專利名稱：基板及應(yīng)用上述基板的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種基板及應(yīng)用上述基板的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在各種會(huì)發(fā)出高熱的電子組件(例如發(fā)光二極管)封裝結(jié)構(gòu)中，用來承載電子組 件的基板，多會(huì)利用金屬材料的基板，以期能提高電子組件的散熱效率。然而，傳統(tǒng)用來作為基板的金屬材料(例如銅或鋁)，因密度較大所以也會(huì)造成基 板的重量較重，且由于金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)的限制，也會(huì)使得電子組件利用金屬材料基板，所 能提高的散熱效率仍有限。因此，在現(xiàn)行技術(shù)中，電子組件的封裝結(jié)構(gòu)大部分會(huì)再安裝散熱 鰭片或散熱管等其它散熱組件，來提高散熱效率。但，如此一來不僅會(huì)增加電子組件封裝結(jié) 構(gòu)的體積，也會(huì)增加產(chǎn)品整體的制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種重量較輕且可提高散熱效率的基板及 應(yīng)用上述基板的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種基板包括一基板本體及一包覆材?；灞倔w材料包括石墨，包覆材 包覆基板本體至少一側(cè)緣。前述的基板，其中所述基板本體的材料還包括納米碳管。前述的基板還包括至少一絕緣層，設(shè)置在所述基板本體。前述的基板還包括至少一金屬層，設(shè)置在所述絕緣層。前述的基板，其中所述金屬層是一圖案化線路層。前述的基板，其中所述基板與一導(dǎo)線架連接，所述導(dǎo)線架與所述圖案化線路層直 接接觸。前述的基板還包括一金屬?gòu)?fù)合層，設(shè)置在所述金屬層上。前述的基板還包括至少一金屬層，設(shè)置在所述基板本體。前述的基板，其中所述包覆材的材料是金屬、塑料或樹脂。前述的基板，其中所述包覆材完全包覆所述基板本體。前述的基板，其中所述基板與一導(dǎo)線架連接，所述包覆材包覆部分所述導(dǎo)線架。本發(fā)明的一種封裝結(jié)構(gòu)包括一基板及一電子組件?；灏ㄒ换灞倔w及一包覆 材。基板本體材料包括石墨，包覆材包覆基板本體至少一側(cè)緣。電子組件設(shè)置在基板。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)還包括一導(dǎo)線架，所述電子組件經(jīng)由一導(dǎo)線與所述導(dǎo)線架 電性連接。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述包覆材包覆部分所述導(dǎo)線架。 前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述基板本體的材料還包括納米碳管。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述基板還包括至少一絕緣層，設(shè)置在所述基板本體。前述的 基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述基板還包括至少一金屬層，設(shè)置在所述絕緣層。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述金屬層是一圖案化線路層。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)還包括一導(dǎo)線架，與所述圖案化線路層直接接觸。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述基板還包括一金屬?gòu)?fù)合層，設(shè)置在所述金屬層 上。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述包覆材的材料是金屬、膠體或塑料。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述包覆材完全包覆所述基板本體。前述的基板封裝結(jié)構(gòu)，其中所述包覆材黏合、卡合、嵌合、蒸鍍或?yàn)R鍍包覆所述基 板本體的所述側(cè)緣。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的基板至少具有下列優(yōu)點(diǎn)承上所述，依據(jù)本發(fā)明的基板的基板本體材料包括石墨，因此，基板可通過石墨的 高導(dǎo)熱系數(shù)(約鋁及銅的1. 