TWI446591B - 封裝載板及其製作方法 - Google Patents

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TWI446591B TW100115471A TW100115471A TWI446591B TW I446591 B TWI446591 B TW I446591B TW 100115471 A TW100115471 A TW 100115471A TW 100115471 A TW100115471 A TW 100115471A TW I446591 B TWI446591 B TW I446591B
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Description

封裝載板及其製作方法
本發明是有關於一種半導體結構及其製作方法，且特別是有關於一種封裝載板及其製作方法。
晶片封裝的目的是提供晶片適當的訊號路徑、導熱路徑及結構保護。傳統的打線(wire bonding)技術通常採用導線架(leadframe)作為晶片的承載器(carrier)。隨著晶片的接點密度逐漸提高，導線架已無法再提供更高的接點密度，故可利用具有高接點密度的封裝基板(package substrate)來取代之，並藉由金屬導線或凸塊(bump)等導電媒體，將晶片封裝至封裝基板上。
以目前常用的發光二極體封裝結構來說，由於發光二極體晶片在使用前需先進行封裝，且發光二極體晶片在發出光線時會產生大量的熱能。倘若熱能無法逸散而不斷地堆積在發光二極體封裝結構內，則發光二極體封裝結構的溫度會持續地上升。如此一來，發光二極體晶片可能會因為過熱而導致亮度衰減及使用壽命縮短，嚴重者甚至造成永久性的損壞。因此，現今採用的發光二極體封裝結構都會配置散熱塊(heat sink)以對發光二極體晶片進行散熱。
習知的封裝基板主要是由多層圖案化導電層與至少一絕緣層所構成，其中絕緣層配置於相鄰之二圖案化導電層之間用以達到絕緣的效果。散熱塊是透過黏著層而固定 於封裝基板的下表面上。一般來說，發光二極體晶片與封裝基板電性連接，而發光二極體晶片所產生的熱可經由圖案化導電層、絕緣層而傳遞至散熱塊以進行導熱。然而，由於黏著層與絕緣層的導熱率較差，所以發光二極體晶片所產生的熱經由絕緣層、黏著層而傳遞至散熱塊時，會造成熱阻(thermal resistance)增加，進而導致導熱不易。因此，如何使發光二極體晶片所產生熱能夠更有效率地傳遞至外界，儼然成為設計者在研發上關注的議題之一。
本發明提供一種封裝載板，適於承載一發熱元件。
本發明提供一種封裝載板的製作方法，用以製作上述之封裝載板。
本發明提供一種封裝載板的製作方法，其包括下述步驟。提供一絕緣蓋體，其中絕緣蓋體具有彼此相對的一內表面與一外表面、多個開口以及一容置空間。形成一圖案化金屬層於絕緣蓋體的外表面上。形成一表面處理層於圖案化金屬層上。提供一散熱元件於絕緣蓋體的容置空間中，且散熱元件結構性連接於絕緣蓋體，其中散熱元件的表面已形成有一導熱層，且絕緣蓋體的開口暴露出部分導熱層。
在本發明之一實施例中，上述形成絕緣蓋體的開口的步驟，包括：對絕緣蓋體的外表面照射一雷射光束，以形成貫穿絕緣蓋體之外表面與內表面的開口。
在本發明之一實施例中，上述之絕緣蓋體包括多顆觸媒顆粒，而於形成圖案化金屬層的方法更包括活化部分的觸媒顆粒，而形成圖案化金屬層。
在本發明之一實施例中，上述形成圖案化金屬層的方法包括電鍍法。
在本發明之一實施例中，上述形成絕緣蓋體的方法包括射出成形法。
在本發明之一實施例中，上述散熱元件包括一散熱塊或一熱管。
在本發明之一實施例中，上述導熱層的材質包括銅、金或銀。
本發明提供一種封裝載板，適於承載至少一發熱元件。封裝載板包括一絕緣蓋體、一圖案化金屬層、一表面處理層、一散熱元件以及一導熱層。絕緣蓋體具有彼此相對的一內表面與一外表面、多個開口以及一容置空間。圖案化金屬層配置於絕緣蓋體的外表面上。表面處理層配置於圖案化金屬層上。散熱元件配置於絕緣蓋體的容置空間中，且結構性連接於絕緣蓋體。導熱層配置於散熱元件的表面上，且部分導熱層位於散熱元件與絕緣蓋體之間，其中絕緣蓋體的開口暴露出部分導熱層，且至少一發熱元件配置於對應開口之一所暴露出的部分導熱層上。
在本發明之一實施例中，上述之散熱元件包括一散熱塊或一熱管。
在本發明之一實施例中，上述之導熱層的材質包括 銅、金或銀。
在本發明之一實施例中，上述之絕緣蓋體包括多顆觸媒顆粒。
在本發明之一實施例中，上述之封裝載板更包括一活化層，其中活化層是由觸媒顆粒經活化後所形成，且活化層配置於開口所暴露出之部分導熱層與散熱元件之間。
基於上述，由於本發明之封裝載板的設計是使將散熱元件配置於絕緣蓋體的容置空間中，且絕緣蓋體的開口暴露出部分導熱層。因此，當將發熱元件配置於封裝載板上時，發熱元件所產生的熱可直接透過導熱層及散熱元件而快速地傳遞至外界。如此一來，本發明之封裝載板可以有效地排除發熱元件所產生的熱，進而改善發熱元件的使用效率與使用壽命。再者，由於本發明之封裝載板的周圍皆可配置發熱元件，因此可呈現三維多面體的發光效果。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1D為本發明之一實施例之一種封裝載板的製作方法的剖面示意圖。請先參考圖1A，依照本實施例的封裝載板的製作方法，首先，提供一絕緣蓋體110，其中絕緣蓋體110具有彼此相對的一內表面112與一外表面114、一容置空間116及多個開口118。於此，絕緣蓋體110的形狀例如是一ㄇ字型，而絕緣蓋體110更具有多個卡扣 部119。但必需說明的是，於其他實施例中，絕緣蓋體110亦可不具有這些卡扣部119。此外，形成絕緣蓋體110的方法例如是射出成形法(injection molding)。
