專(zhuān)利名稱(chēng)：散熱器和散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種散熱器和散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采用倒裝(Flip Chip)封裝的芯片(倒裝芯片)是常用芯片的一種，其結(jié)構(gòu)如圖 1和圖2所示，其主要特征在于倒裝芯片200內(nèi)部的集成電路位于芯片頂部的凸起部分，該 凸起部分是其發(fā)熱部分(發(fā)熱凸臺(tái)210)。當(dāng)?shù)寡b芯片200的發(fā)熱功率比較大時(shí)，必須在其 頂部的發(fā)熱凸臺(tái)210上方安裝散熱器以控制其溫度在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，從而保證其可靠 性和使用壽命。如圖3和圖4所示，傳統(tǒng)的用于倒裝芯片的散熱器100的底部具有一個(gè)平整的用 于接觸倒裝芯片的發(fā)熱凸臺(tái)的底面，上部則具有多個(gè)散熱肋片150。傳統(tǒng)的散熱器100與倒 裝芯片200的安裝通常采用如下方式之一一、如圖5所示，在電路板和散熱器上分別開(kāi)設(shè)螺紋孔，用塑膠螺釘將兩者固定。 采用該方式，需要在電路板上鉆孔，孔徑通常需在3毫米以上，對(duì)電路板占用面積較大，會(huì) 造成電路板布線面積緊張；還需要在散熱器上鉆孔，并需要在鉆孔之前先切掉相應(yīng)位置的 肋片，會(huì)導(dǎo)致散熱器的加工復(fù)雜。二、在散熱器底部設(shè)置針腳，插入電路板上開(kāi)設(shè)的插孔內(nèi)，采用焊接方式進(jìn)行固 定。采用該方式，在電路板上開(kāi)設(shè)的插孔的孔徑通常在1-2毫米，小于前一方式中的鉆孔直 徑，且散熱器可以利用針腳接地，具有較好的EMC屏蔽性能。但是，為了保證散熱器和倒裝 芯片緊密接觸以起到散熱降溫的作用，在焊接之前，需要利用工裝夾具將散熱器緊壓在倒 裝芯片上，然后才能焊接，操作復(fù)雜，不良率較高，生產(chǎn)效率低。三、利用卡扣裝置將散熱器固定在電路板上。采用該方式，固定在電路板上的卡扣 裝置對(duì)電路板的占用面積較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝配的散熱器和散熱系統(tǒng)。一種散熱器，該散熱器底部具有用于連接倒裝芯片上表面的粘結(jié)面和用于連接所 述倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的導(dǎo)熱面，該導(dǎo)熱面位于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽內(nèi)，該凹槽用于 容納倒裝芯片頂部的發(fā)熱凸臺(tái)。一種散熱系統(tǒng)，包括散熱器和倒裝芯片，倒裝芯片頂部具有發(fā)熱凸臺(tái)，散熱器底部 具有用于連接倒裝芯片上表面的粘結(jié)面和用于連接倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的導(dǎo)熱面，該導(dǎo) 熱面位于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽內(nèi)，該凹槽用于容納倒裝芯片頂部的發(fā)熱凸臺(tái)，粘結(jié)面和 倒裝芯片的上表面之間填充有粘膠介質(zhì)，散熱面和發(fā)熱凸臺(tái)的上表面之間填充有導(dǎo)熱介
質(zhì)° °本實(shí)用新型實(shí)施例的散熱器采用在底部開(kāi)設(shè)用于容納倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的 凹槽，將散熱器底面作為粘結(jié)面，將凹槽底面作為導(dǎo)熱面的技術(shù)方案，使得該散熱器可以直接通過(guò)粘結(jié)方式固定在倒裝芯片上。該散熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝配。

[0011]圖1是倒裝芯片的主視圖；[0012]圖2是倒裝芯片的側(cè)視圖；[0013]圖3是傳統(tǒng)散熱器的主視圖；[0014]圖4是傳統(tǒng)散熱器的俯視圖；[0015]圖5是采用螺紋孔固定方式的散熱器的立體圖；[0016]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的散熱器的主視圖；[0017]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的散熱器的后視圖；[0018]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的散熱器的俯視圖；[0019]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的散熱器與倒裝芯片的裝配示意圖；[0020]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例二二提供的散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例i三提供的一個(gè)散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