专利名称：封装结构及其散热片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种封装结构及其散热片，特别是关于 一种表 面具有至少 一 沟槽与若干个凹穴的散热片及具有该散热片 的封装结构，以增加该散热片及封装结构结合的稳固性。
背景技术：
随着电子产品的快速发展，集成电路(IC)已成为数字时代不可或缺的产品。从信息家电、个人计算机到处理繁杂信 号的中央数据交换系统等等，无不可见集成电路的踪迹。一 般来说，集成电路都封装在 一 个封装结构中，用以保护集成 电路中脆弱的电子电路，并同时提供集成电路电连接至外部 电路的途径，使集成电路能由外部电路取得电源供应与输入 信号，再将接地的电流及输出信号传导至外部电路。此外， 封装结构也需提供集成电路 一 个散热的接口 。尤其对于现在 的集成电路来说，其内部晶体管、逻辑闸的个数都非常多， 集成电路运作的时脉频率也很高，如何降低封装热阻以增进 散热效能，也是封装设计中很重要的技术。散热问题如不解 决，会使集成电路因过热而影响到产品的可靠性，造成寿命 减少甚至损坏。由于集成电路封装的型式很多，举例来说，以引脚连接的型式，包括薄小外接脚封装(thin small outline package, TSOP )、四方扁平封装(Quad Flat Package, QFP)等封装，是 由金属导线架支撑封装结构，通过两面或四边的引脚和电路板相连接。球栅阵列(ball grid array, BGA)封装是通过锡球和电路板连接因此，针对不同的封装型式，其散热模式也不尽相同,而为了提升各种封装结构的散热效能，许多解决之道应运而生，如改变结构设计、使用高导热材料等方式均有助于热量向外逸散。然而，结构设计与材料的变化有限，当芯片上的电子元件增加而随之产生较多热量时，其散热效率便不再满足而要。目前业界的解决方式是在封装结构中装设散热片等散热装置，以提高散热效率。请参考图1与图2，图1为具有现有散热片18的QFP结构1 0的结构示意图，而图2为现有散热片1 8的俯视示意 图。如图1所示，现有QFP结构1 0包括 一 晶粒1 2 、 一导线 架14、 一封胶体16与一散热片18。导线架14具有若干个 引脚14a与 一 晶粒承载部14b。晶粒12设置在导线架14的 晶粒承载部1 4b上，并且以导线2 8电性连接至导线架1 4的 引脚1 4 a 。 封胶体1 6包覆晶粒1 2与部分的导线架1 4 , 并固 化成型。散热片18可以是铜散热片或铝散热片等高导热材 料，并且散热片18的表面可进一步含有一电镀层。图l中 所示为 一 种嵌入式夕卜露散热片(drop in exposed heat slug, EDHS)，该散热片1 8的 一 侧暴露于外界，以将晶粒1 2产生 的热量快速逸散到大气中。如图2所示，现有散热片1 8包括 一 主体部22以及若干 个突出部24 。主体部22邻接于导线架1 4的晶粒承载部1 4b ， 以接受晶粒1 2产生的热量，并透过散热片1 8的表面向外传 出。其中，主体部22可直接接触晶粒承载部1 4b ，使热量透 过晶粒承载部14b传至散热片18。或者，主体部22透过封 胶体1 6或黏着剂与晶粒承载部1 4b相接，使热量透过晶粒 承栽部1 4b与封胶体1 6或祐着剂传至散热片18。各突出部 24具有 一 开口 26 ，可增加散热片1 8与封胶体1 6之间结合 的稳固性。然而，当现有QFP封装结构1 0处于高温高湿的使用环 境下时，温度与湿度常导致QFP封装结构1 0结构发生变化， 尤其会造成散热片1 8的主体部22与导线架1 4的晶粒承载 部14b之间脱层(delamination)而产生间隙(gap)。 举例来说， 现有 QFP结构 10在作潮湿敏感度等级 3 (摄氏 260°C ) (moisture sensitivity level 3， MSL 3) 的测试时，散热片 18 与晶粒承载部14b之间就会出现过大的间隙。