散热件及具有散热件的芯片封装的制作方法

本实用新型涉及一种散热件，且特别涉及一种适于使用于芯片封装中的散热件。

背景技术：

一般而言，当芯片运作时，会产生大量的热能。倘若热能无法逸散而不断地堆积在芯片内，芯片的温度会持续地上升。如此一来，芯片可能会因为过热而导致效能衰减或使用寿命缩短，严重者甚至造成永久性的损坏。为了预防芯片过热导致暂时性或永久性的失效，通常须配置散热件来降低芯片的工作温度，进而让芯片可正常运作。

在具有散热件的芯片封装制造过程中，通常是将散热件配置于线路载板上，并使芯片位于散热件与线路载板之间，接着一起置入模具中，然后将熔融的封装胶体例如环氧模压树脂(Epoxy Molding Compound,EMC)注入模具，以使封装胶体覆盖线路载板、芯片以及部分的散热件。接着，使封装胶体冷却并固化，以形成封装层。

然而，在已知的芯片封装制造过程中，封装胶体中可能会存有气泡(void)或气洞(air trap/air hole)。如此一来，在封装胶体冷却时，具有气孔或气洞的封装胶体容易产生体积收缩，而使散热件发生翘曲以及残留应力；或是在芯片封装后续的测试或运作过程中，会因为温度的升高而导致气孔的体积受热膨胀，而使封装层产生裂纹(cracks)或爆米花(popcorn)现象，进而对芯片封装的质量及可靠性造成相当的影响。

技术实现要素：

本实用新型提供一种散热件及具有散热件的芯片封装，其可以提升芯片封装的质量及可靠性。

本实用新型的一实施例提供一种散热件，其包括一散热主体以及多个延伸部。多个延伸部分别从散热主体的边缘向外延伸。各延伸部分别具有一开口以及一位于开口内的扰流结构。扰流结构将开口区分为多个相互分隔的子开口。此外，一种包括此散热件的芯片封装也被提出。

进一步的，扰流结构包括一扰流条以将开口区分为二相互分隔的子开口。

进一步的，扰流结构包括多个相互分隔的扰流条以将开口区分为所述多个相互分隔的子开口。

进一步的，扰流结构包括一网状结构，且网状结构包括多个相连且相互交错的扰流条。

进一步的，扰流结构包括相连于一点的多个扰流条。

进一步的，相互分隔的多个子开口具有相同的面积。

进一步的，散热主体包括一圆形板状体。

进一步的，散热主体与多个延伸部一体成形。

本实用新型的另一实施例提供一种芯片封装，其包括一线路载板、一芯片、一散热件以及一封装层。芯片配置于线路载板上并且与线路载板电性连接。散热件配置于线路载板上以使芯片位于散热主体与线路载板之间。封装层覆盖线路载板、芯片以及散热件。

进一步的，封装层包括：

第一封装层，位于所述线路载板以包覆所述芯片，且所述第一封装层被所述散热件所覆盖；以及

第二封装层，覆盖所述多个延伸部与所述扰流结构，且所述第二封装层通过所述多个开口与所述第一封装层连接。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本实用新型的第一实施例的散热件的上视示意图。