例Ξ三提供的另一個(gè)散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的散熱器的主視圖；[0024]圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的散熱器的剖視圖；[0025]圖15是圖13和圖14所示散熱器的改進(jìn)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖16是本實(shí)用新型實(shí)施例四進(jìn)一步改進(jìn)的散熱器與倒裝芯片的裝配示意圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種散熱器，該散熱器底部具有用于連接倒裝芯片上表面 的粘結(jié)面和用于連接倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的導(dǎo)熱面，該導(dǎo)熱面位于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹 槽內(nèi)，該凹槽用于容納所述倒裝芯片頂部的發(fā)熱凸臺(tái)。該散熱器可以通過(guò)粘結(jié)方式固定在 倒裝芯片上，而無(wú)需采用諸如卡扣、螺釘、焊接等方式進(jìn)行固定。從而，具有較為簡(jiǎn)單的結(jié) 構(gòu)，易于加工，成本較低，并且易于裝配，簡(jiǎn)化了安裝工序，可以提高生產(chǎn)效率，降低裝配不 良率。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供相應(yīng)的散熱系統(tǒng)。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一、如圖6至圖9所示，本實(shí)施例提供一種散熱器100，該散熱器100底部具有用于連 接倒裝芯片200上表面的粘結(jié)面110和用于連接倒裝芯片200頂部發(fā)熱凸臺(tái)210的導(dǎo)熱面 120，該導(dǎo)熱面120位于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽130內(nèi)，該凹槽130用于容納倒裝芯片200 頂部的發(fā)熱凸臺(tái)210。其中，凹槽130的形狀可與發(fā)熱凸臺(tái)210匹配也可不匹配，只要能夠容納發(fā)熱凸臺(tái) 210即可。凹槽130的深度則略大于發(fā)熱凸臺(tái)210的高度0. 2-2毫米，這樣，在導(dǎo)熱面120 和發(fā)熱凸臺(tái)210的上表面之間可以形成一個(gè)縫隙，該縫隙用于填充合適的導(dǎo)熱介質(zhì)，例如 硅脂、導(dǎo)熱墊、相變材料、導(dǎo)熱膠等。所填充的導(dǎo)熱介質(zhì)，主要用于減小發(fā)熱凸臺(tái)和散熱器之 間的熱阻以增強(qiáng)散熱能力，同時(shí)用于消除倒裝芯片和散熱器因尺寸具有公差帶來(lái)的裝配問(wèn) 題，在導(dǎo)熱介質(zhì)采用具有粘結(jié)強(qiáng)度的粘膠時(shí)，還可起到固定散熱器的作用。導(dǎo)熱面120和粘結(jié)面110均為盡量平整的平面，其中導(dǎo)熱面120是凹槽130的底面，粘結(jié)面110則是散熱器100的底面上所有可與倒裝芯片200的上表面接觸的部分。裝 配時(shí)，在粘結(jié)面110和倒裝芯片200的上表面220之間涂敷粘膠介質(zhì)，例如雙面膠、雙組份 膠等粘合劑。所涂敷的粘膠介質(zhì)，主要用于將散熱器100和倒裝芯片200粘結(jié)在一起，起到 固定散熱器的作用；在粘膠介質(zhì)具有較好導(dǎo)熱性能時(shí)，還可以起到提高倒裝芯片200散熱 效率的作用。如圖9所示，為散熱器100和倒裝芯片200的裝配示意圖。裝配時(shí)壓緊散熱器100 的過(guò)程中，已經(jīng)填充在導(dǎo)熱面120下的導(dǎo)熱介質(zhì)會(huì)被擠壓出來(lái)，尤其是在導(dǎo)熱介質(zhì)選擇為 流動(dòng)性較好的硅脂等的時(shí)候。為了防止導(dǎo)熱介質(zhì)在安裝過(guò)程中被擠壓到粘接區(qū)域的粘膠介 質(zhì)里，影響粘接效果，可以在凹槽130的側(cè)面開(kāi)設(shè)用于容納多余導(dǎo)熱介質(zhì)的收納槽140。實(shí)施例二、在本實(shí)施例中，可以對(duì)凹槽130的形狀具有多種選擇。在一個(gè)優(yōu)選方案中，如圖7所示，該凹槽130可以為一長(zhǎng)槽，其在長(zhǎng)度方向上延伸 至散熱器100底部?jī)啥?，寬度則略大于發(fā)熱凸臺(tái)210的寬度；該優(yōu)選方案的凹槽130由于貫 穿散熱器100的兩端面，具有易于加工和易于裝配的優(yōu)點(diǎn)。在另一優(yōu)選方案中，如圖10所示，該凹槽130為方形槽，與方形的發(fā)熱凸臺(tái)210形 狀匹配，能夠很好的容納發(fā)熱凸臺(tái)210。該優(yōu)選方案，相對(duì)于前一優(yōu)選方案，在不影響導(dǎo)熱性 能的前提下，增加了粘結(jié)面110的面積，從而可以使裝配更加牢固。實(shí)施例三、在本實(shí)施例中，可以對(duì)收納槽140的形狀具有多種選擇。