专利名称：可保护裸晶封装的散热机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可保护裸晶封装的散热机构，特别是涉及一种利用比裸晶芯片宽度小的凸块，用以接触裸晶芯片的散热机构。
背景技术：
通常，随着信息科技的进步，计算机所需的运算速度也愈趋重要，而在此高运算速度的需求下，伴随而来的则是如微处理器芯片等电子组件的发热量愈来愈高，且在电子组件尺寸愈来愈小的情况下，为了将此密集热量有效地散发于系统外的环境，已知的方法利用具有较大面积的散热鳍片附加于电子发热组件表面上，以增加其散热效果，并可维持电子组件在许可的温度下正常运作。
另外，一般已知的散热鳍片2a底部常呈平板式(如图1所示)或为搭配扣具而成两翼垂挂。由图2可知，当该散热鳍片2a配合裸晶封装1a(该裸晶封装1a具有裸晶芯片10a及封装体基板11a)使用时，经常会因装设不当而造成力矩过大，进而碰伤该裸晶芯片10a的边缘及角落，如图3A至3C所示，已知的解决方式是在该裸晶芯片10a四周增贴非导电高弹性硅胶材质的防撞垫片43a，一般有垫片型(或成框型)、多点型及双条型。
但是，该高弹性硅胶材质的防撞垫片3a易因外力而产生变形压缩，如图4A所示，当该防撞垫片3a的质地太硬时，其易因变形不足而造成该散热鳍片2a与裸晶芯片10a的间隙过大，进而减低该裸晶芯片10a的散热效能；如图4B所示，当该防撞垫片3a的质地太软时，其易因变形过大而无法达到保护该裸晶芯片10a的目的。且不论该防撞垫片3a的质地如何，该散热鳍片2a与该裸晶封装1a的接触形式属非固接式(non-rigid contact)，故当承受震动或外力时，可能因该封装体基板11a与该防撞垫片3a的弹性系数不一而造成模态变形(modal deformation)，进而损伤该裸晶芯片10a，因此不论静态受力或动态受力，已知的散热鳍片2a都不能确实保护该裸晶芯片10a。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种可保护裸晶封装的散热机构，其利用比裸晶芯片宽度小的凸块来接触该裸晶芯片，以避免该散热机构装配不当而损坏该裸晶芯片，并可维持该散热机构与该裸晶封装的固接形式，以防止动态受力所造成的模态变形，进而损坏该裸晶芯片。
本实用新型的另一目的是提供一种可保护裸晶封装的散热机构，其利用比裸晶芯片宽度小的凸块来接触该裸晶芯片，以省却防撞垫片的使用，不但可节省成本，并可避免因使用防撞垫片而产生其相关的可靠性的缺点。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种可保护裸晶封装的散热机构，该裸晶封装具有裸晶芯片及封装体基板，该裸晶芯片设有第一宽度，且该散热机构至少包括散热平板，在其上端设有散热鳍片；第一凸块，设置在该散热平板下端，该第一凸块设有第二宽度，该第一凸块接触于该裸晶封装的裸晶芯片，且该第一凸块的第二宽度小于该裸晶芯片的第一宽度；以及第二凸块，设置在该散热平板下端边缘，用于使该第一凸块与该第二凸块间形成凹槽，且该凹槽设有第三宽度。
本实用新型还提供一种可保护裸晶封装的散热机构，其包括至少一芯片；以及散热平板，其中该散热平板与该芯片接触的一面至少有两个凹槽以安置该芯片。
为了更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1为已知散热鳍片的侧视图；图2为已知散热鳍片配合裸晶封装使用的侧视图；图3A为已知使用于散热鳍片与封装体基板间的防撞垫片的上视图(一)；图3B为已知使用于散热鳍片与封装体基板间的防撞垫片的上视图(二)；
图3C为已知使用于散热鳍片与封装体基板间的防撞垫片的上视图(三)；图4A为已知使用较软防撞垫片的侧视图(一)；图4B为已知使用较硬防撞垫片的侧视图(二)；图5为本实用新型可保护裸晶封装的散热机构的侧视分解图；图6为本实用新型可保护裸晶封装的散热机构的侧视组合图；图7为本实用新型装配时所造成的最大倾角的侧视示意图。
具体实施方式
如图5及图6所示，其为本实用新型可保护裸晶封装的散热机构的侧视分解图及组合图，其中该裸晶封装1具有裸晶芯片10及封装体基板11，且该裸晶芯片10设有第一宽度W1，且该散热机构2至少包括散热平板20、第一凸块21及第二凸块22。
其中，该散热平板20在其上端设有散热鳍片200，且该散热鳍片200可在该散热平板20成型于一体，而该第一凸块21设置于该散热平板20下端，且该第一凸块21可在该散热平板20成型于一体，且该第一凸块21设有第二宽度W2，该第二宽度W2小于该裸晶芯片10的第一宽度W1，而该第一凸块21用于接触该裸晶封装1的裸晶芯片10，且该第一凸块21在其周缘处设有圆角210。
同时，该第二凸块22设置在该散热平板20下端边缘，且该第二凸块22也可在该散热平板20成型于一体，而在该第一凸块21与该第二凸块22间形成凹槽220，且该凹槽220为利用几何原理以计算出适当的深宽比(aspectratio)而得，亦即，可维持该散热鳍片200与该裸晶封装1的固接形式(rigidcontact)，又可避免伤害该裸晶封装1的裸晶芯片10及封装体基板11，其适用于铝挤型散热鳍片后加工、或铝挤型一体成型、或铸造式一体成型或锻造式散热鳍片一体成型等已知的制造方法。
