專利名稱：可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，特別是涉及一種利用比裸晶芯片寬度小的凸塊，用以接觸裸晶芯片的散熱機構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常，隨著信息科技的進步，計算機所需的運算速度也愈趨重要，而在此高運算速度的需求下，伴隨而來的則是如微處理器芯片等電子組件的發(fā)熱量愈來愈高，且在電子組件尺寸愈來愈小的情況下，為了將此密集熱量有效地散發(fā)于系統(tǒng)外的環(huán)境，已知的方法利用具有較大面積的散熱鰭片附加于電子發(fā)熱組件表面上，以增加其散熱效果，并可維持電子組件在許可的溫度下正常運作。
另外，一般已知的散熱鰭片2a底部常呈平板式(如圖1所示)或為搭配扣具而成兩翼垂掛。由圖2可知，當該散熱鰭片2a配合裸晶封裝1a(該裸晶封裝1a具有裸晶芯片10a及封裝體基板11a)使用時，經(jīng)常會因裝設不當而造成力矩過大，進而碰傷該裸晶芯片10a的邊緣及角落，如圖3A至3C所示，已知的解決方式是在該裸晶芯片10a四周增貼非導電高彈性硅膠材質(zhì)的防撞墊片43a，一般有墊片型(或成框型)、多點型及雙條型。
但是，該高彈性硅膠材質(zhì)的防撞墊片3a易因外力而產(chǎn)生變形壓縮，如圖4A所示，當該防撞墊片3a的質(zhì)地太硬時，其易因變形不足而造成該散熱鰭片2a與裸晶芯片10a的間隙過大，進而減低該裸晶芯片10a的散熱效能；如圖4B所示，當該防撞墊片3a的質(zhì)地太軟時，其易因變形過大而無法達到保護該裸晶芯片10a的目的。且不論該防撞墊片3a的質(zhì)地如何，該散熱鰭片2a與該裸晶封裝1a的接觸形式屬非固接式(non-rigid contact)，故當承受震動或外力時，可能因該封裝體基板11a與該防撞墊片3a的彈性系數(shù)不一而造成模態(tài)變形(modal deformation)，進而損傷該裸晶芯片10a，因此不論靜態(tài)受力或動態(tài)受力，已知的散熱鰭片2a都不能確實保護該裸晶芯片10a。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的是提供一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，其利用比裸晶芯片寬度小的凸塊來接觸該裸晶芯片，以避免該散熱機構(gòu)裝配不當而損壞該裸晶芯片，并可維持該散熱機構(gòu)與該裸晶封裝的固接形式，以防止動態(tài)受力所造成的模態(tài)變形，進而損壞該裸晶芯片。
本實用新型的另一目的是提供一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，其利用比裸晶芯片寬度小的凸塊來接觸該裸晶芯片，以省卻防撞墊片的使用，不但可節(jié)省成本，并可避免因使用防撞墊片而產(chǎn)生其相關(guān)的可靠性的缺點。
為了達到上述目的，本實用新型提供一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，該裸晶封裝具有裸晶芯片及封裝體基板，該裸晶芯片設有第一寬度，且該散熱機構(gòu)至少包括散熱平板，在其上端設有散熱鰭片；第一凸塊，設置在該散熱平板下端，該第一凸塊設有第二寬度，該第一凸塊接觸于該裸晶封裝的裸晶芯片，且該第一凸塊的第二寬度小于該裸晶芯片的第一寬度；以及第二凸塊，設置在該散熱平板下端邊緣，用于使該第一凸塊與該第二凸塊間形成凹槽，且該凹槽設有第三寬度。
本實用新型還提供一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，其包括至少一芯片；以及散熱平板，其中該散熱平板與該芯片接觸的一面至少有兩個凹槽以安置該芯片。
為了更進一步了解本實用新型為達成預定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。


圖1為已知散熱鰭片的側(cè)視圖；圖2為已知散熱鰭片配合裸晶封裝使用的側(cè)視圖；圖3A為已知使用于散熱鰭片與封裝體基板間的防撞墊片的上視圖(一)；圖3B為已知使用于散熱鰭片與封裝體基板間的防撞墊片的上視圖(二)；
