TWI505417B - 用於半導體晶片之散熱片裝置 - Google Patents

Description

用於半導體晶片之散熱片裝置

本發明是有關於一種散熱片裝置，特別是指一種設置在一具有複數定位件之半導體基板上的半導體晶片之散熱片裝置。

隨著科技的快速發展，半導體晶片的應用如電腦、手機、數位相機等大多數的電子產品都息息相關，因此成為各種電子產品中不可或缺之主要元件之一。

該半導體晶片是結合在基板上，且經由封裝的製程後，再結合於電路板上使用，因應目前市場上的需求，該半導體晶片的功能日趨複雜，且製程愈微縮精密，相對地該半導體晶片在運算之過程中所產生的高熱也將直接影響到該半導體晶片的運算速度，因此，業界通常以一散熱片貼覆於該半導體晶片之頂面，並結合於電路板上固定，透過該散熱片將該半導體晶片運算中所產生之高溫導出，使該半導體晶片於正常之工作溫度下運算，以降低高溫對該半導體晶片所造成之損害。

目前業界用以自動化的植放機來結合該散熱片於該半導體晶片上，主要是先將已結合有半導體晶片之電路板經由送料機輸送至點膠裝置後，在該半導體晶片四週的電路板上點膠，以便結合該散熱片，而點膠後的電路板透過送料機輸送到植放機中，先由位於該植放機上方的攝影機(CCD)照攝確認後，送料機便停止動作，使電路板停留於該植放吸盤之下方，此時，另一側的取料吸盤即下降吸取置放該散熱片之料匣，吸附該散熱片後即上升，再將該散熱片先移載到一整列裝置中使該散熱片擺正，此 時，該植放吸盤移動到該整列裝置中以吸附該散熱片，再移回電路板之半導體晶片上方釋放，使該散熱片置放於該半導體晶片上方，以與電路板上之點膠接觸，之後已植放在該散熱片之電路板經該整列裝置整列後，進入熱烘機中使電路板上之點膠軟化，以將該散熱片結合於電路板上。

參閱圖1，實際操作過程中，該軟質之植放吸盤11下降並接觸壓合在該散熱片12上時，會造成該散熱片12產生些許的位置偏移，且該植放吸盤11釋放該散熱片12時，亦會使該散熱片12因下方空氣之浮動造成散熱片12產生偏移，對於體積小且高精密半導體晶片而言，該散熱片12並未正確擺置於該半導體晶片上，將影響到點膠接著或該散熱片之散熱效果。

再者，植放該散熱片12位置之停損點是藉由該攝影機13之照攝來控制定位，由於該攝影機13之價格較高，又為不可或缺之元件，又將增加該半導體晶片之製造成本，且配合整列裝置之作動一次僅能植放一片散熱片12，其產出效率極低，對於分秒必爭時間寶貴的半導體產業來說，實屬有必要再加以改進以提高生產效率。

由上述所言可知，目前尚無針對一次作動可同時將複數散熱片分別貼附於所對應之半導體晶片的設計，實屬可惜，而隨著全球半導體產業逐漸強調高效能與節能，如能藉由製程不斷微縮時間，必定能達到提高效能與節能等目標，對半導體產業而言，無疑是注入一股強心針，必能使業者創造更大的商機，這種可達到更有效率、更節能地的設計是相當值得被期待的。

因此，本發明之目的，即在提供一種適用於設置在一具有複數定位件之半導體基板上，並包含複數散熱片，及一定位框架。

該複數散熱片是相互連接在一起，該定位框架是將該複數散熱片框圍於內，並包括複數與該定位件對應之定位孔。

本發明之有益功效在於，藉由該定位框架將該複數散熱片框圍於內，即可透過移動該定位框架至該半導體基板上時，連同被框圍於內之複數散熱片一併移動並與該半導體基板上之半導體晶片快速定位、結合，有別於習知一次僅能將一片散熱片放置於該半導體晶片上的結合動作，本發明具有縮短該半導體晶片結合散熱片製程時間的功效增進，不但能提升生產的效率，更進一步達到省時、節能的目的。