接著，請參考圖1B，形成一圖案化金屬層120於絕緣蓋體120的部分外表面114上，其中形成圖案化金屬層120的方法例如是電鍍法，如化學鍍或濺鍍法。值得一提的是，於其他未繪示的實施例中，若絕緣蓋體包括多顆觸媒顆粒，則可透過對絕緣蓋體的外表面照射一雷射光束，以活化部分的觸媒顆粒，來形成圖案化金屬層。
之後，請參考圖1C，形成一表面處理層130於圖案化金屬層120上，其中表面處理層130完全包覆圖案化金屬層120，且形成表面處理層130的方法包括電鍍法，而表面處理層130例如是由一鎳層、一金層或一鎳金複合層所構成。
最後，請參考圖1D，提供一散熱元件140a於絕緣蓋體110的容置空間116中，且結構性連接於絕緣蓋體110，其中散熱元件140a例如是透過卡扣於絕緣蓋體110之這些卡扣部119而與固定於絕緣蓋體110上。當然，於其他未繪示的實施例中，散熱元件140a與絕緣蓋體110亦可透過螺絲鎖固、黏著劑、低溫融合或電鍍的方式而連接在一起，於此並不加以限制。至此，以完成封裝載板100的製作。
更具體來說，本實施例之散熱元件140a的表面已形成有一導熱層150，且絕緣蓋體110的這些開口118暴露出部分導熱層150，而散熱元件140a包括一突出部142以 及多個連接突出部142的鰭片部144，且突出部142配置於容置空間116中。值得一提的是，本實施例並不限定散熱元件140a的形態，雖然此處所提及的散熱元件140a是由突出部142與鰭片部144所構成，但於其他未繪示的實施例中，散熱元件的型態亦可僅為一散熱塊(意即無鰭片部)；或者是，請參考圖1E，封裝載板100b之散熱元件140b亦可為一熱管。也就是說，本實施例之散熱元件140a的型態僅為舉例說明，且在此並不對散熱元件140a的型態作限制。
在結構上，請再參考圖1D，本實施例之封裝載板100包括絕緣蓋體110、圖案化金屬層120、表面處理層130、散熱元件140a及一導熱層150。絕緣蓋體110具有彼此相對的內表面112與外表面114、容置空間116、這些開口118以及這些卡扣部119。圖案化金屬層120配置於絕緣蓋體110的外表面114上。表面處理層130配置於圖案化金屬層120上。散熱元件150配置於絕緣蓋體110的容置空間116中，且結構性連接於絕緣蓋體110。導熱層150配置於散熱元件140a的表面上，且部分導熱層150位於散熱元件140a與絕緣蓋體110之間，其中絕緣蓋體110的這些開口118暴露出部分導熱層150。
圖2為圖1D之封裝載板承載一發熱元件的剖面示意圖。請參考圖2，在本實施例中，封裝載板100適於承載至少一發熱元件10(圖2中示意地繪示5個)，其中發熱元件10配置於對應開口118所暴露出的部分導熱層150 上，而發熱元件10例如是電子晶片或光電元件，但並不以此為限。舉例來說，電子晶片可以是積體電路晶片，其例如為繪圖晶片、記憶體晶片或是晶片模組。光電元件例如是發光二極體(LED)、雷射二極體或氣體放電光源等。在此，發熱元件10是以發光二極體(LED)作為舉例說明。
詳細來說，發熱元件10(例如是發光二極體)可透過多條銲線20以打線接合的方式而電性連接至位於圖案化金屬層120上之表面處理層130，且亦可藉由一封裝膠體30來包覆發熱元件10、這些銲線20以及部分封裝載板100，用以保護發熱元件10與這些銲線20及封裝載板100之間的電性連接關係。由於本實施例之發熱元件10是配置於這些開口118所暴露出部分導熱層150上，因此封裝載板100的周圍皆可配置發熱元件10。如此一來，可呈現三維多面體的發光效果，意即可同時具有正面發光與側面發光的效果。
再者，由於散熱元件140a是配置於絕緣蓋板110的容置空間116中，且絕緣蓋板110的這些開口118暴露出部分導熱層150。因此，當將發熱元件10配置於封裝載板100的部分導熱層150上時，發熱元件10所產生的熱可直接透過位於導熱層150以及散熱元件140a而快速地傳遞至外界。如此一來，本實施例之封裝載板100可以有效地排除發熱元件10所產生的熱，進而改善發熱元件10的使用效率與使用壽命。
此外，由於絕緣蓋體110配置於散熱元件140a上， 因此當發熱元件10(例如是發光二極體)透過銲線20而電性連接至位於圖案化金屬層120上之表面處理層130時，絕緣蓋體110可使位於圖案化金屬層120上之表面處理層130與位於絕緣蓋體110下方之導熱層150呈現電性絕緣，可避免產生短路現象。
綜上所述，由於本發明之封裝載板的設計是將散熱元件配置於絕緣蓋體的容置空間中，且絕緣蓋體的開口暴露出部分導熱層。因此，當將發熱元件配置於封裝載板上時，發熱元件所產生的熱可直接透過導熱層及散熱元件而快速地傳遞至外界。如此一來，本發明之封裝載板可以有效地排除發熱元件所產生的熱，進而改善發熱元件的使用效率與使用壽命。再者，由於本發明之封裝載板的周圍皆可配置發熱元件，因此可呈現三維多面體的發光效果，意即可同時具有正面發光與側面發光的效果，可增加其應用性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧發熱元件
20‧‧‧銲線
30‧‧‧封裝膠體
100、100b‧‧‧封裝載板
110‧‧‧絕緣蓋體
112‧‧‧內表面
114‧‧‧外表面
116‧‧‧容置空間
118‧‧‧開口
119‧‧‧卡扣部
120‧‧‧圖案化金屬層
130‧‧‧表面處理層
140a、140b‧‧‧散熱元件
142‧‧‧突出部
144‧‧‧鰭片部
150‧‧‧導熱層
圖1A至圖1D為本發明之一實施例之一種封裝載板的製作方法的剖面示意圖。
圖1E為本發明之一實施例之一種封裝載板的剖面示意圖。
圖2為圖1D之封裝載板承載一發熱元件的剖面示意圖。
100a‧‧‧封裝載板
110‧‧‧絕緣蓋體
112‧‧‧內表面
114‧‧‧外表面
116‧‧‧容置空間
118‧‧‧開口
119‧‧‧卡扣部
120‧‧‧圖案化金屬層
130‧‧‧表面處理層
140a‧‧‧散熱元件
142‧‧‧突出部
144‧‧‧鰭片部
150‧‧‧導熱層