图2A是图1中区域100的放大图。

图2B是沿图2A中剖线A-A’的剖面示意图。

图3A是依照本实用新型一实施例的芯片封装的注模工艺的上视示意图。

图3B是沿图3A中剖线B-B’的剖面示意图。

图4是依照本实用新型的第二实施例的散热件的局部上视示意图。

图5是依照本实用新型的第三实施例的散热件的局部上视示意图。

图6是依照本实用新型的第四实施例的散热件的局部上视示意图。

图7是依照本实用新型的第五实施例的散热件的局部上视示意图。

附图标记说明：

100：区域

200、400、500、600、700：散热件

210：散热主体

210a：散热面

230：延伸部

232：第一倾斜部

234：第一连接部

236：第二倾斜部

238：第二连接部

230a、430a、530a、630a、730a：开口

230a1、430a1、530a1、630a1：第一子开口

230a2、430a2、530a2、630a2：第二子开口

430a3、530a3、630a3：第三子开口

430a4：第四子开口

240、440、540、640、740：扰流结构

440a、540a、640a、740a：第一扰流条

440b、540b、640b、740b：第二扰流条

440c、540c、740c：第三扰流条

740d：第四扰流条

242：第三倾斜部

244：第三连接部

246：第四倾斜部

248：第四连接部

30：芯片封装

32：线路载板

34：封装胶体

34a：第一封装部

34b：第二封装部

36：芯片

36a：导线

36b：主动面

38：导电端子

F1、F2：模流

F3：紊流

具体实施方式

图1是依照本实用新型的第一实施例的散热件的上视示意图。图2A是图1中区域100的放大图。图2B是沿图2A中剖线A-A’的剖面示意图。请先参照图1至图2B，本实施例的散热件200包括一散热主体210以及多个延伸部230。多个延伸部230分别从散热主体210的边缘向外延伸，且各延伸部230分别具有一开口230a以及一位于开口230a内的扰流结构240。扰流结构240将开口230a区分为多个相互分隔的子开口230a1、230a2。

散热件200例如是通过冲压工艺(stamping process)对金属薄板进行冲压所制成。在一些实施例中，可在冲压工艺进行之前，可以将金属薄板预先切割成适于形成散热件200的轮廓与尺寸，接着，再通过冲压工艺将具有特定轮廓与尺寸的金属薄板对应地挤压或弯曲，以形成散热件200。在一些实施例中，可以通过水刀切割(water jet cutter)技术或激光切割(laser cutting)技术将金属薄板切割成适于形成散热件100的轮廓与尺寸。在其他实施例中，金属薄板的切割可在冲压工艺中一并进行。在本实施例中，散热件200的散热主体210与延伸部230为一体成型，且例如同为金属材质，但本实用新型不限于此。

在本实施例中，散热件200的散热主体210为一圆形板状体，且散热件200的散热面210a和/或位于散热面210a相对侧的底面可以为平面，而使散热件200具有良好的散热效率，但本实用新型不限于此。在一实施例中，散热面210a和/或底面可以具有凸起或凹陷，以增加散热面210a和/或底面的表面积，以进一步提高散热件200的散热效率。在另一实施例中，散热面210a和/或底面可以呈现波浪状，以增加散热面210a和/或底面的表面积，以进一步提高散热件200的散热效率。

在本实施例中，散热件200包括四个延伸部230，且四个延伸部230分别位于散热主体210的边缘，且由散热主体210的边缘向外延伸并弯曲，以于散热件200下方形成一容置空间。如此一来，所形成的容置空间可使芯片封装30(显示于图3B)中的芯片36(显示于图3B)容置于其中。各个延伸部230分别具有一开口230a。扰流结构240位于开口230a内，且扰流结构240将开口230a区分为两个具有相同的面积的子开口230a1、230a2。散热件200中的至少一开口230a允许模流通过。如此一来，在进行后续的注模工艺(molding process)中，可以使熔融的封装胶体34(显示于图3B)(例如：环氧模压树脂)通过至少其中一个开口230a并且通过位于开口230a内的扰流结构240的控制而填入容置空间中，进而覆盖线路载板32(显示于图3B)、芯片36(显示于图3B)以及部分的散热件200。接着，使封装胶体34(显示于图3B)冷却并且固化，以形成封装层。

延伸部230具有第一倾斜部232、第一连接部234、第二倾斜部236与第二连接部238。扰流结构240为具有第三倾斜部242、第三连接部244、第四倾斜部246与第四连接部248的弯曲状扰流条440a。在图2B的剖面示意图中，所显示的为部分的第二连接部238、部分的散热主体210以及扰流结构240的第三倾斜部242、第三连接部244、第四倾斜部246与第四连接部248。并且，由于散热件200可以通过上述的冲压工艺制作，所以开口230a内的扰流结构240与延伸部230在剖面上具有如图2B显示的类似的弯曲方向。延伸部230的第一倾斜部232、第一连接部234、第二倾斜部236与部分的第二连接部238虽然不会出现在图2A中的剖线A-A’上。但在图2B中，第一倾斜部232的长度及分布高度可以对应于扰流结构240的第三倾斜部242的长度及分布高度；第一连接部234的长度及分布高度可以对应于扰流结构240的第三连接部244的长度及分布高度；第二倾斜部236的长度及分布高度可以对应于扰流结构240的第四倾斜部246的长度及分布高度；以及第二连接部238的长度及分布高度可以对应于扰流结构240的第四连接部248的长度及分布高度，但本实用新型不限于此。

