依本发明的散热型覆晶封装结构，包括一基板、一覆晶晶片及一散热器，该基板具有一上表面，该覆晶晶片接合至该基板的该上表面，且该散热器设置于该覆晶晶片，该散热器包括一散热壳体以及一冷却剂，其中该散热壳体具有一底热交换部、顶热交换部以及一冷却剂集收部，该底热交换部贴设于该覆晶晶片的一背面并包括复数个散热凸柱，该顶热交换部可以传导覆晶晶片所产生的热能，该冷却剂集收部连接该底热交换部与该顶热交换部，可以收集该冷却剂，利于在该密闭空间内进行一散热循环，其中，当覆晶晶片所产生的热能是传递至该底热交换部，该冷却剂在吸收传导至该底热交换部的热能后即转变为汽态冷却剂，然后向上攀升至该顶热交换部，并将热能传递至该顶热交换部并重新凝结成液态冷却剂，再回流至该冷却剂集收部，因为该底热交换部包括该些散热凸柱，因此该覆晶晶片所产生的热能因散热面积的增加而快速地向该顶热交换部排散，维持该覆晶晶片的运作效率。
综上所述，本发明特殊的散热型覆晶封装结构，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，且较现有的散热型覆晶封装结构具有增进的多项功效，从而更加适于实用，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1所示为现有习知散热型封装结构的截面示意图。
图2所示为依据本发明的第一具体实施例的散热型覆晶封装结构的截面示意图。
图3所示为依据本发明的第二具体实施例的散热型覆晶封装结构的截面示意图。
10：基板 11：下表面
12：上表面 20：焊球
30：覆晶晶片 31：主动面
32：背面 40：凸块
50：散热片 60：加强件
100：散热型覆晶封装结构 110：基板
111：上表面 112：下表面
120：覆晶晶片 121：背面
122：凸块 130：散热器
131：散热壳体 132：冷却剂
133：底热交换部 133a：散热凸柱
134：顶热交换部 135：冷却剂集收部
136：倾斜面 137：导热填充物
140：焊球 150：散热胶
200：散热型覆晶封装结构 210：基板
211：上表面 220：覆晶晶片
221：背面 222：凸块
230：散热器 231：散热壳体
232：冷却剂 233：底热交换部
233a：散热凸柱 234：顶热交换部
235：冷却剂集收部 236：导热填充物
240：加强件 250：散热鳍板
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型覆晶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。
请参阅图2所示，是本发明散热型覆晶封装结构的第一具体实施例，该散热型覆晶封装结构100，包括一基板110、一覆晶晶片120以及一散热器130。该基板110具有一上表面111。在本实施例中，该散热型覆晶封装结构100包括复数个焊球140，其设置于基板110的一下表面112。覆晶晶片120接合至基板110的上表面111，覆晶晶片120具有一背面121。在本实施例中，覆晶晶片120藉由复数个凸块122与基板110电性连接。
散热器130设置于该覆晶晶片120的背面121，其中散热器130包括一散热壳体131及一冷却剂132，该散热壳体131是为一密闭空间，并包括一底热交换部133、一顶热交换部134以及一冷却剂集收部135，该底热交换部133贴设于覆晶晶片120的背面121，并包括复数个在该密闭空间内的散热凸柱133a，以增加散热面积。在本实施例中，该些散热凸柱133a是为圆锥状，此外，该散热壳体131的顶热交换部134形成有散热鳍片，以利热能的散发，较佳地，该散热型覆晶封装结构100另包括一散热胶150，热耦合连接覆晶晶片120的背面121与底热交换部133。顶热交换部134是为该散热壳体131的顶部，用以散发热能，冷却剂集收部135连接底热交换部133以及顶热交换部134，用以收集冷却剂132，以在密闭空间内进行一散热循环时，冷却剂132可流布至该些散热凸柱133a并蒸发，较佳地，散热壳体131是具有一在该密闭空间内的倾斜面136，其连接底热交换部133与冷却剂集收部135，以使冷却剂132可经由该倾斜面136毛细流入该底热交换部133，以利进行一散热循环。在本实施例中，该些散热凸柱133a另以粘接或焊接方式结合至底热交换部133，较佳地，该些散热凸柱133a是为中空结构，此外，该些散热凸柱133a另包括一导热填充物137，例如焊料、导热界面物质(Thermal Interface Material，TIM)等等，其是填充于该些散热凸柱133a的中空区。
在散热型覆晶封装结构100中，覆晶晶片120所产生的热能传递至底热交换部133，并由流入底热交换部122的液态冷却剂132所吸收，液态冷却剂132在吸收热能后转变为汽态冷却剂132，此时，汽态冷却剂132向上攀升至顶热交换部134，当汽态冷却剂132抵达顶热交换部134时，会将热能传递至顶热交换部134并在顶热交换部134重新凝结成液态冷却剂132，再回流至冷却剂集收部135，又因底热交换部133包括该些散热凸柱133a，故覆晶晶片120所产生的热能因散热面积的增加而快速地向顶热交换部134排散，以维持覆晶晶片120的正常工作温度，避免因温度过高而降低覆晶晶片120的运作效率。
