專利名稱：結合低熔點金屬合金材料的裝置及制造方法與該材料應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可結合低熔點金屬合金材料的裝置及制造方法與該材料的應用，尤指一種適用于散熱裝置，用來協(xié)助散熱的裝置及制造方法與應用。
背景技術：
請參閱圖1，其揭示一種公知用于半導體芯片封裝的散熱裝置，包括有一基板8及一散熱片9，該基板8上設置有一芯片81，該散熱片9是以導熱性良好的金屬材料制成，該散熱片9覆蓋于該基板8的芯片81上，該散熱片9具有一周邊91，該周邊91以膠體黏著固接于基板8上。
為了使芯片81產生的熱量確實的傳遞至散熱片9，一般是于芯片81與散熱片9之間設有導熱膏7，該散熱片9由導熱膏7與芯片81接觸，以便利用導熱膏7及散熱片9將芯片81產生的高溫導出，用來協(xié)助芯片81散熱，并保護芯片81防止外力損傷。
上述公知的散熱裝置，其利用導熱膏7作為傳熱的介質，但是，由于導熱膏7的熱傳導系數TC很低(約2-3左右)，使得芯片81產生的高溫難以有效的傳遞至散熱片9，使其散熱效率較差。
因此，本發(fā)明人有感上述缺失的可改善，特潛心研究并配合學理的運用，終于提出一種設計合理且有效改善上述缺失的本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種結合低熔點金屬合金材料的裝置及制造方法與該材料應用，其利用低熔點金屬合金的高熱傳導特性與熔融狀態(tài)時的無熱應力特性以提升芯片散熱效能性，并利用低熔點金屬合金材料(焊料)作為傳熱的介質，可避免產生氣泡(空洞)，且熱傳導系數較高，使得芯片產生的熱量可有效的傳遞至散熱片，具有較佳的散熱效率。
為了達到上述的目的，本發(fā)明提出了一種可結合低熔點金屬合金材料的裝置，包括一散熱片，其具有至少一表面；以及至少一焊料，是以低熔點金屬合金材料制成，其貼合固定于該散熱片的表面上。
本發(fā)明還提出了一種可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，包括以下的步驟成型一散熱片；將至少一焊料利用治具貼合固定于該散熱片的表面上；送入回焊爐，使該焊料以高溫熔接于散熱片的表面上；待冷卻至室溫，該散熱片及焊料固定連接為一體。
本發(fā)明又提出了一種可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，包括以下的步驟成型一散熱片；將至少一焊料利用治具貼合固定于該散熱片的表面上；以加溫器具加溫，使該焊料以高溫熔接于散熱片的表面上；待冷卻至室溫，該散熱片及焊料固定連接為一體。
本發(fā)明進一步提出了一種低熔點金屬合金材料的應用，應用低熔點金屬合金材料為導熱介面材料。
綜上所述，本發(fā)明的裝置可安裝于芯片等熱源上，用以協(xié)助散熱，該焊料的熱傳導系數較高，使芯片產生的熱量可更有效的傳遞至散熱片，以具有較佳的散熱效率。另外，利用低熔點金屬合金特性于芯片熱源上以有效提升熱傳導性能。


圖1是公知散熱裝置的剖視圖。
圖2是本發(fā)明裝置的剖視圖。
圖3是本發(fā)明裝置另一實施例的剖視圖。
圖4是本發(fā)明裝置使用狀態(tài)的剖視圖。
圖5是本發(fā)明制造方法的流程圖。
圖6是本發(fā)明制造方法使用的治具的示意圖。
附圖標記說明公知部分7導熱膏8基板81芯片9散熱片91周邊本發(fā)明部分1散熱片 11第一表面12第二表面13周邊14擋墻2第一焊料3第二焊料 4基板 41芯片5散熱器具體實施方式
為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
請參閱圖2，本發(fā)明提供一種可結合低熔點金屬合金材料的裝置，在本實施例中，該裝置為一散熱裝置，其包括有一散熱片1、一第一焊料2及一第二焊料3，該散熱片1是以導熱性良好的金屬材料制成，其具有一第一表面11及一第二表面12，該第一表面11及第二表面12分別設于散熱片1的底面及頂面，該散熱片1外緣向下延伸形成有一周邊13。該散熱片1在成型后，并于第一表面11及第二表面12電鍍有鎳料等材料，使第一焊料2及第二焊料3更容易接合于散熱片1。