2‧‧‧半導體基板

21‧‧‧定位件

22‧‧‧半導體晶片

3‧‧‧散熱片

30‧‧‧防溢槽

31‧‧‧散熱部

32‧‧‧連結部

33‧‧‧頂突區域

4‧‧‧連接片

41‧‧‧片體

42‧‧‧開孔

5‧‧‧第一固定片

51‧‧‧限位孔

6‧‧‧第二固定片

7‧‧‧定位框架

71‧‧‧定位孔

72‧‧‧裁切段

73‧‧‧限位孔

74‧‧‧裁切孔

A‧‧‧裁切線

圖1是一局部示意圖，說明習知所揭露的一種自動化之散熱片植放機；圖2是一局部側視示意圖，說明本發明用於半導體晶片之散熱片裝置的第一較佳實施例；圖3是一上視示意圖，說明該第一較佳實施例之另一視角態樣；圖4是一上視示意圖，說明該第二較佳實施例之外觀態樣；圖5是一局部上視示意圖，說明該第二較佳實施例之另一視角態樣；及圖6是圖5中線段A-A之局部剖視示意圖，說明該第二較佳實施例之散熱片裝置的結合態樣。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明 中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明之前，應注意的是，類似的元件是以相同的元件編號來表示。

參閱圖2、3，為本發明用於半導體晶片之散熱片裝置的第一較佳實施例。該用於半導體晶片之散熱片裝置，適用於設置在一半導體基板2上，其中，該半導體基板2可以是一半導體電路板或一釘架。該半導體基板2之周緣具有複數個定位件21，且該半導體基板2上承載有複數半導體晶片22(圖中僅示出1個)。

該用於半導體晶片之散熱片裝置包含有複數散熱片3，及一定位框架7。

參閱圖3，該複數散熱片3是呈一片狀相互連接在一起的，在該第一較佳實施例中，可藉由該複數散熱片3上之裁切線A，將該複數散熱片3裁切為單獨的一個散熱片3，實際實施時，當然也可依使用者之需求設定該裁切線A之位置，以適用於結合不同大小之半導體晶片22使用，不應以此為限。

值得一提的是，每一散熱片3上方透過沖壓的方式，開設一向下凹陷之防溢槽30，該防溢槽30是用作封裝該半導體晶片22時，將封裝材料例如封膠等限制於該防溢槽30內，避免封膠溢出，提供該半導體晶片22封裝成功的良率。

該定位框架7是將該複數散熱片3框圍於內，並包括複數與該半導體基板2周緣之定位件21對應之定位孔71達到固定之目的，在該第一較佳實施例中，該定位孔71為長橢圓之定位孔71設計，便於使用時可微調該定位框架7之整體位置，確實地擺置、定位該複數散熱片3於該半導體晶片22上，以有效發揮該複數散熱片3之散熱效果，實際實施時，該定位孔71之形狀與數量可以有很多不同之變化，不應以該第一較佳實施例中所揭露為限。

值得一提的是，該定位框架7之周緣更間隔設置有複數裁切段72，以及複數限位孔73。該複數裁切段72一端是設置於該定位框架7之定位孔71上，另一端是設置於該複數散熱片3之周緣上，切割該複數裁切段72，即可將該定位框架7與該複數散熱片3分離，除了裁切方便外，更可以減少該散熱片3的材料使用。該複數限位孔73是用以作為沖壓該複數散熱片3時的模具定位使用。

參閱圖4、5，及6，為本發明用於半導體晶片之散熱片裝置的第二較佳實施例。該用於半導體晶片之散熱片裝置，適用於設置在一半導體基板2上，其中，該半導體基板2可以是一半導體電路板或一釘架。該半導體基板2之周緣具有複數個定位件21，且該半導體基板2上承載有複數半導體晶片22(圖中僅示出1個)。該用於半導體晶片之散熱片裝置包含有複數散熱片3、複數連接片4、一第一固定片5、一第二固定片6，及一定位框架7。

該複數散熱片3是配合該半導體基板2之配置呈現棋盤式排列型態，每一個散熱片3包括有一散熱部31，及一自該散熱部31的外周緣向外延伸的連結部32，在該第二較佳實施例中，在每一個散熱片3的連結部32之四個邊角內側，分別開設有一大二小的通孔，除了得以節省該散熱片3用料之外，更具有易於與該半導體晶片22封裝時之封膠結合的功用。

該複數連接片4是設置於縱向之複數散熱片3的連結部32上，相鄰的兩個散熱片3是藉由該連接片4相互連接。值得一提的是，每一個連接片4包括有一片體41，及一開設於該片體41上之開孔42，該開孔42之設計不僅可以省去部份的用料，更在裁切該複數散熱片3時只需裁切該開孔42兩邊之連接片4，除了更好進行裁切之外，更可以縮短裁切的作業時間。

