TW200915505A - Packaging carrier with high heat-dissipation and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

200915505 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種高散熱封裝載板，尤指一種適用於 類鑽碳薄膜（DLC ’ Diamond-Like carbon)及複數個通孔所形 成之间散熱封裝載板結構，以及一種高散熱封裝載板之製 造方法。 【先前技術】 現今常使用之晶片如LED由於發光亮度夠高，因此廣 10泛應用於顯示器背光源、小型投影機、以及照明等各種電 子裝置中。然而，由於目前LED的輸入功率有將近8〇%的能 量會轉換成熱能，當無法適時有效地散熱時，會使LED晶 片界面溫度升高，進一步影響發光強度及產品壽命週期。 因此，欲改善此問題，須在載板封裝階段便優先解決散熱 15等問題，其中最重要的就是改善傳統散熱基板散熱結構以 及傳統絕緣層之熱傳導不良狀況。 如圖1所示，TW 543921號揭露一種利用曲面凹杯54與 通風散熱孔51以形成高散熱功能之發光元件。然而在此前 案中，係使用了傳統絕緣層52,其散熱效應已無法有效提 20升，即使再與通風散熱孔結合後，其散熱效果仍有限，無 法達到全方位之散熱效應。 US 6372628揭露了 一種使用類鑽碳薄膜與蝕刻孔洞内 植佈線路所形成之半導體元件，但是在us 6372628的蝕 刻孔洞内具有植佈銅線以用於導電，且底層具有石夕基板， 200915505 影響了孔洞散熱效應。JP 2005292700利用DLC薄膜與孔洞 形成之發光元件，然而僅將DLC絕緣薄膜形成於基板表 面，此方式仍無法將封裝載板中，電子元件所產生之熱有 效導出。 ' 5 前案JP-2178979揭示一種在發光元件之發光層（light emitting layer)中形成孔洞，作為垂直方向散熱之用途。然 而，JP-2178979係在發光層之表面形成一絕緣層，而非如 本案使用類鑽碳薄膜層，其散熱效果仍然有限。一般而言， 如以類鑽碳薄膜層取代習知絕緣層時’以高功率發光二極 ίο體之電路板而言，可有效降低其晶片表面溫度約15t。本 案係使用至少一類鑽碳薄膜層及複數個通孔，對封裝載板 之三維空間散熱具更顯著功效。Jp2〇〇3_215163揭露一種探 針卡（probe card) ’包括有類鑽碳薄膜與孔洞之結構。由於 在半導體微結構中，會有熱不均勻現象而提高探針尖端與 15電極之間的碰撞。因此該案之孔洞是用以固定其探針，使 炭針之疋位準確，以解決導板（guide plate)巾因局部熱不均 勻之現象’且該案所形成之類鑽碳薄膜形成在其控制板之 表面mP2()()3-215163仍未解決封裝載板散熱之問題。 古因此，本發明為解決上述問題，目前亟需一種具全方 2〇 ^導熱效率之高散熱封裝載板，來解決習知散熱基板散 —構以及傳統絕緣層之熱傳導不良狀況，用以解 元件散熱之問題。 【發明内容】 200915505 要目的為k供一種高散熱封裝载板， 類鑽碳薄膜（DLC，π 矛用 ^ d_Llke carbon)及複數個通孔提供 二雉工間散熱’用以解決電子元件散熱之問題。 '、 本發明為-種高散熱封震載板，用 5 Ο 15 括有：一載板本體，包括有一^曰曰片’包 面金屬層形成於载板本面、及一下表面;-界 於界面金屬層上鑽碳薄膜層形成 萄曰上，鍍覆層形成於類鑽碳薄膜層上；以 一電極層形成於載板本體之下矣而.甘士 忠右其巾，封裝載板並形 面今属藤^孔’其係貫穿於鍍覆層、類鑽碳薄膜層、界 面金屬層、載板本體' 以及電極層。 根據本發明之高散熱封裝載板，該複數個通孔内更包 金屬填充結構;其令，金屬填充之金屬材 料沒有限制，較佳係為銅或銀。 ，據本發明之高散熱封裝載板，其更包括另一類鑽碳 薄膜層’形成於餘本體之τ表面與電極層之間。 =據本發明之高散熱封裝載板，其中類鑽碳薄膜層之 厚度為〇·_至100μηι;較佳厚度為_至1〇卿。 相據本發明之南散熱封裝載板，其複數個通孔孔徑大 ，且該些複數個通孔之截面積佔封裝 。'面積沒有限制，較佳為佔封裝載板截面積約為⑽ 至70 /°，更佳佔封裝載板截面積約為20%至40〇/〇 根據本發明之載板本體，其使用材料為石夕、剛樹醋、 樹 s日 BT樹醋（Blsmaieimide triazine)、銅、鋁、及陶瓷 材料其中之一者；界面金屬層為一金屬箱層，其使用材料 20 200915505 為銅、銀、金.、及I呂盆中夕 j. 為相^ 八中之—者，至於鍍覆層之使用材料 炻爲、及鉻其中之一者’其中該鍍覆層亦可作為-電 極層，以及電極層之使崎料為銅、銀、及金其巾之一者。 5

10 15 另外，本發明提供一種高散熱封裝載板之製造方法， 主要包括下列步驟’⑷提供一包括有一上表面、及一下表 面之載板本體；_成-界面金屬層於載板本體之上表 面；⑷形成-類鑽碳薄膜層4於界面金屬層上；⑷形成一 鑛覆層於類鑽碳薄膜層上；（e)形成—電極狀載板本體之 下表面，以及（f)形成複數個通孔於前述步驟0)至（e)所形成 之結構’在前述步驟中，步驟⑷係、可選擇緊接於步驟⑷、 步驟（b)、步驟（c)、或步驟（d)之後實施。 另外，本發明兩散熱封裝載板之製造方法中，於步驟 (e)之刖可選擇性地包括一步驟幼丨），於步驟（el)中形成另一 類鑽碳薄膜層於載板本體之下表面，其後再形成一電極層 於類鑽碳薄膜層上。 根據本發明高散熱封裝載板之製造方法，其中，步驟 〇)之界面金屬層係藉由接合、壓合、及貼合之其中之一者 所形成於載板本體之上表面；步驟（c)之類鑽碳薄膜層係為 鐘覆及沉積之其中之一者所形成；該步驊（d)之鍍覆層係為 20 濺鐘及電鍍之其中之一者所形成；步驟（e)之電極層係為鍍 覆所形成·’以及步驟⑺之複數個通孔係以一般化學钕刻及 機械鑽孔之其中之一者所形成，且該步驟⑴係可選擇緊接 於步驟（a)、步驟(b)、步驟（c)、或步驟（d)之後實施，亦即’ 200915505 根，本發明所形成之複數個通孔可為全部貫通或部分貫通 根據本發明高散熱封裝載板之製造方法，其中，於步 驟⑴之，可選擇性地包括—步驟（g)，於步驟（f)形成之通孔 、金屬填充結構，並可因此提高導熱性與具有導電 功效，其中，該金屬之材料沒有限制，較佳係為銅或銀。 Ο 15 c 根據本發明高散熱封裝載板之製造方法，其 體使用材料W、FR伽、FR刺、職帥醜alelm= 為Γ其中之一者;界面金屬層為一金屬笛層， /、使用材枓為銅、銀、金、及銘其中之— 之使用材料為銀、欽、及絡直中之 =復滑 者其中該鍍覆層亦 =作為1極層；以及電極層之使用材料為鋼、銀、 其中之一者。 法，述’本發明高散熱封裝餘結構及其製造方 '、’、了一種具至少一類鑽碳薄膜及複數個通孔之封 ，構，可有效地提供三維空間散熱，== 件散熱之問題。 业阱厌冤千7〇 【實施方式】 . 以下，將對本發明作詳細描述。 及圖Γ:明用:：裝一晶片7之高散熱封裝載板_如檯 圖5為立體純圖；該封㈣㈣包括：圖 括有一上表面21、及一下表面22; 一 界面金屬層3，係形 200915505 於載板本體2之該上表面21 ; —類鑽碳薄蹀層4係形成於界 面金屬層3上；一錢覆層5係形成於類鐵碳薄膜層4上，其中 該鍍覆層5亦可作為一電極層；以及一電極層i形成於該載 板本體2之該下表面22;其中，封裝載板1〇形成有複數個通 5 孔6,其貫穿於鍍覆層5、類鑽碳薄膜層4、界面金屬層3、 載板本體2、以及電極層1。 實施例1