在这种情况下，该 间隙使导线架1 4与散热片1 8不能良好接合，从而阻碍晶粒 1 2产生的热量传导至散热片1 8 ,破坏QFP封装结构1 0的散 热功能。更为严重的是，过大的间隙不仅会使封装结构无法 达到预期的散热效果，还可能导致整个封装结构损坏。发明内容本发明的目的在于提供 一 种提供 一 种封装结构及其散热 片，该散热片的改进结构可避免具有该散热片的封装结构产 生间隙。为实现上述目的，本发明提供 一 种封装结构的散热片， 包括一主体部与若干个突出部。主体部表面具有至少一沟 槽。突出部连接主体部并向外延伸出主体部，并且各突出部 在表面上均设有若干个凹穴。本发明另提拱 一 种封装结构，包括 一 散热片、 一 晶粒、 一导线架与一封胶体。散热片包括一主体部与若干个突出 部，其中主体部表面具有至少一沟槽，突出部连接主体部并 穴。晶粒设置在主体部的上方，而导线架电连接至晶粒。封 胶体包覆晶粒、散热片与部分的导线架，并填覆于沟槽与凹 穴中。与现有技术相比较，由于本发明散热片的表面具有至少 一沟槽与若干个凹穴，使得散热片与封胶体的接触面积增加，接合效果也相应增加。即使处于高温高湿的情况下，散 热片与导线架之间仍能保持良好的固定，从而可避免封装结 构产生过大的间隙。因此，本发明可使封装结构达到预期的 散热效果，也可避免封装结构的损坏。以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
图1为具有现有的 一 种散热片的QFP结构的结构示意图。图2为现有散热片的俯视示意图。图3为本发明第 一 实施例具有散热片的QFP结构的结构示意图。图4为图3所示散劣 片的俯视示意图。图为本发明第一 d$施例散热片的俯视示意图。图6为本发明第- ;施例散热片的俯视示意图。图7为本发明第四^;施例散热片的俯视示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合
如下本发明散热片可应用于QFP、 TSOP或小型四方扁平封 装(low -profile quad flat package, LQFP)等各式封装结构 中。以QFP结构为例，请参考图3与图4 ,图3为本发明第 一实施例具有散热片3 8的QFP结构3 0的结构示意图，而图 4为图3所示散热片3 8的俯#见示意图。如图3所示，该QFP 结构3 0通常包括 一 晶粒3 2、 一导线架34、 一封胶体3 6与 一散热片38。导线架34具有若干个引脚34a与 一 晶粒承载 部34b。晶粒32设置在导线架34的晶粒承载部34b上，并 且晶粒32可利用黏晶树脂(die attach epoxy)或银胶等固定 在导线架34上。另外，晶粒32与导线架34的引脚34a之 间可以打线接合(wire bond)的方式作电性连接，使晶粒 32 上的输入/输出焊垫以导线56与引脚34a相连接。封胶体36 包覆晶粒32与部分的导线架34 ,并固化成型。封胶体36用 以l呆护QFP结构3 0， 例如用以隔绝水气与杂质、防止才几才成 破坏、增加散热等等。散热片3 8由铝金属或铜金属等导热性良好的材料制成， 并且散热片38的表面可进一步设置有一电镀层。图3所示 为 一 种嵌入式外露散热片，该散热片3 8的 一 侧暴露于外界， 以将晶粒32产生的热量快速逸散至大气中。此外，本发明 散热片也可以是无外露的嵌入式散热片(drop in heat slug), 也即散热片不直接接触外界，而是被包覆在封胶体中。如图4所示，散热片38包括 一 主体部42以及若干个突 出部44 。主体部42可配合晶粒3 2的形状而成 一 矩形平板， 并且主体部42的上表面为一平坦表面，邻接于导线架34的 晶粒承栽部3 4b ，以接受晶粒3 2所产生的热量，并透过散热 片3 8的表面向外传出。其中，主体部42可直接接触晶粒承 载部34b，使热量透过晶粒承载部34b传至散热片38,或者， 主体部42透过封胶体36或黏着剂与晶粒承载部34b相接， 使热量透过晶粒承载部34b与封胶体36或黏着剂传至散热 片38。