在一個(gè)優(yōu)選方案中，如圖9所示，可適當(dāng)增加散熱器100底部凹槽130的寬度，增 大倒裝芯片200頂部發(fā)熱凸臺(tái)210兩側(cè)與凹槽130兩側(cè)的間隙，使該間隙能完全容納下被 擠壓過(guò)來(lái)的導(dǎo)熱介質(zhì)，將該間隙作為收納槽140。在另一優(yōu)選方案中，如圖11所示，還可以在凹槽130的側(cè)面專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)用于容納被 擠壓出來(lái)的多余導(dǎo)熱介質(zhì)的收納槽140。該收納槽140沿凹槽130的側(cè)面延伸，其截面可以 具有任意便于加工的形狀，例如方形、圓弧形、三角形等。 在又一優(yōu)選方案中，如圖12所示，該凹槽130為方形槽或是其它多邊形槽，可以在 凹槽130的拐角處開(kāi)設(shè)收納槽140，優(yōu)選為圓形，該圓形容納槽140易于加工，例如可以很方 便的用銑床加工而成。實(shí)施例四、在本實(shí)施例中，散熱器100可以是不同類(lèi)型的散熱器。在一個(gè)優(yōu)選方案中，如圖6至圖8所示，散熱器100為肋片式散熱器，設(shè)置有多個(gè) 肋片150。對(duì)于該肋片式散熱器，由于凹槽130與肋片150的加工方向一致，從而在加工時(shí) 候可以一次擠壓成型，節(jié)省成本。在另一優(yōu)選方案中，如圖13和圖14所示，散熱器100為金屬板切割而成的平板散 熱器。對(duì)于該平板散熱器，可以在對(duì)應(yīng)于發(fā)熱凸臺(tái)210的位置一次沖壓出凹槽130，也易于 加工。由于該平板散熱器易于加工，可以做成各種適合產(chǎn)品特定散熱要求和結(jié)構(gòu)要求的尺 寸與形狀，例如圖15所示的形狀。為了提高散熱效率，可以加大平板散熱器的面積，使其面 積超出倒裝芯片區(qū)域，例如圖16所示，增加延伸部160。由于延伸部160覆蓋的區(qū)域下方的 電路板上可能設(shè)有電子元器件，可以將延伸部160向上方凸起從而與下方電路板之間形成用于容納電子元器件的空腔。實(shí)施例五、在本實(shí)施例中，提供一種散熱系統(tǒng)。該散熱系統(tǒng)包括散熱器100和倒裝芯片200， 倒裝芯片200頂部具有發(fā)熱凸臺(tái)210。該散熱器100底部具有用于連接倒裝芯片200上表 面的粘結(jié)面110和用于連接倒裝芯片200頂部發(fā)熱凸臺(tái)210的導(dǎo)熱面120，該導(dǎo)熱面120位 于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽130內(nèi)，該凹槽130用于容納倒裝芯片200頂部的發(fā)熱凸臺(tái)210， 粘結(jié)面110和倒裝芯片200的上表面之間設(shè)置有粘膠介質(zhì)，散熱面120和發(fā)熱凸臺(tái)210的 上表面之間設(shè)置有導(dǎo)熱介質(zhì)。本實(shí)施例提供的散熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝配，易于加工，成本較低。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的散熱器，具有以下有益技術(shù)效果1、該散熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需在普通散熱器基礎(chǔ)上加工一個(gè)凹槽即可，無(wú)需加工螺 紋孔或針腳等，而凹槽的加工相當(dāng)簡(jiǎn)單，對(duì)于肋片式散熱器可一次擠壓成型，對(duì)于平板式散 熱器可一次沖壓成型。2、以粘結(jié)方式固定在電路板的倒裝芯片上，沒(méi)有針腳或螺釘，無(wú)需在電路板上鉆 孔，使得電路板加工工藝簡(jiǎn)單，電路板布線面積不會(huì)被擠占。3、散熱器與倒裝芯片粘結(jié)貼合面積大，采用膠粘的方式固定，產(chǎn)線生產(chǎn)效率高，不 良率極低，尤其是在采用雙面膠作粘合劑的情況下優(yōu)點(diǎn)更加明顯。4、對(duì)于平面金屬板加工而成的平板散熱器，特別適合自然散熱的終端類(lèi)產(chǎn)品。在 自然散熱時(shí)空氣流速較低的情況下，常規(guī)散熱器的肋片能阻礙空氣流動(dòng)，肋片達(dá)到一定密 度以后反而會(huì)使散熱性能下降。此種情況下，平板散熱器由于具有較大延展面，能迅速將熱 量擴(kuò)散開(kāi)，而且對(duì)空氣流動(dòng)的阻礙小，反而具有極高的性?xún)r(jià)比。另一方面，其輕、薄的特點(diǎn)決 定了其安裝方便，能很好適應(yīng)安裝空間很小的應(yīng)用要求。再一方面，對(duì)于用戶(hù)能經(jīng)常觸摸的 終端類(lèi)產(chǎn)品，平板散熱器能有效避免產(chǎn)品外殼局部熱點(diǎn)的形成，能有效改善用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的 溫度感受。