該第一焊料2及第二焊料3是以低熔點金屬合金材料制成，其利用治具分別貼合固定于該散熱片1的第一表面11及第二表面12上，利用治具控制該第一焊料2及第二焊料3尺寸，以防止焊料2、3擴張。另亦可于該散熱片1的第一表面11及第二表面12上設有擋墻14(如圖3所示)，該擋墻14圍繞于焊料2、3外圍，可用以防止焊料2、3外流、擴張。
當該裝置送入回焊爐，該第一焊料2及第二焊料3是以高溫分別熔接于散熱片1的第一表面11及第二表面12上，待冷卻至室溫，散熱片1、第一焊料2及第二焊料3即固定為一體；通過上述的組成以形成本發(fā)明的可結合低熔點金屬合金材料的散熱裝置。
如圖4所示，該散熱裝置的散熱片1可覆蓋于基板4的芯片41上，該散熱片1的周邊13是以膠體黏著固定于基板4上，且令第一焊料2設置于芯片41上方，使該第一焊料2介于芯片41與散熱片1之間。另于該第二焊料3上方設置一散熱器5，使該第二焊料3介于散熱器5與散熱片1之間。當該裝置送入回焊爐，該第一焊料2是以高溫熔接于芯片41與散熱片1的第一表面11之間，該第二焊料3是以高溫熔接于散熱器5與散熱片1的第二表面12之間，待冷卻至室溫，散熱片1、第一焊料2、第二焊料3、芯片41及散熱器5即固定為一體。
請參閱圖5，本發(fā)明提供一種可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，在本實施例中，該方法為一散熱裝置的制造方法，包括以下的步驟(請同時參閱圖2及圖4)(a)成型一散熱片1；(b)于該散熱片1表面電鍍有鎳料等材料；(c)將一第一焊料2及一第二焊料3利用治具6分別貼合固定于該散熱片1的第一表面11及第二表面12上(如圖6)，利用治具6精確的控制該第一焊料2及第二焊料3的尺寸(長度、寬度及厚度)，以防止焊料2、3擴張；該治具6由一下模61、一中模62及一上模63所組成，該下模61及中模62上形成有適當的模穴用以容納焊料2、3，該等下模61、中模62及上模63需使用與焊料2、3無法黏著的材料(如鋁材)制成，以避免焊料2、3黏著于治具6上；(d)送入回焊爐，使該第一焊料2及第二焊料3以高溫分別熔接于散熱片1的第一表面11及第二表面12；(e)待冷卻至室溫，該散熱片1、第一焊料2及第二焊料3即固定連接為一體；(f)送至封裝廠進行芯片41的封裝，亦即將該散熱裝置的散熱片1覆蓋于基板4的芯片41上，該散熱片1的周邊13以膠體黏著固定于基板4上，且令第一焊料2設置于芯片41上方，使該第一焊料2介于芯片41與散熱片1之間，當該裝置送入回焊爐，該第一焊料2是以高溫熔接于散熱片1的第一表面11與芯片41之間，待冷卻至室溫，散熱片1、第一焊料2及芯片41即固定為一體；(g)送至系統(tǒng)廠組裝散熱器5，該散熱器5置于第二焊料3上方，使該第二焊料3介于散熱器5與散熱片1之間，當該裝置送入回焊爐(或以熱風槍等能配合焊料特性與適合作業(yè)性的加溫器具加溫)，將第二焊料3以高溫熔接于散熱器5與散熱片1的第二表面12之間，待冷卻至室溫，散熱片1、第二焊料3及散熱器5即固定為一體。
本發(fā)明提供一種低熔點金屬合金材料的應用，是應用低熔點金屬合金材料為導熱介面材料。
本發(fā)明利用低熔點金屬合金材料(焊料2、3)作為傳熱的介質，該焊料2、3的熱傳導系數TC較高(可達10-50)，使得芯片41產生的熱量可更有效的傳遞至散熱片1及散熱器5，以具有較佳的散熱效率。
再者，本發(fā)明利用低熔點金屬合金材料作為焊料2、3，將可避免產生氣泡(空洞)，氣泡(空洞)為使用一般錫膏、錫條等錫焊方式的最大缺點，因為其必須使用助焊劑。使用低熔點金屬合金材料為一純金屬合金并無有機物，所以無氣泡或空洞產生。
惟以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此即局限本發(fā)明的專利范圍，故舉凡運用本發(fā)明的權利要求書所為的等效技術變化，均同理皆包含于本發(fā)明的范圍內，合予陳明。
權利要求
1.一種可結合低熔點金屬合金材料的裝置，包括一散熱片，其具有至少一表面；以及至少一焊料，是以低熔點金屬合金材料制成，其貼合固定于該散熱片的表面上。
