TWI358800B - - Google Patents

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1358800 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 類鑽权薄膜（DLC ’ Diamond-Like carbon)及複數個通孔所形 5成之高散熱封裝載板結構，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 |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’即像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的钮 刻孔洞内具有植佈銅線以用於導電，且底層具有石夕基板， 5 1358800 衫響了孔洞散熱效應。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 iayer)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， 如以類錯碳薄膜層取代習知絕緣層時，以高功率發光二極 1〇體之電路板而言，可有效降低其晶片表面溫度約15。(： ^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 奴針之定位準確，以解決導板（guideplate)中因局部熱不均 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。然而，JP2003-215163仍未解決封裝載板散熱之問題。 因此，本發明為解決上述問題，目前亟需一種具全方 2〇位间導熱效率之高散熱封裝載板，來解決習知散熱基板散 熱結構以及傳統絕緣層之熱傳導不良狀況，用以解決電子 元件散熱^問題。 【發明内容】 6 類鑽in之主要目的為提供—種高散熱封裝載板，利用 敌涛膜（DLC ’ Diam〇nd_Uke carb〇n)及複數個通孔提供 〜空間散熱，用以解決電子元件散熱之問題。 本發明為一種高散熱封裝載板，用以封裝—晶片，包 載板本體，包括有—上表面、及—下表面；一界 於成於載板本體之上表面；一類鑽碳薄膜層形成 ' 屬層上，一鍍覆層形成於類鑽碳薄膜層上·以及 形成於載板本體之下表面；其中，封裝載板並形 成有複數個通孔，其係貫穿於鑛覆層、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 =-金屬形成金屬填充結構；其中，金屬填充之金屬材 料’又有限制，較佳係為銅或銀。 *根據本發明之高散熱封裝載板，其更包括另一類鑽碳 薄膜層，形成於載板本體之下表面與電極層之間。 根據本發明之面散熱封裝載板，其中 厚度為〇.1_至_卿；較佳厚度為_至1()师。#膜層之 根據本發明之高散熱封裝載板，其複數個通孔孔徑大 小約為Ιμιη至ΐ〇〇〇μιη，且該些複數個通孔之截面積佔封裝 載板截面積沒有限制，較佳為佔封裝載板截面積約為10% 至70%;更佳佔封裝載板截面積約為2〇%至4〇〇/。 根據本發明之載板本體，其使用材料為矽、FR4樹酯、 FR5M 自日 ΒΤ樹 S旨（Blsmaleimide triazine)、銅、鋁及陶兗 材料其中之-者，界面金屬層為—金屬猪層，其使用材料 1358800 • 為銅、銀、金、及铭其中之一者；至於鍍覆層之使用材料 為銀、欽、及鉻其中之一者，其中該鍍覆層亦可作為一電 . 極層；以及電極層之使用材料為銅、銀、及金其中之一者。 另外，本發明提供一種高散熱封裝載板之製造方法， 5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；（b)形成一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 鍛覆層於類鑽碳薄膜層上；⑷形成一電極層於載板本體之 ^ 了表面；以及⑴形成複數個通孔於前述步驟⑷至⑷所形成 10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，本發明高散熱封裝載板之製造方法中，於步驟 ⑷之前可選擇性地包括—步驟（el)，於步驟（ei)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 15 於類鑽碳薄膜層上β θ 根據本發明高散熱封裝載板之製造方法，其中，步驟 • (b)之界面金屬層係藉由接合、壓合、及貼合之其中之_者 所形成於載板本體之上表面；步驟⑷之類鑽碳薄膜層係為 .鑛覆及>儿積之其中之一者所形成；該步棘⑷之鑛覆層係為 20 =鑛及電鑛之其中之一者所形成；步驟⑷之電極層係為鍛 覆所形成，以及步驟（f)之複數個通孔係以一般化學 機械鑽孔之其中之一者所形成，且該步驟⑴係可選擇緊 於步驟⑷、步驟⑻、步驟⑷、或步驟⑷之後實施，亦即，. 1358800 根據本發明所形成之複數個通孔可為全部貫通或部分貫通 . .之結構。 . &據本發明南散熱封裝載板之製造方法 ，其中，於步 驟⑴之後可選擇性地包括-步驟(g)，於步驟(〇形成之通孔 5内形成一金屬填充結構，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。 根據本發明高散熱封裝載板之製造方法，其中載板本 體使用材料為石夕、FR4樹g旨、FR5樹酯、BT樹酿（Bismaleimide • tnaZme)、銅、及鋁其中之一者；界面金屬層為一金屬箔層， 1〇其使用材料為銅、銀、金、及銘其中之-者；至於鑛覆層 t使用材料為銀、鈦、及鉻其中之一者，其中該鍍覆層亦 可作為一電極層；以及電極層之使用材料為銅、銀、及金 其中之一者。

、綜上所述’本發明高散熱封裝載板結構及其製造方 法係提供了一種具至少一類鑽碳薄膜及複數個通孔之封 裝載板結構，可有效地提供三維空間散熱，並解決電子元 件散熱之問題。 【實施方式】 . 以下，將對本發明作詳細描述。 本發月用以封裝—晶片7之高散熱封裝載板i⑽如圖2 及圖5所示’其中圖2為本發明高散熱封裝載板之剖視圖， 圖5為立體俯視圖；該封裝載板1〇包括：一載板本體2,包 括有-上表面21、及一下表面22; 一界面金屬層3，係形成 9 1358800 於載板本體2之該上表面21 類鑽碳薄縣4係形成於界 ' 面金屬層3上，一鍍覆層5係形成於類鑽碳薄膜層4上，其中 .該鍍覆層5亦可作為—電極層；以及-電極層1形成於該載 板本體2之該下表面22;其中，封裝载板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 實施例1 請參閱圖3a至3f為本發明製造高散熱封裝載板1〇結構 隹之較佳具體實施例，其製造方法步驟（a)至（f)為： 10 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3 ; 如圖3c，以鍍覆或沉積一厚度為邛瓜之類鑽碳薄膜層4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 15 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（f)以一般化學姓刻或 擊機械鑽孔形成複數個通孔6於前述步驟（a)至所形成之結 構’如圖3f所示高散熱封裝載板10之結構。 ·. 於步驟⑺之後可選擇性地包括一步驟（g)，於步驟⑺形 2〇 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。 在本實施例中，其中步驟（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)之後實施皆可達成 本實施例中如圖3f所示之結構。 1358800 實施例2