圖3C為已知使用于散熱鰭片與封裝體基板間的防撞墊片的上視圖(三)；圖4A為已知使用較軟防撞墊片的側(cè)視圖(一)；圖4B為已知使用較硬防撞墊片的側(cè)視圖(二)；圖5為本實用新型可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)的側(cè)視分解圖；圖6為本實用新型可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)的側(cè)視組合圖；圖7為本實用新型裝配時所造成的最大傾角的側(cè)視示意圖。
具體實施方式
如圖5及圖6所示，其為本實用新型可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)的側(cè)視分解圖及組合圖，其中該裸晶封裝1具有裸晶芯片10及封裝體基板11，且該裸晶芯片10設有第一寬度W1，且該散熱機構(gòu)2至少包括散熱平板20、第一凸塊21及第二凸塊22。
其中，該散熱平板20在其上端設有散熱鰭片200，且該散熱鰭片200可在該散熱平板20成型于一體，而該第一凸塊21設置于該散熱平板20下端，且該第一凸塊21可在該散熱平板20成型于一體，且該第一凸塊21設有第二寬度W2，該第二寬度W2小于該裸晶芯片10的第一寬度W1，而該第一凸塊21用于接觸該裸晶封裝1的裸晶芯片10，且該第一凸塊21在其周緣處設有圓角210。
同時，該第二凸塊22設置在該散熱平板20下端邊緣，且該第二凸塊22也可在該散熱平板20成型于一體，而在該第一凸塊21與該第二凸塊22間形成凹槽220，且該凹槽220為利用幾何原理以計算出適當?shù)纳顚挶?aspectratio)而得，亦即，可維持該散熱鰭片200與該裸晶封裝1的固接形式(rigidcontact)，又可避免傷害該裸晶封裝1的裸晶芯片10及封裝體基板11，其適用于鋁擠型散熱鰭片后加工、或鋁擠型一體成型、或鑄造式一體成型或鍛造式散熱鰭片一體成型等已知的制造方法。
同時，如圖7所示，該圖為本實用新型裝配時所造成的最大傾角的側(cè)視示意圖，由圖中可知，當該散熱機構(gòu)2裝配在該裸晶封裝1上時，即使產(chǎn)生最大的傾角，該散熱機構(gòu)2的第一凸塊21也不會接觸到該裸晶芯片10的邊緣或角落，又因該裸晶芯片10的材質(zhì)(硅芯片)具有堅硬而脆弱的特性，亦即該裸晶芯片10可承受較強大的正向壓力(normal compression force)，但其無法承受剪力或邊緣、角落的撞擊，因此，只要能避免接觸到該裸晶芯片10的邊緣或角落，即可有效地避免傷害該裸晶芯片10。
以及，該凹槽220內(nèi)可填滿導熱膏，用以增加該散熱機構(gòu)2接觸于該裸晶芯片10的面積，進而增加該裸晶芯片10的散熱效果，且該凹槽220設有第三寬度W3，該第二寬度W2加上兩倍的第三寬度W3大于該第一寬度W1，現(xiàn)依上述該第一寬度W1、第二寬度W2與第三寬度W3的幾何關(guān)系來進行數(shù)值分析(numerical analysis)，其相關(guān)的仿真臨界條件(boundary condition)和結(jié)果如下所述臨界條件散熱機構(gòu)1(40*40*11mm)；軸流式風扇(4010，6200RPM)；裸晶芯片10(10*10*0.75mm，20W)；凹槽220(1*40*0.5mm，X2)；分析結(jié)果底部全平式散熱機構(gòu)，其散熱熱阻＝2.0917(C/W)；底部凹槽式散熱機構(gòu)，其散熱熱阻＝2.1310(C/W)；因此該散熱機構(gòu)2增加該凹槽220后的散熱熱阻僅增加0.0393(C/W)或1.88％，因此其散熱效能幾乎不受影響。
綜上所述，本實用新型為一種利用比裸晶芯片10寬度小的第一凸塊21來接觸裸晶芯片10，以避免散熱機構(gòu)2因裝配不當而損壞該裸晶芯片10，并可維持散熱機構(gòu)2與裸晶封裝1的固接形式，以防止動態(tài)受力所造成的模態(tài)變形，進而損壞該裸晶芯片10的散熱機構(gòu)；本實用新型同時可省卻已知防撞墊片3a的使用，不但可節(jié)省成本，并可避免因使用該防撞墊片3a而產(chǎn)生其相關(guān)可靠性的缺點。
