專利名稱：可保護裸晶封裝的散熱機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可保護裸晶封裝的散熱機構，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。
背景技術：
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于系統外的環境，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，該高彈性硅膠材質的防撞墊片3a易因外力而產生變形壓縮，如圖4A所示，當該防撞墊片3a的質地太硬時，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的彈性系數不一而造成模態變形(modal deformation)，進而損傷該裸晶芯片10a，因此不論靜態受力或動態受力，已知的散熱鰭片2a都不能確實保護該裸晶芯片10a。
發明內容
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，其利用比裸晶芯片寬度小的凸塊來接觸該裸晶芯片，以避免該散熱機構裝配不當而損壞該裸晶芯片，并可維持該散熱機構與該裸晶封裝的固接形式，以防止動態受力所造成的模態變形，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，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，不但可節省成本，并可避免因使用防撞墊片而產生其相關的可靠性的缺點。
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，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，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、手段及功效，請參閱以下有關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視圖；圖2為已知散熱鰭片配合裸晶封裝使用的側視圖；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視圖(一)；圖4B為已知使用較硬防撞墊片的側視圖(二)；圖5為本實用新型可保護裸晶封裝的散熱機構的側視分解圖；圖6為本實用新型可保護裸晶封裝的散熱機構的側視組合圖；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的側視分解圖及組合圖，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的深寬比(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視示意圖，由圖中可知，當該散熱機構2裝配在該裸晶封裝1上時，即使產生最大的傾角，該散熱機構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(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內可填滿導熱膏，用以增加該散熱機構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，現依上述該第一寬度W1、第二寬度W2與第三寬度W3的幾何關系來進行數值分析(numerical analysis)，其相關的仿真臨界條件(boundary condition)和結果如下所述臨界條件散熱機構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)；分析結果底部全平式散熱機構，其散熱熱阻＝2.0917(C/W)；底部凹槽式散熱機構，其散熱熱阻＝2.1310(C/W)；因此該散熱機構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2因裝配不當而損壞該裸晶芯片10，并可維持散熱機構2與裸晶封裝1的固接形式，以防止動態受力所造成的模態變形，進而損壞該裸晶芯片10的散熱機構；本實用新型同時可省卻已知防撞墊片3a的使用，不但可節省成本，并可避免因使用該防撞墊片3a而產生其相關可靠性的缺點。
本實用新型具有下述優點(1)防止因裝配不當而損壞裸晶芯片。
(2)可維持散熱機構與裸晶封裝的固接形式，以防止動態受力所造成的模態變形，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，可節省成本并避免其相關可靠性的缺點。
(6)經仿真分析得知，凹槽幾乎不會降低散熱機構的散熱效果。
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利要求書為準，凡合于本實用新型權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利要求書要求保護的范圍之內。
權利要求1.一種可保護裸晶封裝的散熱機構，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.如權利要求1所述的散熱機構，其特征在于，該散熱鰭片在該散熱平板上端成型于一體。
3.如權利要求1所述的散熱機構，其特征在于，該第一凸塊在其周緣處設有圓角。
4.如權利要求1所述的散熱機構，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，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.如權利要求5所述的散熱機構，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.如權利要求5所述的散熱機構，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.如權利要求5所述的散熱機構，其特征在于，所述凹槽在其周緣處設有圓角。
9.如權利要求5所述的散熱機構，其特征在于，所述凹槽在該散熱平板下端成型于一體。
10.如權利要求5所述的散熱機構，其特征在于，該凹槽內填滿導熱膏以增加該散熱機構接觸該芯片的面積，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，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，可避免因散熱機構裝配不當或動態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 優先權日2003年9月22日
發明者顧詩章 申請人:威盛電子股份有限公司