以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的散熱器和散熱系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng) 用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫 助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新 型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理 解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種散熱器，其特征在于，該散熱器底部具有用于連接倒裝芯片(200)上表面的粘 結(jié)面(110)和用于連接所述倒裝芯片(200)頂部發(fā)熱凸臺(tái)O10)的導(dǎo)熱面(120)，所述導(dǎo)熱 面(120)位于所述散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽(130)內(nèi)，所述凹槽(130)用于容納所述倒裝芯 片(200)頂部的發(fā)熱凸臺(tái)010)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于所述凹槽(130)的深度略大于所述發(fā) 熱凸臺(tái)O10)的高度0.2-2.毫米，以在所述導(dǎo)熱面(120)和發(fā)熱凸臺(tái)O10)的上表面之間 形成用于容納導(dǎo)熱介質(zhì)的縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其特征在于所述凹槽(130)為長(zhǎng)度方向上延伸至 所述散熱器底部?jī)啥说拈L(zhǎng)槽，該長(zhǎng)槽的寬度略大于所述發(fā)熱凸臺(tái)O10)的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器，其特征在于所述凹槽(130)為形狀與所述發(fā)熱凸 臺(tái)(210)形狀匹配的凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的散熱器，其特征在于所述凹槽(130)的側(cè)面 開(kāi)設(shè)有用于容納多余導(dǎo)熱介質(zhì)的收納槽(140)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器，其特征在于所述收納槽(140)沿所述凹槽(130)的 側(cè)面延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的散熱器，其特征在于所述凹槽(130)為多邊形，所述收納槽 (140)位于所述凹槽(130)的拐角處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的散熱器，其特征在于所述散熱器為肋片式散 熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的散熱器，其特征在于所述散熱器為平板式散 熱器，所述平板式散熱器具有超出所述倒裝芯片(200)區(qū)域的延伸部(160)，所述延伸部 (160)向上凸起從而與下方電路板之間形成用于容納電子元器件的空腔。
10.一種散熱系統(tǒng)，包括散熱器(100)和倒裝芯片000)，所述倒裝芯片(200)頂部具 有發(fā)熱凸臺(tái)010)，其特征在于所述散熱器(100)底部具有用于連接所述倒裝芯片(200) 上表面的粘結(jié)面(110)和用于連接所述倒裝芯片(200)頂部發(fā)熱凸臺(tái)O10)的導(dǎo)熱面 (120)，所述導(dǎo)熱面(120)位于所述散熱器(110)底部開(kāi)設(shè)的凹槽(130)內(nèi)，所述凹槽(130) 用于容納所述倒裝芯片(200)頂部的發(fā)熱凸臺(tái)010)，所述粘結(jié)面(110)和所述倒裝芯片 (200)的上表面之間填充有粘膠介質(zhì)，所述散熱面(120)和所述發(fā)熱凸臺(tái)(210)的上表面之 間填充有導(dǎo)熱介質(zhì)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種散熱器，該散熱器底部具有用于連接倒裝芯片上表面的粘結(jié)面和用于連接倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的導(dǎo)熱面，該導(dǎo)熱面位于散熱器底部開(kāi)設(shè)的凹槽內(nèi)，該凹槽用于容納倒裝芯片頂部的發(fā)熱凸臺(tái)。本實(shí)用新型還公開(kāi)了相應(yīng)的散熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型的散熱器由于采用在底部開(kāi)設(shè)用于容納倒裝芯片頂部發(fā)熱凸臺(tái)的凹槽，將散熱器底面作為粘結(jié)面，將凹槽底面作為導(dǎo)熱面的技術(shù)方案，使得該散熱器可以直接通過(guò)粘結(jié)方式固定在倒裝芯片上。該散熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，易于裝配。
文檔編號(hào)H01L23/367GK201845759SQ20102056624
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
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