同时，如图7所示，该图为本实用新型装配时所造成的最大倾角的侧视示意图，由图中可知，当该散热机构2装配在该裸晶封装1上时，即使产生最大的倾角，该散热机构2的第一凸块21也不会接触到该裸晶芯片10的边缘或角落，又因该裸晶芯片10的材质(硅芯片)具有坚硬而脆弱的特性，亦即该裸晶芯片10可承受较强大的正向压力(normal compression force)，但其无法承受剪力或边缘、角落的撞击，因此，只要能避免接触到该裸晶芯片10的边缘或角落，即可有效地避免伤害该裸晶芯片10。
以及，该凹槽220内可填满导热膏，用以增加该散热机构2接触于该裸晶芯片10的面积，进而增加该裸晶芯片10的散热效果，且该凹槽220设有第三宽度W3，该第二宽度W2加上两倍的第三宽度W3大于该第一宽度W1，现依上述该第一宽度W1、第二宽度W2与第三宽度W3的几何关系来进行数值分析(numerical analysis)，其相关的仿真临界条件(boundary condition)和结果如下所述临界条件散热机构1(40*40*11mm)；轴流式风扇(4010，6200RPM)；裸晶芯片10(10*10*0.75mm，20W)；凹槽220(1*40*0.5mm，X2)；分析结果底部全平式散热机构，其散热热阻＝2.0917(C/W)；底部凹槽式散热机构，其散热热阻＝2.1310(C/W)；因此该散热机构2增加该凹槽220后的散热热阻仅增加0.0393(C/W)或1.88％，因此其散热效能几乎不受影响。
综上所述，本实用新型为一种利用比裸晶芯片10宽度小的第一凸块21来接触裸晶芯片10，以避免散热机构2因装配不当而损坏该裸晶芯片10，并可维持散热机构2与裸晶封装1的固接形式，以防止动态受力所造成的模态变形，进而损坏该裸晶芯片10的散热机构；本实用新型同时可省却已知防撞垫片3a的使用，不但可节省成本，并可避免因使用该防撞垫片3a而产生其相关可靠性的缺点。
本实用新型具有下述优点(1)防止因装配不当而损坏裸晶芯片。
(2)可维持散热机构与裸晶封装的固接形式，以防止动态受力所造成的模态变形，进而损坏裸晶芯片。
(3)第一凸块因圆角化处理，可避免伤及裸晶芯片表面。
(4)凹槽内填充满导热膏，以增加裸晶芯片的散热效果。
(5)省却已知防撞垫片的使用，可节省成本并避免其相关可靠性的缺点。
(6)经仿真分析得知，凹槽几乎不会降低散热机构的散热效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例的详细说明与图式，但是本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的保护范围应以权利要求书为准，凡合于本实用新型权利要求书的精神与其类似变化的实施例，均应包含于本实用新型的范畴中，任何熟悉该项技术的本领域工作人员，可轻易思及的变化或修饰均可涵盖在本实用新型权利要求书要求保护的范围之内。
权利要求1.一种可保护裸晶封装的散热机构，该裸晶封装具有裸晶芯片及封装体基板，且该裸晶芯片设有第一宽度，其特征在于，该散热机构至少包括散热平板，在其上端设有散热鳍片；第一凸块，设置于该散热平板下端，该第一凸块设有第二宽度，且该第二宽度小于该裸晶芯片的第一宽度，而该第一凸块接触该裸晶封装的裸晶芯片；以及第二凸块，设置于该散热平板下端边缘，该第一凸块与该第二凸块间形成凹槽，且该凹槽设有第三宽度。
2.如权利要求1所述的散热机构，其特征在于，该散热鳍片在该散热平板上端成型于一体。
3.如权利要求1所述的散热机构，其特征在于，该第一凸块在其周缘处设有圆角。
4.如权利要求1所述的散热机构，其中该第二宽度加上两倍的第三宽度大于该第一宽度。
5.一种可保护裸晶封装的散热机构，其特征在于，包括至少一芯片；以及散热平板，其中该散热平板与该芯片接触的一面至少有两个凹槽以安置该芯片。
6.如权利要求5所述的散热机构，其特征在于，该两个凹槽之间的宽度略小于该芯片的宽度。
7.如权利要求5所述的散热机构，其特征在于，进一步包括散热鳍片，且该散热鳍片在该散热平板上端成型于一体。
8.如权利要求5所述的散热机构，其特征在于，所述凹槽在其周缘处设有圆角。
9.如权利要求5所述的散热机构，其特征在于，所述凹槽在该散热平板下端成型于一体。
10.如权利要求5所述的散热机构，其特征在于，该凹槽内填满导热膏以增加该散热机构接触该芯片的面积，该芯片的散热效果得以增加。
专利摘要一种可保护裸晶封装的散热机构，其中裸晶封装具有裸晶芯片及封装体基板，且裸晶芯片设有第一宽度，该散热机构包括散热平板、第一凸块及第二凸块，且第一凸块与第二凸块间形成凹槽，而第一凸块设有第二宽度，凹槽设有第三宽度，通过第二宽度小于第一宽度，且第二宽度加上两倍的第三宽度大于第一宽度的几何关系的限制，使得第一凸块接触于裸晶芯片时，可避免因散热机构装配不当或动态受力而损坏裸晶芯片。
文档编号H01L23/36GK2664186SQ0320805
公开日2004年12月15日 申请日期2003年9月22日 优先权日2003年9月22日
发明者顾诗章 申请人:威盛电子股份有限公司