If參閱圖4a至4f為本發明製造高散熱封裝載㈣結構 之另-較佳具體實施例，其製造方法步驟(&)至_實施例 1，但於該步驟⑷之前更包括-步驟（el)，如圖4e，所示，以 5鐘覆方式形成另-類鑽碳薄膜層8於該载板本體2之該下表 面22，其後再形成-電極層！於該類鑽碳薄膜層8上。 於步驟⑴之後可選擇性地包括—步驟⑷，於步驟⑴形 成之通孔内形成-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。 1〇 在本實施例中，其中步驟⑷及⑷)係可選擇緊接於該步 驟⑷、該步驟⑻、該步驟⑷、或該步驟⑷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係為習知之高散熱封裝載板結構^ 圖2係本發明高散熱封裝触結構之剖視圖。 圖3a至3鴻為本發明—較 ^至4f係為本發明另—較佳實施例之流程圖 圖5係本發明高散熱封裝载板結構之立體圖。 【主要元件符號說明】 • 20 1358800 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)

1358800 g 96136S26 號，100 年 8 月修7F百 /_方月8 修(更)正本 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； 一鑛覆層係形成於該類鑽碳薄膜層上；以及 • '電極層係形成於該載板本體之該下表面； 其中’該封裝载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，藉由該類鑽碳薄膜層以及該 複數個通孔，以提供該封裝載板三維空間之散熱。 2.如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，立 中，該複數個通孔内更包括有一金屬形成金屬填充結構。 15 3.如令請專利範圍第2項所述之高散熱封裝載板，其 中’該金屬之材料為銅或銀。 4·如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其更 • ㈣另-類鑽碳薄膜層，其係形成於該載板本體之該下表 面與該電極層之間。 20 5.如申請專利範圍第i項所述之高散熱封裝載板 該類鑽碳薄膜層之厚度為〇.1 至1 〇〇 如申請專利範圍第i項所述之高散熱封裝載板" 該類鑽碳薄膜層之厚度較佳為1μιη至'、 其中 13 1358800 7. 如申請專利範圍第丨項所述之高散熱封裝載板，其中 該複數個通孔之孔徑為1 μπι至1 ΟΟΟμπι。 8. 如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其中 該複數個通孔之截面積佔該封裝載板截面積為1〇%至7〇%。 9. 如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其中 該複數個通孔之截面積佔該封裝載板戴面積較佳為2〇%至 40%。 10 15 10. 如申請專利範圍第1項所述之高散熱封裝載板，其中 該載板本體材料係為矽、FR4樹酯、FR5樹酯、βτ樹酯 (Bismaleimide tdazine)、銅、鋁、及陶瓷材料其中之一者。 11. 如申請專利範圍第丨項所述之高散熱封裝載板，其中 該界面金屬層為一金屬箔層，其材料係為鋼銀、金及 鋁其中之一者。 12. 如申請專利範圍第！項所述之高散熱封裝載板其 中該鍍覆層材料係為銀、鈦、及鉻其中之_者。 、 13. 如申請專利範圍第丨項所述之高散熱封裝載板其中 該電極層材料係為銅、銀、及金其中之—者。 、 14. 一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（3)至（6)所形成之結構 20 1358800 /碎皮月δ曰修(文)正本 • — ...... 其中’該步驟⑷係可選擇緊接於該步驟^)、該步驟 (b)、該步驟（c)、或該步驟（d)之後實施；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， 藉由該類鑽碳薄膜層以及該複數個通孔，以提供該封裝載 5 板三維空間之散熱。 15.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，於該步驟（e)之前更包括一步驟（el)形成另一類鑽 碳薄臈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。 10 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，該步驟〇>)之該界面金屬層係為接合、壓合、 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 15 積之其中之一者所形成。 生18.如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 籲过方法’其中’該步驟⑷之該鍍覆層係為減鑛及電鍵之其 中之一者所形成。 土 19·如申請專利範圍第14項所述之高散熱封裝載板之製 '2〇这方法，其中，該步驟（e)之該電極層係為鍍覆所形成。 a扣’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（f)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。 15 (W年分月^日修(史)正本 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⑴之後更包括一步驟（g)，於步驟⑴ 形成之複數個通孔内形成一金屬填充結構。 22·如申請專利範圍第21項所述之高散熱封裝載板之製 造方法，其中’該金屬之材料為銅或銀。 23·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，其中該載板本鱧材料係為矽、FR4樹酯、fr5樹酯、 BT樹醋（Bismaleimide tHazine)、銅、銘、及陶竟材料 之一者。 、 从如申請專利範圍第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-金職層，其材料係為鋼、 銀、金、及鋁其中之一者。 25.如申請專利範圍第14項料之高散熱封 之 象造方法，其中該鍍覆層材料係為銀、鈦、及鉻其中之一 者。 、 如中請專利範㈣14項所述之高散熱封裝載板之製 μ方法，其中該電極層材料係為銅、銀、及金其中之一者。