5 2. 5倍)，來大幅地提高散熱效率。再者，由于基板制作過 程中石墨結(jié)合結(jié)構(gòu)中有空洞，其的等效密度較小(約鋁的1/2，約銅的1/6)，在同體積的基 板需求下，可降低基板的重量。另外，由于石墨材料也是高導(dǎo)電性材料，因此通過包覆材包 覆基板本體的至少一側(cè)緣，可避免基板本體側(cè)緣因石墨材料脆裂而掉落的碎片，造成基板 上可能設(shè)置的圖案化線路層或電子組件短路。此外，本發(fā)明的基板的基板本體材料可還包括納米碳管，借此可更進(jìn)一步地提高 基板在垂直于石墨纖維狀排列方向上的導(dǎo)熱效率，以避免基板因石墨的纖維狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生 橫向?qū)嵝屎?，垂直方向?qū)嵝什畹膯栴}。當(dāng)然，本發(fā)明的基板也可應(yīng)用在一電子組件 的封裝結(jié)構(gòu)中，其中電子組件例如是發(fā)光二極管晶粒、半導(dǎo)體組件或集成電路芯片等。再 者，本發(fā)明的基板若包覆材完全包覆基板本體，則基板也可作為散熱板(heat spreader) 0


圖IA是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板的示意圖，圖IB是沿圖IA中A-A直線基板的剖 面圖；圖2A至圖2C分別是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板的不同態(tài)樣的剖面圖；圖2D是如圖2C的基板與一電路板連接的示意圖；圖3A是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板的另一態(tài)樣的剖面圖，圖3B是應(yīng)用如圖3A的基 板的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板的另一態(tài)樣的剖面圖，圖4B是應(yīng)用如圖4A的基 板的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)另一態(tài)樣的示意圖；以及圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的另一態(tài)樣的剖面圖。主要元件符號(hào)說明1、Ia Ig:基板11 基板本體111 側(cè)緣12、12a、12b、12c、12f、12g 包覆材
13、15、15a 金屬層14 絕緣層16 金屬?gòu)?fù)合層17:防焊層2、2a 2c:封裝結(jié)構(gòu)3 電子組件4 電路板41:電路層42 :散熱膏D:間隔L:導(dǎo)線架W 打線
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基板及應(yīng)用上述基板的封裝結(jié) 構(gòu)，其中相同的組件將以相同的符號(hào)加以說明。請(qǐng)參照?qǐng)DIA及圖IB所示，其中圖IA是本實(shí)施例的基板1的示意圖，圖IB是沿圖 IA中A-A直線的剖面圖?；?包括一基板本體11及一包覆材12?；灞倔w11材料包括石墨(graphite)。因此，利用石墨作為的基板本體11，可通 過石墨的高導(dǎo)熱系數(shù)(約鋁及銅的1. 5 2. 5倍)，來大幅地提高基板1的散熱效率。且， 由于石墨基板的等效密度較小(約鋁的1/2，約銅的1/6)，借此也可降低基板1的重量。值得一提的是，基板本體11材料也可還包括納米碳管(Carbon Nano Tube, CNT)， 借此可更進(jìn)一步地提高基板1在垂直于石墨纖維排列方向上的導(dǎo)熱效率，以避免基板1因 石墨的纖維 狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生橫向?qū)嵝屎?，垂直方向?qū)嵝什畹膯栴}。包覆材12的材料例如可以是金屬、塑料或樹脂等，且包覆材12包覆基板本體11 至少一側(cè)緣111。而包覆材12例如可通過黏合、或卡合、或嵌合、或蒸鍍或?yàn)R鍍等方式包覆 基板本體11的側(cè)緣111。在本實(shí)施例中，以包覆材12的材料是樹脂，并通過黏合方式包覆 基板本體11四個(gè)側(cè)緣111作說明，然其非限制性。由于石墨是高導(dǎo)電性材料，且其結(jié)構(gòu)是 纖維狀二維堆棧，所以利用石墨作成的基板本體11易由側(cè)緣111處脆裂。因此通過包覆材 12包覆基板本體11的至少一側(cè)緣111，可避免基板本體11側(cè)緣111因石墨材料脆裂而掉 落的碎片，造成環(huán)境的污染，或是當(dāng)基板1上設(shè)置有圖案化線路層時(shí)，石墨的碎片也可能造 成線路層的短路。