Claims (9)

  1. 一種封裝載板的製作方法，包括：提供一絕緣蓋體，該絕緣蓋體具有彼此相對的一內表面與一外表面、多個開口以及一容置空間，其中該絕緣蓋體包括多顆觸媒顆粒；形成一圖案化金屬層於該絕緣蓋體的該外表面上，其中形成該圖案化金屬層的方法包括活化部分的該些觸媒顆粒，而形成該圖案化金屬層；形成一表面處理層於該圖案化金屬層上；以及提供一散熱元件於該絕緣蓋體的該容置空間中，且該散熱元件結構性連接於該絕緣蓋體，其中該散熱元件的表面已形成有一導熱層，且該絕緣蓋體的該些開口暴露出部分該導熱層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之封裝載板的製作方法，其中形成該絕緣蓋體的該些開口的步驟，包括：對該絕緣蓋體的該外表面照射一雷射光束，以形成該些貫穿該絕緣蓋體之該外表面與該內表面的開口。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之封裝載板的製作方法，其中形成該絕緣蓋體的方法包括射出成形法。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之封裝載板的製作方法，其中該散熱元件包括一散熱塊或一熱管。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之封裝載板的製作方法，其中該導熱層的材質包括銅、金或銀。
  6. 一種封裝載板，適於承載至少一發熱元件，該封裝 載板包括：一絕緣蓋體，具有彼此相對的一內表面與一外表面、多個開口以及一容置空間，其中該絕緣蓋體包括多顆觸媒顆粒；一圖案化金屬層，配置於該絕緣蓋體的該外表面上；一表面處理層，配置於該圖案化金屬層上；一散熱元件，配置於該絕緣蓋體的該容置空間中，且結構性連接於該絕緣蓋體；以及一導熱層，配置於該散熱元件的表面上，且部分該導熱層位於該散熱元件與該絕緣蓋體之間，其中該絕緣蓋體的該些開口暴露出部分該導熱層，且該至少一發熱元件配置於對應該些開口之一所暴露出的部分該導熱層上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之封裝載板，其中該散熱元件包括一散熱塊或一熱管。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之封裝載板，其中該導熱層的材質包括銅、金或銀。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之封裝載板，更包括一活化層，該活化層是由該些觸媒顆粒經活化後所形成，且該活化層配置於該些開口所暴露出之部分該導熱層與該散熱元件之間。
TW100115471A 2011-05-03 2011-05-03 封裝載板及其製作方法 TWI446591B (zh)

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