該第一固定片5是橫向設置於該複數散熱片3之側邊，並藉由該複數連接片4與相對應之散熱片3連接在一起，且該第一固定片5上間隔設置有複數限位孔51，以供沖壓該複數散熱片3時的模具定位使用。

同樣地，該第二固定片6是橫向設置於該複數散熱片3之另一側邊，相同藉由該複數連接片4與相對應之散熱片3連接在一起，且該第二固定片6上間隔設置有複數限位孔51，以供沖壓該複數散熱片3時的模具定位使用。

該定位框架7是將該複數散熱片3、該複數連接片4，及該第一、二固定片5、6框圍於內，並包括複數與該半導體基板2周緣之定位件21對應之定位孔71，以達到固定之目的，在該第二較佳實施例中，該定位孔71設置有長橢圓與圓形兩種定位孔71之設計態樣，便於使用時可微調該定位框架7之整體位置，確實地擺置該複數散熱片3於該半導體晶片22上，以有效發揮其散熱效果，實際實施時，該定位孔71之形狀與數量可以有很多不同之變化，不應以該第二較佳實施例中所揭露為限。

當該定位框架7與該半導體基板2對應設置，再以該定位件21與該定位孔71相互固定後，由該定位框架7縱向側邊間隔設置的複數裁切孔74作為每一散熱片3的切割定位點，往該複數連接片4之片體41的兩端方向整排裁切，以將相鄰之複數散熱片3切割為單獨之散熱片3，省去再次定位之步驟，且可避免因切割歪斜而須報廢該散熱片3材料的浪費。

值得一提的是，每一散熱片3上方透過沖壓的方式，在該散熱部31上設置有一向上隆起的頂突區域33，將該散熱片3與該半導體晶片22封裝時灌入的封膠限制於該頂突區域33內，避免封膠溢出，提高該半導體晶片22封裝成功的良率。

綜上所述，本發明之用於半導體晶片之散熱片裝置藉以該定位框架7將該複數散熱片3、該複數連接片4，及該第一、二固定片5、6框圍於內，並將該定位框架7整片放置於該半導體基板2上與該半導體晶片22結合，再透過該定位件21與該定位孔71相互固定，並利用該定位框架7之側邊的複數裁切孔74作為每一散熱片3的切割定位點，即可準確且一次裁切該複數散熱片3為單獨之散熱片3，對於分秒必爭且時間寶貴的半導體產業來說，可大幅度地微縮製程時間，提高半導體晶片22與散熱片3結合、定位的精度，更可達到有效率且節能的功效，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之二個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧散熱片

4‧‧‧連接片

5‧‧‧第一固定片

51‧‧‧限位孔

6‧‧‧第二固定片

7‧‧‧定位框架

71‧‧‧定位孔

74‧‧‧裁切孔

Claims (9)

1. 一種用於半導體晶片之散熱片裝置，適用於設置在一具有複數定位件之半導體基板上，並包含：複數散熱片，相互連接在一起；及一定位框架，將該複數散熱片框圍於內，並包括複數與該定位件對應之定位孔，及複數間隔設置於該定位框架之裁切孔；當該定位框架與該半導體基板對應設置時，由該定位框架縱向側邊間隔設置的複數裁切孔作為每一散熱片的切割定位點進行裁切，用以將相鄰之複數散熱片切割為單獨之散熱片。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，該複數散熱片是呈棋盤式排列，每一散熱片包括有一散熱部，及自該散熱部外周緣向外延伸的連結部。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，更包含複數連接片及一第一固定片，該複數連接片是設置於縱向之複數散熱片的連結部上，相鄰兩個散熱片是藉由該連接片相互連接，該第一固定片是橫向設置於該複數散熱片之側邊，並藉由該複數連接片與對應之散熱片連接在一起，且該複數連接片及該第一固定片同樣是被該定位框架框圍於內。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，更包含一橫向設置於該複數散熱片之另一側邊 的第二固定片，且該第二固定片同樣是被該定位框架框圍於內。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，每一連接片包括一片體，及一開設於該片體上之開孔。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，該第一固定片與該第二固定片上間隔設置有複數限位孔。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，每一散熱片之散熱部上設置有一向上隆起的頂突區域。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，每一散熱片上開設有一向下凹陷之防溢槽。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之用於半導體晶片之散熱片裝置，其中，該定位框架之周緣間隔設置有複數裁切段，且該裁切段之一端與該複數散熱片之周緣連接。