2.如權利要求1所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片的表面為一第一表面，該焊料為一第一焊料，該第一焊料貼合固定于該散熱片的第一表面上。
3.如權利要求2所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片覆蓋于一基板的芯片上，該第一焊料介于芯片與散熱片之間，該第一焊料是以高溫熔接于芯片與散熱片的第一表面之間。
4.如權利要求1所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片的表面為一第一表面及一第二表面，該焊料為一第一焊料及一第二焊料，該第一焊料及第二焊料分別貼合固定于該散熱片的第一表面及第二表面上。
5.如權利要求4所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片覆蓋于一基板的芯片上，該第一焊料介于芯片與散熱片之間，該第一焊料是以高溫熔接于芯片與散熱片的第一表面之間；該第二焊料上方設置一散熱器，該第二焊料介于散熱器與散熱片之間，該第二焊料是以高溫熔接于散熱器與散熱片的第二表面之間。
6.如權利要求1所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片表面電鍍有鎳料。
7.如權利要求1所述的可結合低熔點金屬合金材料的裝置，其特征是，該散熱片的表面上設有擋墻，該擋墻圍繞于焊料外圍。
8.一種可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，包括以下的步驟成型一散熱片；將至少一焊料利用治具貼合固定于該散熱片的表面上；送入回焊爐，使該焊料以高溫熔接于散熱片的表面上；待冷卻至室溫，該散熱片及焊料固定連接為一體。
9.如權利要求8所述的可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，其特征是，該散熱片表面電鍍有鎳料。
10.如權利要求8所述的可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，其特征是，該治具是使用與焊料無法黏著的材料制成。
11.如權利要求8所述的可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，其特征是，進一步的將該散熱片覆蓋于一基板的芯片上，使該焊料介于芯片與散熱片之間，該焊料以高溫熔接于散熱片的表面與芯片之間，待冷卻至室溫，使散熱片、焊料及芯片固定為一體。
12.如權利要求8所述的可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，其特征是，進一步的設有一散熱器，該焊料介于散熱器與散熱片之間，該焊料是以高溫熔接于散熱器與散熱片的表面之間，待冷卻至室溫，使散熱片、焊料及散熱器固定為一體。
13.一種可結合低熔點金屬合金材料的制造方法，包括以下的步驟成型一散熱片；將至少一焊料利用治具貼合固定于該散熱片的表面上；以加溫器具加溫，使該焊料以高溫熔接于散熱片的表面上；待冷卻至室溫，該散熱片及焊料固定連接為一體。
14.一種低熔點金屬合金材料的應用，應用低熔點金屬合金材料為導熱介面材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結合低熔點金屬合金材料的裝置及制造方法與該材料應用，其主要是利用低熔點金屬合金材料(焊料)作為傳熱的介質，該焊料貼合固定于該散熱片的表面上，從而組成一散熱裝置，可安裝于芯片等熱源上，用以協(xié)助散熱，該焊料的熱傳導系數較高，使芯片產生的熱量可更有效的傳遞至散熱片，以具有較佳的散熱效率。另外，利用低熔點金屬合金特性于芯片熱源上以有效提升熱傳導性能。
文檔編號H01L23/34GK1846920SQ20051006462
公開日2006年10月18日 申請日期2005年4月15日 優(yōu)先權日2005年4月15日
發(fā)明者李宗隆 申請人:美商旭揚熱傳股份有限公司