在本实施例中，散热件200通过延伸部230的第二连接部238与线路载板32(显示于图3B)连接。具体而言，在一实施例中，散热件200与线路载板32(显示于图3B)之间例如可包括一黏着层(未显示)，以使第二连接部238与线路载板32(显示于图3B)通过黏着层相互连接。在另一可行的实施例中，第二连接部238例如可具有一卡榫，且线路载板32(显示于图3B)可具有一对应于该卡榫的卡槽，以使第二连接部238与线路载板32(显示于图3B)可以互相卡合。在又一可行的实施例中，线路载板32(显示于图3B)的表面可具有一对应于第二连接部238的凹陷，以使第二连接部238可直接置于线路载板32(显示于图3B)上。

在本实施例中，第二倾斜部236与第二连接部238连接，第一连接部234与第二倾斜部236连接，且第二倾斜部236位于第一连接部234与第二连接部238之间。如此一来，通过散热主体210、延伸部230的第一连接部234与延伸部230的第二倾斜部236可于散热主体210下方形成用以容纳芯片36(显示于图3B)的容置空间。在一实施例中，第二倾斜部236使散热主体210与芯片36(显示于图3B)之间具有一适当间距，以使连接于芯片36(显示于图3B)与线路载板32(显示于图3B)之间的多个导线36a(显示于图3B)不会与散热主体210接触。第一连接部234从散热主体210的边缘向外延伸，以与第二倾斜部236形成可容纳芯片36(显示于图3B)的容置空间。在另一可行的实施例中，延伸部230可以具有多个第二倾斜部236和/或多个第一连接部234，以形成可容纳芯片36(显示于图3B)的容置空间。

在其他可行的实施例中，芯片36与线路载板32之间可通过导电凸块彼此电性连接。换言之，芯片36可通过芯片倒装技术(Flip-Chip)设置于线路载板32上，并且与线路载板32电性连接。

在本实施例中，延伸部230的第一倾斜部232与散热主体210连接，第一倾斜部232与第一连接部234连接，其中第一倾斜部232位于散热主体210与第一连接部234之间，且散热件200的四个延伸部230通过各自的第一连接部234彼此连接，但本实用新型不限于此。在一可行的实施例中，散热件200的四个延伸部230可以彼此分离，且各个延伸部230的第一倾斜部232与散热主体210连接。

在本实施例中，扰流结构240的第三倾斜部242与散热主体210连接，扰流结构240的第四连接部248与延伸部230的第二连接部238连接。在扰流结构240中，第三连接部244位于第三倾斜部242与第四倾斜部246之间，且第四倾斜部246位于第三连接部244与第四连接部248之间。详细而言，扰流结构240从散热主体210的边缘向外延伸，且在散热件200的上视图(例如图2A)中，扰流结构240为一线型的扰流条440a，以将开口230a区分为相互分隔且具有相同的面积的第一子开口230a与第二子开口230a。如此一来，由熔融的封装胶体34所形成的模流F1(显示于图3A)在通过位于开口230a的扰流结构240后，会形成紊流F3(turbulence)(显示于图3A)，以使容置空间内的模流F2(显示于图3A)产生不同的方向或流速，以避免模流F2产生领先落后流动(lead-lag flow)效应，导致封装胶体34领先部份与落后部份间的空气为领先部份所包覆或堵塞，而于容置空间内形成气泡或气洞。

图3A是依照本实用新型一实施例的芯片封装30的注模工艺的剖面示意图，图3B是沿图3A中剖线B-B’的剖面示意图。请先参照图3A与图3B，本实施例的芯片封装30包括一线路载板32、一芯片36、一散热件200以及一封装胶体34。芯片36配置于线路载板32上且与线路载板32电性连接。散热件200配置于线路载板32上以使该芯片36位于散热主体210与线路载板32之间。封装胶体34覆盖线路载板32、芯片36以及散热件200。