10 15 請參閱圖3a至3f為本發明製造高散熱封裝載板1〇結構 之較佳具體實施例，其製造方法步驟（a)至⑴為： 首先，（a)係如圖3a所示，提供一具有一上表面21及一 下表面22之載板本體2; (b)如圖3b，於載板本體2之上表面 21以接合、壓合、或貼合之方式形成一界面金屬層⑷ 如圖3c，以鍍覆或沉積一厚度為2μιη之類鑽碳薄膜層斗於界 面金屬層3上；（d)之後如圖3d，以濺鍍或電鍍形成一鍍覆層 5該類鑽碳薄膜層4上；（e)再以鍍覆方式形成一電極層丨於載 板本體2之該下表面22,如圖3e;以及⑺以—般化學姓刻或 機械鑽孔形成複數個通孔6於前述步驟（^至^)所形成之結 構，如圖3f所示高散熱封裝載板丨〇之結構。 於步驟（f)之後可選擇性地包括—步驟（g)，於步驟⑴形 成之通孔内形成一銅或銀金屬填充結構（圖未示），萨 導熱性並具有導電功效。 ^ n 在本實施例中’其中步驟⑷係可選擇緊接於該步驟 (a)、該步驟（b)、該步驟（c)、或該步驟(d)之後實施皆 本實施例中如圖3 f戶斤示之結構。 20 200915505 實施例2 請參閱圖4a至4f為本發明製造高散熱封裝載板1〇結構 之另-較佳具體實施例，其製造方法步驟⑷至⑺同實施例 1，但於該步驟（e)之前更包括一步驟（el)，如圖4e，所示，以 5鍍覆方式形成另一類鑽碳薄膜層8於該載板本體2之該下表 面22，其後再形成一電極層t於該類鑽碳薄膜層8上。 、於步驟⑴之後可選擇性地包括一步驟（g)，於步驟⑺形 成之通孔内形成一銅或銀金屬填充結構（圖未示），藉此提高 導熱性並具有導電功效。 ^ 10 在本實施射，其中㈣⑷及（el)係可選擇緊接於該步 驟（a)、該步驟（b)、該步驟（c)、或該步驟（d)之後實施皆可達 成本實施例中如圖4f所示之結構。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 15 於上述實施例。 【圖式簡單說明】 圖1係為習知之而散熱封裝載板結構。 圖2係本發明高散熱封裝載板結構之剖視圖。 20 ®3a至3f係為本發明—較佳實施例之流程圖。 圖4a至4f係為本發明另一較佳實施例之流程圖。 圖5係本發明高散熱封裝載板結構之立體圖。 【主要元件符號說明】 11 200915505 1 電極層 2 載板本體 3 4 類鑽碳薄膜層 5 鍍覆層 6 7 晶片 8 類鑽碳薄膜層 10 21 上表面 22 下表面 51 52 絕緣層 54 曲面凹杯 界面金屬層 通孔 高散熱封裝載板 風散熱孔

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Claims (1)

1. 200915505 十、申請專利範圍： 1·一種高散熱封裝載板，用以封裝一晶片，該封裝載板 包括： 一載板本體’包括有一上表面、及一下表面； 5 一界面金屬層’係形成於該載板本體之該上表面； 一類鑽碳薄膜層係形成於該界面金屬層上； 一锻覆層係形成於該類鑽碳薄膜層上；以及 〇 一電極層係形成於該載板本體之該下表面； 其中’該封裝載板並形成有複數個通孔，其係全部或 10部分貫穿於該鍍覆層、該類鑽碳薄膜層、該界面金屬層、 該載板本體、以及該電極層。 2. 如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其 中，該複數個通孔内更包括有一金屬形成金屬填充結構。 3. 如申請專利範圍第2項所述之高散熱封裝載板，其 15 中，該金屬之材料為銅或銀。 (; 4·如中請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其更 " &括另-類鑽碳薄膜層’其係形成於該栽板本體之該下 面與該電極層之間。 5·如申請專利範圍&項所述之高散熱封裝載板， 20該類鑽碳薄膜層之厚度為Ο.ίμιη至ΙΟΟμτη。 、 /6.如中請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其中 该類鑽碳薄膜層之厚度較佳 7·如申請專利範圍第i項所述之高散熱封裝載板，其中 该複數個通孔之孔徑為1卜〇1至1〇〇(^111。 、 13 Ο 15 C 20 200915505 8·如申請專利範圍第丨項所述之高散埶扭 ''^ ^ ^ ^ ^ m ® ^ 〇%^ 7〇%" .