另外，請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2C所示，其分別是本實(shí)施例的基板la、lb、lc的不同態(tài)樣 的剖面圖。如圖2A所示，包覆材12a也可以是塑料材料的夾持件，以?shī)A持的方式卡合并包 覆基板本體11的側(cè)緣111。如圖2B所示，基板Ib可以還包括至少一金屬層13設(shè)置在基板 本體11，在此以兩個(gè)金屬層13作說明，其材料可以是銅、銅合金、鎳、鎳合金、鋁或銀，且所 述些金屬層13分別設(shè)置在基板本體11的相對(duì)兩個(gè)表面上，而包覆材12同樣包覆基板本體 11的側(cè)緣111。借此，基板Ib可作為散熱板(heat spreader)來使用。如圖2C所示，更進(jìn) 一步地，若包覆材12c是金屬材料，則包覆材12c也可通過電鍍或黏貼而完全包覆基板本體11。借此，基板Ic即可作為散熱板。如圖2D所示，將圖2C的基板Ic作為散熱板，并通過例如散熱膏42或其它連接組 件與一電路板4連接，而電路板4可設(shè)置有一電子組件3與電路層41電性連接。借此，電 子組件3產(chǎn)生的熱量可通過電路板4、散熱膏42及基板Ic逸散出去，并通過基板Ic提高散 熱效率。需注意的是，電路板4的材料可以包括樹脂、玻璃纖維、陶瓷、金屬、石墨、納米碳管 及、玻璃或 其組合。請(qǐng)參照?qǐng)D3A所示，本實(shí)施例的基板Id的另一態(tài)樣的剖面圖。與圖IB相比，基板 Id還可包括至少一絕緣層14設(shè)置在基板本體11上，至少一金屬層15設(shè)置在絕緣層14上， 一金屬?gòu)?fù)合層16設(shè)置在金屬層15上。在此，以兩個(gè)絕緣層14及兩個(gè)金屬層15、15a分別 設(shè)置在基板本體11的相對(duì)兩個(gè)表面為例，其非限制性。絕緣層14設(shè)置在基板本體11及金屬層15、15a之間，以隔絕基板本體11與金屬層 15、15a的電性接觸。設(shè)置在基板本體11上表面的金屬層15是一圖案化線路層，而對(duì)應(yīng)不 同的需求，可利用蝕刻方式制作不同的線路圖案。例如，如圖3A中金屬層15的間隔D由蝕 刻方式形成。另外，基板本體11下表面的金屬層15a則可選擇性設(shè)置，例如有焊接需求時(shí)， 設(shè)置金屬層15a可提升焊接后結(jié)構(gòu)的可靠性。金屬層15、15a的材料例如可以是銅或銅合 金等導(dǎo)電性的材料，以作為電性傳導(dǎo)。金屬?gòu)?fù)合層16例如可包括一單一材料金屬層，例如 一錫層、一鎳層、一銀層、一金層、一鈀層或其組合?；蛘?，金屬?gòu)?fù)合層16是多個(gè)材料的金屬 復(fù)合層，且由內(nèi)而外的順序可以是鎳層/銀層、或鎳層/金層、或鎳層/銀層/金層、或鎳層 /錫層、或鎳層/鈀層等組合。金屬?gòu)?fù)合層16則可作為線路層的最終金屬(metal finish) 表面處理，可隔絕金屬層15與環(huán)境中氣體或水氣的接觸，以避免金屬層15氧化。另外，在本實(shí)施例中，基板Id還可包括一防焊層(solder mask layer) 17，防焊層 17可設(shè)置在基板本體11上、絕緣層14上、金屬層15上或金屬?gòu)?fù)合層16上。在此，以防焊 層17設(shè)置在金屬層15上作說明，其非限制性。通過防焊層17可保護(hù)基板Id上不希望被 焊錫接觸的部位。如圖3B所示，當(dāng)電子組件3設(shè)置在基板ld，即可形成本發(fā)明的一種封裝結(jié)構(gòu)2，基 板Id作為承載電子組件3的基板。其中，電子組件3例如可以是發(fā)光二極管晶粒、半導(dǎo)體組 件或集成電路芯片。電子組件3設(shè)置在基板Id上，且電子組件3可以利用打線接合(wire bonding)或覆晶接合(flip chip)方式與金屬?gòu)?fù)合層16連接，再與作為圖案化線路層的金 屬層15電性連接。在此，電子組件3以一發(fā)光二極管晶粒作說明，且電子組件3與金屬?gòu)?fù) 合層16利用打線接合方式電性連接，其非限制性。值得一提的是，當(dāng)電子組件3是發(fā)光二極管晶粒時(shí)，防焊層17還可作為封裝結(jié)構(gòu)2 封裝時(shí)封膠體的擋墻。但，在封裝結(jié)構(gòu)2中防焊層17并非必要，換言之，基板Id上也可不 設(shè)置防焊層17。如此一來，封裝結(jié)構(gòu)2可通過石墨材料基板Id的高導(dǎo)熱系數(shù)，來大幅地提高對(duì)于 電子組件3的散熱效率。再者，由于石墨的密度較小，在同體積的基板需求下，借此也可降 低基板Id的重量。