在本实施例中，线路载板32例如是具有单层线路的印刷电路板(printed circuit board,PCB)、具有多层线路的印刷电路板或具有重布线路层(redistribution layer)的基板。芯片36例如是以芯片36贴附膜(未显示)贴附于线路载板32上，且通过引线焊接技术(wire bonding)将芯片36通过多条导线36a与线路载板32电性连接。在一些实施例中，芯片封装30可进一步包括多个导电端子38(conductive terminals)，其中导电端子38配置于线路载板32上，且导电端子38与芯片36分别位于线路载板32的两相对表面上。此外，导电端子38例如为阵列排列的焊球(solder balls)、凸块(bumps)、导电柱(conductive pillars)或上述的组合等，以使芯片36通过线路载板32以及导电端子38与其他元件电性连接。

在本实施例中，散热件200配置于线路载板32上，且芯片36位于散热主体210与延伸部230所形成的容置空间内，以使芯片36位于散热主体210与线路载板32之间。散热件200的散热主体210覆盖于芯片36上，以使散热件200具有良好的散热效率。

封装胶体34包括第一封装部34a以及第二封装部34b，其中第一封装部34a位于线路载板32以包覆芯片36，且第一封装部34a被散热件200所覆盖，而第二封装部34b覆盖散热件200的延伸部230，且第二封装部34b通过延伸部230的开口230a与第一封装部34a连接。于芯片封装30的注模工艺中，可以是将散热件200配置于线路载板32上，且使芯片36位于散热件200与线路载板32之间，并一起置入模具中。接着，将熔融的封装胶体34注入模具。在模具中，熔融的封装胶体34所形成的模流经散热件200中的至少一开口230a及位于开口230a内的扰流结构240和侧向空间进入由散热主体210、第二倾斜部236与第一连接部234所形成的容置空间内，以使封装胶体34覆盖线路载板32、芯片36以及部分的散热件200。并且，熔融的封装胶体34可经由其余的开口230a及位于开口230a内的扰流结构240流出容置空间，以使部分的封装胶体34覆盖延伸部230及扰流结构240。然后，使熔融的封装胶体34冷却并且固化以形成封装层。如此一来，封装胶体34的第一封装部34a在固化后会形成第一封装层，而封装胶体34的第二封装部34b在固化后会形成第二封装层。第二封装层可以通过延伸部230的开口230a与第一封装层连接，且覆盖散热件200的延伸部230。

在本实施例中，当熔融的封装胶体34所形成的模流F1从开口230a填入容置空间时，由于开口230a具有扰流结构240，因此会对应地形成紊流F3。相较于尚未通过开口230a的模流F1，紊流F3例如可以具有不同的方向或流速。在本实施例中，扰流结构240相对于一虚拟平面(即图2A中A-A’剖线所在的虚拟平面)是对称的，且前述虚拟平面是垂直于纸面。如此一来，熔融的封装胶体34在通过开口230a后的模流F2即具有不同于模流F1的方向或流速，因而使得封装胶体34的充填可以较为均匀。

芯片封装30中所使用的散热件200可以有其他的设计，以下将搭配图4至图7针对散热件200的变化进行描述。

图4是依照本实用新型的第二实施例的散热件的局部上视示意图，且图4中对散热件400所显示的局部区域为对应于图1中对散热件200所显示的区域100。请参考图4，在本实施例中，散热件400与散热件200相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能，并省略描述。而散热件400与散热件200的主要差别在于，散热件400的扰流结构440包括多个扰流条440a～440c，且多个扰流条440a～440c彼此互不相连且互不相交。在本实施例中，多个扰流条440a～440c例如为包括三个扰流条440a～440c的栅状扰流结构440，且将开口430a区分为四个相互分隔的子开口430a1～430a4。详细而言，扰流结构440包括第一扰流条440a、第二扰流条440b以及第三扰流条440c，且第一扰流条440a与第三扰流条440c具有相同的长度及弯曲形态。第一扰流条440a将开口430a区分为相互分隔的第一子开口430a1与第二子开口430a2、第二扰流条440b将开口430a区分为相互分隔的第二子开口430a2与第三子开口430a3以及第三扰流条440c将开口430a区分为相互分隔的第三子开口430a3与第四子开口430a4。第一子开口430a1与第四子开口430a4具有相同的面积，第二子开口430a2与第三子开口430a3具有相同的面积。换言之，在本实施例中，扰流结构440相对于一虚拟平面(即图2A中A-A’剖线所在的虚拟平面)是对称的，且前述虚拟平面是垂直于纸面，以使得封装胶体(未显示)的充填可以较为对称且均匀。