本實用新型具有下述優(yōu)點(1)防止因裝配不當而損壞裸晶芯片。
(2)可維持散熱機構(gòu)與裸晶封裝的固接形式，以防止動態(tài)受力所造成的模態(tài)變形，進而損壞裸晶芯片。
(3)第一凸塊因圓角化處理，可避免傷及裸晶芯片表面。
(4)凹槽內(nèi)填充滿導熱膏，以增加裸晶芯片的散熱效果。
(5)省卻已知防撞墊片的使用，可節(jié)省成本并避免其相關(guān)可靠性的缺點。
(6)經(jīng)仿真分析得知，凹槽幾乎不會降低散熱機構(gòu)的散熱效果。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施例的詳細說明與圖式，但是本實用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本實用新型，本實用新型的保護范圍應以權(quán)利要求書為準，凡合于本實用新型權(quán)利要求書的精神與其類似變化的實施例，均應包含于本實用新型的范疇中，任何熟悉該項技術(shù)的本領域工作人員，可輕易思及的變化或修飾均可涵蓋在本實用新型權(quán)利要求書要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，該裸晶封裝具有裸晶芯片及封裝體基板，且該裸晶芯片設有第一寬度，其特征在于，該散熱機構(gòu)至少包括散熱平板，在其上端設有散熱鰭片；第一凸塊，設置于該散熱平板下端，該第一凸塊設有第二寬度，且該第二寬度小于該裸晶芯片的第一寬度，而該第一凸塊接觸該裸晶封裝的裸晶芯片；以及第二凸塊，設置于該散熱平板下端邊緣，該第一凸塊與該第二凸塊間形成凹槽，且該凹槽設有第三寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，該散熱鰭片在該散熱平板上端成型于一體。
3.如權(quán)利要求1所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，該第一凸塊在其周緣處設有圓角。
4.如權(quán)利要求1所述的散熱機構(gòu)，其中該第二寬度加上兩倍的第三寬度大于該第一寬度。
5.一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，其特征在于，包括至少一芯片；以及散熱平板，其中該散熱平板與該芯片接觸的一面至少有兩個凹槽以安置該芯片。
6.如權(quán)利要求5所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，該兩個凹槽之間的寬度略小于該芯片的寬度。
7.如權(quán)利要求5所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，進一步包括散熱鰭片，且該散熱鰭片在該散熱平板上端成型于一體。
8.如權(quán)利要求5所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，所述凹槽在其周緣處設有圓角。
9.如權(quán)利要求5所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，所述凹槽在該散熱平板下端成型于一體。
10.如權(quán)利要求5所述的散熱機構(gòu)，其特征在于，該凹槽內(nèi)填滿導熱膏以增加該散熱機構(gòu)接觸該芯片的面積，該芯片的散熱效果得以增加。
專利摘要一種可保護裸晶封裝的散熱機構(gòu)，其中裸晶封裝具有裸晶芯片及封裝體基板，且裸晶芯片設有第一寬度，該散熱機構(gòu)包括散熱平板、第一凸塊及第二凸塊，且第一凸塊與第二凸塊間形成凹槽，而第一凸塊設有第二寬度，凹槽設有第三寬度，通過第二寬度小于第一寬度，且第二寬度加上兩倍的第三寬度大于第一寬度的幾何關(guān)系的限制，使得第一凸塊接觸于裸晶芯片時，可避免因散熱機構(gòu)裝配不當或動態(tài)受力而損壞裸晶芯片。
文檔編號H01L23/36GK2664186SQ0320805
公開日2004年12月15日 申請日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月22日
發(fā)明者顧詩章 申請人:威盛電子股份有限公司