各突出部44连接主体部42并向外延伸出主体部42，例 如突出部44分别连接主体部42的四边并延伸出。其中，各 突出部44均具有 一 第 一 外围部44a与 一 第二夕卜围部44b,第 一夕卜围部44a环绕于主体部42的周围，而第二夕卜围部44b 则环绕于第 一 夕卜围部44a的周围，并且第 一 外围部44a的厚 度大于第二外围部44b的厚度。此时，第 一 外围部44a的一 侧可暴露于封胶体36表面外，以使晶粒32产生的热量直接 逸散至大气中。另外，散热片38进一步包括至少一凹槽48位于散热片 38的下表面，并且各突出部44具有至少一开口46。例如， 各突出部44具有 一 狭长开口 ，平行于主体部42的侧边而设 置。各开口 46贯穿散热片38的上表面与下表面，开口 46 与凹槽48用以增加散热片38与封胶体36之间结合的稳固 性。需特别注意的是，在该第 一 实施例中，主体部42表面 具有至少 一 沟槽(ditch) 52设置在主体部42的外围，并且各 突出部44均具有若干个凹穴(dimple)54设于各突出部44表 面。主体部42的上表面具有一沟槽52围绕于主体部42的 外围，使封胶体36可填于沟槽52中，增加封胶体36与散 热片3 8之间结合的稳固性，从而固定散热片3 8与导线架34 的晶粒承载部3 4b的相对位置，避免散热片3 8与导线架3 4 之间产生间隙。而如图4所示，凹穴54可呈阵列(array)排 列，并且各凹穴54具有 一 上宽下窄的形状，用以增加散热 片38与封胶体36的接触面积，并提升散热片38与封胶体 3 6之间结合的稳固性，然而本发明并不局限于此，任何可实 现此功能的排列方式与凹穴形状均可采用。请参考图5至图7,图5为本发明第二实施例散热片60 的俯视示意图，图6为本发明第三实施例散热片70的俯视 示意图，而图7为本发明第四实施例散热片80的俯视示意 图。如图5所示，本实施例的散热片60包括 一 矩形的主体 部60a以及三个突出部60b。 主体部60a的上表面为 一 平坦 表面，邻接于导线架的晶粒承载部。各突出部60b具有至少 一开口 62贯穿散热片60的上表面与下表面，并且平行于主 体部60a的侧边而设置。各突出部60b均具有若干个凹穴64 设于各突出部64表面，以增加散热片60与封胶体的接触面 积，从而固定散热片 60的位置。主体部60a的上表面具有 一沟槽66环绕于主体部60a的四边而设置，以固定散热片 60与晶粒承载部的相对位置，避免散热片60与导线架之间 产生间隙。如图6所示，散热片70包括 一 矩形的主体部70a以及 四个突出部70b。 主体部70a的上表面为 一 平坦表面，邻接 于导线架的晶粒承载部。各突出部70b具有至少一开口 72 贯穿散热片 70的上表面与下表面，并且平行于主体部 70a 的侧边而设置。各突出部70b均具有若干个凹穴74设于各 突出部70b表面，以增加散热片70与封胶体的接触面积。 需特别注意的是，主体部70a的上表面具有四个沟槽76平 行于主体部70a的四边而设置，各沟槽76均可用以固定散 热片70与晶粒承载部的相对位置。如图7所示，散热片80包括 一 矩形的主体部80a以及 四个突出部8 0b。 主体部8 0a的上表面为一平坦表面，邻接 于导线架的晶粒承载部。各突出部80b具有若干个开口 82 贯穿散热片80的上表面与下表面，例如各突出部80b具有 四个开口 82，平行于主体部80a而周围排列。各突出部80b
均具有若干个凹穴84设于各突出部80b表面，并且主体部 80a的上表面具有 一 沟槽86环绕于主体部80a的四边而设置。与现有技术相比较，由于本发明散热片表面具有至少一 沟槽与若干个凹穴，使得散热片与封胶体的接触面积增加， 以固定散热片与导线架的相对位置，从而避免散热片与导线 架之间产生间隙。即使处于高温高湿的情形下，本发明散热 片与导线架之间仍能保持良好的固定，从而避免封装结构产 生过大的间隙，因此可使封装结构达到预期的散热效果，也 可避免封装结构损坏。