另外，由于石墨材料是高導(dǎo)電性材料，且其結(jié)構(gòu)是纖維狀二維堆棧，所以 利用石墨作成的基板本體11易由側(cè)緣111處脆裂。因此通過包覆材12包覆基板本體11 的側(cè)緣111，可避免基板本體11側(cè)緣111因石墨材料脆裂而掉落的碎片，造成環(huán)境的污染， 或是石墨的碎片造成基板Id上作為圖案化線路層的金屬層15短路。此外，基板Id的基板本體11材料也可還包括納米碳管，借此可更進(jìn)一步地提高基板Id在垂直于石墨纖維排列 方向上的導(dǎo)熱效率，以避免基板Id因石墨的纖維狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生橫向?qū)嵝屎茫怪狈较?導(dǎo)熱效率差的問題。請(qǐng)參照?qǐng)D4A所示，本實(shí)施例之基板Ie的另一態(tài)樣的剖面圖?；錓e具有絕緣層 14及金屬層15，且金屬層15是圖案化線路層?；錓e并與一導(dǎo)線架L連接，且導(dǎo)線架L 與作為圖案化線路層的金屬層15直接接觸，而包覆材12包覆基板本體11的側(cè)緣111。需 注意的是，視不同需求，導(dǎo)線架L與金屬層15連接部分可以是電性導(dǎo)通或電性不導(dǎo)通。如圖4B所示，當(dāng)電子組件3設(shè)置在基板le，即可形成本發(fā)明的另一種封裝結(jié)構(gòu) 2a，基板Ie作為承載電子組件3的基板。其中，電子組件3例如可以是發(fā)光二極管晶粒、半 導(dǎo)體組件或集成電路芯片。電子組件3設(shè)置在基板Ie上，且電子組件3可以利用打線接合 方式與導(dǎo)線架L電性連接。在此，電子組件3以發(fā)光二極管晶粒作說明，其非限制性。值得 一提的是，依據(jù)不同的設(shè)計(jì)方式及要求，電子組件3也可一邊打線接合在導(dǎo)線架L上，而另 一邊打線接合在金屬層15上。請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，本實(shí)施例之封裝結(jié)構(gòu)2b的另一態(tài)樣的剖面圖。與圖4B相較，封 裝結(jié)構(gòu)2b的包覆材12f除了包覆基板If之基板本體11的側(cè)緣111之外，包覆材12f還包 覆了部分的導(dǎo)線架L以及打線W與導(dǎo)線架L結(jié)合的接點(diǎn)。其中，包覆材12f可通過射出成 型的方式來形成。請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，本實(shí)施例之封裝結(jié)構(gòu)2c的另一態(tài)樣的剖面圖。與圖4B相較，基 板Ig上不具有金屬層及絕緣層，而是通過包覆材12g來連接基板Ig及導(dǎo)線架L，包覆材12g 包覆部分導(dǎo)線架L并包覆基板本體11的側(cè)緣111，但仍有部分導(dǎo)線架L外露在基板本體11 上，可作為與電子組件3電性連接之用。因此，如圖4B、圖5及圖6所示，通過基板le、If、Ig與導(dǎo)線架L不同的連接方式， 基板le、lf、lg可應(yīng)用在不同形式的封裝結(jié)構(gòu)h、2b、2c中，借此以增加基板le、lf、lg的應(yīng) 用范圍。綜上所述，依據(jù)本發(fā)明之基板的基板本體材料包括石墨，因此，基板可通過石墨的 高導(dǎo)熱系數(shù)(約鋁及銅的4 5倍)，來大幅地提高散熱效率。再者，由于石墨的密度較小 (約鋁的1/2，約銅的1/6)，在同體積的基板需求下，也可降低基板的重量。另外，由于石墨 材料也是高導(dǎo)電性材料，因此通過包覆材包覆基板本體的至少一側(cè)緣，可避免基板本體側(cè) 緣因石墨材料脆裂而掉落的碎片，造成基板上可能設(shè)置的圖案化線路層或電子組件短路。此外，本發(fā)明之基板的基板本體材料可還包括納米碳管，借此可更進(jìn)一步地提高 基板在垂直于石墨纖維狀排列方向上的導(dǎo)熱效率，以避免基板因石墨的纖維狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生 橫向?qū)嵝屎?，垂直方向?qū)嵝什畹膯栴}。當(dāng)然，本發(fā)明之基板也可應(yīng)用在一電子組件 的封裝結(jié)構(gòu)中，其中電子組件例如是發(fā)光二極管晶粒、半導(dǎo)體組件或集成電路芯片等。再 者，本發(fā)明之基板若包覆材完全包覆基板本體，則基板也可作為散熱板。