如申μ專利範圍第丨項所述之高散熱 =數個通孔之截面積佔該封裝載板截面積較佳為鳩至 兮截!!·如中請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，直中 “板本體材料係為⑦、刚樹醋、F ㈣被1岭銅、銘'及陶諸料其\之= 利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其中 該界面金屬層為-金屬羯層，其材料係為鋼、銀 鋁其中之一者。 中神it巾請專㈣圍第Ρ貞所狀高散熱封裝載板，其 中k鍍覆層材料係為銀、鈦、及鉻其中之—者。 ▲ 13.如巾4專利範圍第丨項所述之高散熱封裝載板，其中 §亥電極層材料係為銅、銀、及金其中之一者。 14.-種高散熱封裝載板之製造方法，包括下列步驟， (a) 提供一載板本體，其包括有一上表面、及一下表面 (b) 形成一界面金屬層於該載板本體之該上表面； (c) 形成一類鑽碳薄膜層於該界面金屬層上； (d) 形成一鍍覆層於該類鑽碳薄膜層上； (e) 形成一電極層於該載板本體之該下表面；以及 (f) 形成複數個通孔於前述步驟⑷至⑷所形成之結構； 14 200915505 其中，該步驟（e)係可選擇緊接於該步驟（a)、該步驟 (b)、該步驟（c)、或該步驟（d)之後實施；且該步驟⑺係可選 擇緊接於步驟（a)、步驟（b)、步驟（c)、或步驟（d)之後實施。 15.如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 5造方法，於該步驟（e)之前更包括一步驟（el)形成另一類鑽 碳薄膜層於該載板本體之該下表面，其後再形成一電極層 於該類鑽碳薄膜層上。 16·如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中，該步驟（b)之該界面金屬層係為接合、壓合、 10 及貼合之其中之一者所形成。 17.如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中，該步驟（c)之該類鑽碳薄膜層係為鍍覆及沉 積之其中之一者所形成。 18_如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 15 造方法，其中，該步驟（d)之該鍍覆層係為濺鍍及電鍍之其 中之一者所形成。 、 19.如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中，該步驟（e)之該電極層係為鍍覆所形成。 20_如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裴載板之製 20 造方法，其中，該步驟⑴之該複數個通孔係以一般化學蝕 刻及機械鑽孔之其中之一者所形成。 21.如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中，於步驟⑺之後更包括一步驟（幻，於步驟（f) 形成之複數個通孔内形成一金屬填充結構。 15 200915505 造方項料之高散㈣裝載板之製 其中° 亥金屬之材料為銅或銀。 技如申請專利範圍第〗4項所述之高散熱 造方法，其t該載板本體材料係為石夕、咖樹醋、阳樹醋製 BT= 旨（B_leimidetriazine)、銅、紹、及陶究材料其中 之一者。 24. 如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法’其中該界面金屬層為—金屬？|層，其材料係為銅、 銀 '金、及銘其中之一者。 25. 如申請專職圍第14項所述之高散熱封裝載板之 製造方法，其中該鍍覆層材料係為銀、鈦、及鉻其中一 者。 26. 如中請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中該電極層材料係為銅、銀、及金其中之者 15 16