图5是依照本实用新型的第三实施例的散热件的局部上视示意图，且图5中对散热件500所显示的局部区域为对应于图1中对散热件200所显示的区域100。请参考图5，在本实施例中，散热件500与散热件200相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能，并省略描述。而散热件500与散热件200的主要差别在于，散热件500的扰流结构540包括多个扰流条540a～540c，且多个扰流条540a～540c于开口530a具有一彼此相连的内接点。在本实施例中，多个扰流条540a～540c例如条为包括三个扰流条540a～540c的Y型扰流结构540，且将开口530a区分为三个相互分隔的子开口530a1～530a3。详细而言，扰流结构240包括第一扰流条540a、第二扰流条540b以及第三扰流条540c，且第二扰流条540b与第三扰流条540c具有相同的长度及弯曲形态。第一扰流条540a将开口530a区分为相互分隔的第一子开口530a1与第二子开口530a2、第二扰流条540b将开口530a区分为相互分隔的第二子开口530a2与第三子开口530a3以及第三扰流条540c将开口530a区分为相互分隔的第三子开口530a3与第一子开口530a1。第一子开口530a1与第二子开口530a2具有相同的面积。换言之，在本实施例中，扰流结构540相对于一虚拟平面(即图2A中A-A’剖线所在的虚拟平面)是对称的，且前述虚拟平面是垂直于纸面，以使得封装胶体(未显示)的充填可以较为对称且均匀。

图6是依照本实用新型的第四实施例的散热件的局部上视示意图，且图6中对散热件600所显示的局部区域为对应于图1中对散热件200所显示的区域100。请参考图6，在本实施例中，散热件600与散热件200相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能，并省略描述。而散热件600与散热件200的主要差别在于，散热件600的扰流结构640包括多个扰流条640a、640b，且多个扰流条640a、640b于开口630a具有一彼此相连的内接点。在本实施例中，多个扰流条640a、640b例如为包括二个扰流条640a、640b的T型扰流结构640，且将开口630a区分为三个相互分隔的子开口630a1～630a3。详细而言，扰流结构640包括第一扰流条640a以及第二扰流条640b，其中第二扰流条640b可以平行于散热面210a的边缘。第一扰流条640a将开口630a区分为相互分隔的第一子开口630a1与第二子开口630a2、第二扰流条640b将开口630a区分为相互分隔的第一子开口630a1、第二子开口630a2与第三子开口630a3。第一子开口630a1与第二子开口630a2具有相同的面积。换言之，在本实施例中，扰流结构640相对于一虚拟平面(即图2A中A-A’剖线所在的虚拟平面)是对称的，且前述虚拟平面是垂直于纸面，以使得封装胶体(未显示)的充填可以较为对称且均匀。

图7是依照本实用新型的第五实施例的散热件的局部上视示意图，且图7中对散热件700所显示的局部区域为对应于图1中对散热件200所显示的区域100。请参考图7，在本实施例中，散热件700与散热件200相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能，并省略描述。而散热件700与散热件200的主要差别在于，散热件700的扰流结构740包括多个扰流条740a～740d，且多个扰流条740a～740d于开口730a具有多个相连的内接点。在本实施例中，多个扰流条740a～740d例如为包括四个扰流条740a～740d的网状(mesh-type)扰流结构740，且将开口730a区分为多个相互分隔的子开口。详细而言，扰流结构740包括第一扰流条740a、第二扰流条740b、第三扰流条740c以及第四扰流条740d，其中第一扰流条740a与第三扰流条740c具有相同的长度及弯曲形态，且第四扰流条740d可以平行于散热面210a的边缘。换言之，在本实施例中，扰流结构740相对于一虚拟平面(即图2A中A-A’剖线所在的虚拟平面)是对称的，且前述虚拟平面是垂直于纸面，以使得封装胶体(未显示)的充填可以较为对称且均匀。

综上所述，本实用新型的散热件可以使封装胶体的充填可以较为对称且均匀。且具有本实用新型的散热件的芯片封装具有良好的质量及可靠性。

虽然本实用新型已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，但这些更改与润饰均应落入本实用新型的保护范围内。