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明之精神與范疇，而對(duì)其 進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種基板，其特征在于，包括 一基板本體，其材料包括石墨；以及一包覆材，包覆所述基板本體的至少一個(gè)側(cè)緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板本體的材料還包括納米碳管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，還包括 至少一個(gè)絕緣層，設(shè)置在所述基板本體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板，其特征在于，還包括 至少一個(gè)金屬層，設(shè)置在所述絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板，其特征在于，所述金屬層是一圖案化線路層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基板，其特征在于，所述基板與一導(dǎo)線架連接，所述導(dǎo)線架與 所述圖案化線路層直接接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板，其特征在于，還包括 一金屬?gòu)?fù)合層，設(shè)置在所述金屬層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，還包括 至少一個(gè)金屬層，設(shè)置在所述基板本體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，所述包覆材的材料是金屬、塑料或樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，所述包覆材完全包覆所述基板本體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板與一導(dǎo)線架連接，所述包覆材 包覆部分所述導(dǎo)線架。
12.一種封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一基板，包括一基板本體，其材料包括石墨，及一包覆材，包覆所述基板本體的至少一個(gè)側(cè)緣；以及一電子組件，設(shè)置在所述基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括 一導(dǎo)線架，所述電子組件經(jīng)由一導(dǎo)線與所述導(dǎo)線架電性連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包覆材包覆部分所述導(dǎo)線架。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板本體的材料還包括納米碳管。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板還包括 至少一個(gè)絕緣層，設(shè)置在所述基板本體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板還包括 至少一個(gè)金屬層，設(shè)置在所述絕緣層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層是一圖案化線路層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括 一導(dǎo)線架，與所述圖案化線路層直接接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板還包括一金屬?gòu)?fù)合層，設(shè)置在所述金屬層上。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包覆材的材料是金屬、膠體或塑料。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包覆材完全包覆所述基板本體。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包覆材黏合、卡合、嵌合、蒸鍍 或?yàn)R鍍包覆所述基板本體的所述側(cè)緣。
全文摘要
一種基板，包括一基板本體及一包覆材。基板本體材料包括石墨，包覆材包覆基板本體至少一側(cè)緣。本發(fā)明也揭露一種應(yīng)用上述基板的封裝結(jié)構(gòu)。承上所述，由于本發(fā)明的基板的基板本體材料包括石墨，因此，基板可通過石墨的高導(dǎo)熱系數(shù)，來大幅地提高散熱效率。
文檔編號(hào)H01L23/498GK102044502SQ20091017797
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者鄭文豪, 陳宏男 申請(qǐng)人:尚安品有限公司