权利要求
1.一种封装结构的散热片， 包括一主体部；以及若干个突出部，连接所述主体部并向外延伸出所述主体部；其特征在于所述主体部表面具有至少一沟槽，各所述突出部在其表面上均设有若干个凹穴。
2. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于所述沟槽设置在所 述主体部的外围。
3. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于所述凹穴呈阵列式 排列。
4. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于各所述突出部均 具有一第一外围部与一第二外围部，并且所述第一外围部环 绕于所述主体^P'的周围，而所述第二外围部环绕于所述第一 外围部的周围。
5. 如权利要求4所述的散热片，其特征在于所述第一外围部 的厚度大于所述第二外围部的厚度。
6. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于各所述突出部具有 至少一开口，各所述开口贯穿所述散热片的上表面与下表面。
7. 如权利要求6所述的散热片，其特征在于各所述开口平行 于所述主体部的侧边。
8. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于进一步包括至少 一凹槽位于所述散热片的下表面。
9. 如权利要求1所述的散热片，其特征在于各所述凹穴具有 一上宽下窄的形状。
10. —种封装结构，包括一散热片，所述散热片包括一主体部以及若干个突出部， 连接所述主体部并向外延伸出所述主体部；一晶粒，设置在所述散热片的主体部的上方； 一导线架，电连接至所述晶粒；以及一封胶体，包覆所述晶粒、所述散热片与部分的所述导 线架；其特征在于所述散热片的主体部表面具有至少 一 沟槽， 所述散热片的各所述突出部在其表面上均设有若干个凹穴， 所述封胶体填覆于所述沟槽与所述凹穴中。
11. 如权利要求10所述的封装结构，其特征在于所述沟槽环绕 于所述晶粒的夕卜围。
12. 如权利要求10所述的封装结构，其特征在于所述凹穴呈阵列式4非歹'J 。
13. 如权利要求IO所述的封装结构，其特征在于各所述突出部 均具有一第一外围部与一第二外围部，并且所述第一外围部 环绕于所述主体部的周围，而所述第二外围部环绕于所述第 一夕卜围部的周围。
14. 如权利要求13所述的封装结构，其特征在于所述第 一外围 部的厚度大于所述第二外围部的厚度。
15. 如权利要求IO所述的封装结构，其特征在于各所述突出部 具有至少一开口，各所述开口贯穿所述散热片的上表面与下 表面。
16. 如权利要求15所述的封装结构，其特征在于各所述开口平 行于所述主体部的侧边。
17. 如权利要求IO所述的封装结构，其特征在于所述散热片进 一步包括至少 一 凹槽位于所述散热片的下表面。
18. 如权利要求IO所述的封装结构，其特征在于各所述凹穴具 有 一 上宽下窄的形状。
19. 如权利要求IO所述的封装结构，其特征在于所述导线架 具有 一 晶粒承载部设置在所述散热片的所述主体部上方。
全文摘要
本发明提供一种封装结构及其散热片。该散热片包括一主体部与若干个突出部。主体部表面具有至少一沟槽。该等突出部连接主体部并向外延伸出主体部，并且各突出部在表面均具有若干个凹穴。
文档编号H01L23/488GK101131974SQ200710154599
公开日2008年2月27日 申请日期2007年9月22日 优先权日2007年9月22日
发明者刘俊成, 刘承政, 陈志明, 陈星豪 申请人:日月光半导体制造股份有限公司