请参阅图3所示，是本发明散热型覆晶封装结构的第二具体实施例，该散热型覆晶封装结构200包括一基板210、一覆晶晶片220及一散热器230，基板210具有一上表面211，覆晶晶片220接合至基板210的上表面211并具有一背面221。在本实施例中，覆晶晶片220包括复数个凸块222，以接合覆晶晶片220与基板210。散热器230设置于覆晶晶片220的背面221并包括一散热壳体231以及一冷却剂232，散热壳体231是为一密闭空间，其中，散热壳体231包括一底热交换部233、一顶热交换部234及一冷却剂集收部235，底热交换部233贴设于该覆晶晶片220的背面并包括复数个在该密闭空间内的散热凸柱233a，以增加散热面积。在本实施例中，散热壳体231与该些散热凸柱233a是为一体成型并呈圆弧状，较佳地，该些散热凸柱233a是为中空结构，此外，散热型覆晶封装结构200另包括一导热填充物236，其填充于该些散热凸柱233a的中空区。
顶热交换部234用以散发热能，冷却剂集收部235连接该底热交换部233与该顶热交换部234，用以收集该冷却剂232，以在该密闭空间内进行一散热循环。在本实施例中，该散热型覆晶封装结构200包括一加强件240，其设置于基板210的上表面211，以支撑散热器230与基板210，此外，散热型覆晶封装结构200另包括一散热鳍片250，设置于顶热交换部234的外部，以加强散热速度。
在散热型覆晶封装结构200中，由于冷却剂232一直在散热壳体231的底热交换部233与顶热交换部234之间进行热交换循环，并利用该些散热凸柱233a所增加的散热面积加快覆晶晶片220的散热速度，且散热鳍片250是加强了顶热交换部234与外界接触面的热交换速率，可使覆晶晶片220维持在正常的工作温度，避免因为温度过高，而降低了覆晶晶片200的工作效率。
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技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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、一种散热型覆晶封装结构，其特征在于其包括：
一基板，具有一上表面；
一覆晶晶片，接合至该基板的上表面，该覆晶晶片具有一背面；以及
一散热器，设置于该覆晶晶片的背面，该散热器包括一散热壳体以及一冷却剂，该散热壳体是为一密闭空间，该散热壳体包括：
一底热交换部，贴设于该覆晶晶片的背面并包括复数个在该密闭空间内的散热凸柱；
一顶热交换部；及
一冷却剂集收部，连接底热交换部与顶热交换部，用以收集该冷却剂；
其中，当在散热壳体内进行一散热循环时，该冷却剂是可流布至该些散热凸柱并蒸发。
2、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其中该些散热凸柱一体成型于该散热壳体。
3、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其中该些散热凸柱是以粘接或焊接方式结合至该底热交换部。
4、根据权利要求1或2所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其中该些散热凸柱是为圆锥状或圆弧状的中空结构并包括一导热填充物，其是填充于该些散热凸柱的中空区。
5、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其中所述的散热壳体具有一在该密闭空间内的倾斜面，其连接该底热交换部与该冷却剂集收部，以利该冷却剂毛细流入该底热交换部。
6、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其中所述的散热壳体的预热交换部是为鳍状结构。
7、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其另包括一加强件，设置于该基板的上表面，以支撑散热器与基板。
8、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其另包括一散热鳍板，设置于顶热交换部上。
9、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其另包括一散热胶，热耦合连接该覆晶晶片的背面与散热壳体的底热交换部。
10、根据权利要求1所述的散热型覆晶封装结构，其特征在于其另包括复数个焊球，设置于基板的一下表面。
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