具散热装置的芯片模块及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具散热装置的芯片模块以及一种具散热装置的芯片模块的制作方法，其中，该具散热装置的芯片模块包含芯片模块、散热体及多个金属连接件。散热体设置于芯片模块上。该多个金属连接件设置于芯片模块与散热体之间，并且利用超声波接合程序，使芯片模块与散热体相互连接。散热体相互连接。散热体相互连接。

【技术实现步骤摘要】
具散热装置的芯片模块及其制作方法


[0001]本专利技术关于一种具散热装置的芯片模块。本专利技术还涉及此芯片模块的制作方法。

技术介绍

[0002]导热膏(Thermal grease)在中文语系地区也称为散热膏，是一种导热性良好(但多半不导电)的膏状物质，一般会用在散热器和热源(例如因发热导致运作不佳或寿命减少的电子零件)的接口上。导热膏的主要作用是取代接口部位的空气或是间隙(空气导热性不佳)，以让热传导量可以增到最大。导热膏是一种热界面材料。
[0003]导热膏和导热胶不同，导热膏本身虽然具有些许黏性，但仍无法将散热器和热源一同固定不位移，因此需要有其他机械式的固定机构(例如螺丝)以固定散热片和热源，并且在界面部分施加压力，让导热膏充分分布在热源无法直接接触散热器的部位。为便于个人计算机(PC)用户涂抹使用，导热膏常以填充在注射器的形式贩卖。
[0004]导热膏会包括聚合物的液态基质，以及大量不导电但是导热的填料(filler)。典型的基质材料有硅氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、热熔胶及压感类的粘着剂。填料多半会是氧化铝、氮化硼及氧化锌，氮化铝也越来越多用在填料上。填料的比例可能会多到导热膏重量的70
–
80wt％，可以提升热导率。含银的导热膏其热导率可以到3to 8W/(m
·
K)或是更高。不过含金属的导热膏会导电，而且有电容性，若流到电路上，可能会导致电路误动作甚至短路损毁。
[0005]热阻(thermal resistance)是一个和热有关的性质，是指在有温度差的情形下，物体抵抗传热的能力。热导率越好的物体，热阻通常会比较低。许多电子元件在工作时都会产生热量，若温度过高，元件可能会失效，因此需要加以冷却，因此需考虑散热装置的绝对热阻，让元件有适当的散热，避免温度过高而失效的情形出现。

技术实现思路

[0006]本专利技术于一实施例中提供了一种散热装置，包含有芯片模块、散热体及多个金属连接件。散热体设置于芯片模块上。该多个金属连接件设置于芯片模块与散热体之间，使芯片模块与散热体相互连接。
[0007]本专利技术的另一实施例中提供了一种具散热装置的芯片模块的制作方法，其包含下列步骤：提供具有多个第一子金属连接件的芯片模块；形成多个第二子金属连接件于散热体上；以及通过接合程序分别连接该多个第一子金属连接件及该多个第二子金属连接件以形成多个金属连接件。
[0008]热压超声波黏晶(Thermosonic die bonding)，是一种低温、洁净及干燥的封装黏晶技术，是利用超声波震动提供能量使二种金属结合，常使用的金属以金对金接合最多。传统热压黏晶需要使用大于270℃以上的温度，如此的高温容易造成基板或一些敏感芯片损坏，热压超声波大幅降低黏囗温度至小于150℃，且不需要使用助焊剂及焊接后清洗程序。
[0009]若晶粒焊垫(Pad)的表面材质为金，一般金对镍金结合会使用热压超声波
(Thermosonic)制程，目的为降低作业温度，避免作业高温使金属表面生成氧化物造成共金不良。
[0010]本专利技术利用金属垫、金属突块并配合热压超声波黏晶，改善了传统以散热膏或其它黏着剂来连接芯片模块及散热片，如此可以避免散热膏高热阻问题，进而增进电子元件的电性连接合格率，并且延长电子元件的寿命。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的一实施例的具散热装置的芯片模块的剖面图。
[0012]图2为本专利技术的一实施例的具散热装置的芯片模块的制作方法的第一示意图。
[0013]图3为本专利技术的一实施例的具散热装置的芯片模块的制作方法的第二示意图。
[0014]图4为本专利技术的一实施例的具散热装置的芯片模块的制作方法的第三示意图。
[0015]图5为本专利技术另一实施例的具散热装置的芯片模块的剖面图。
[0016]附图标记说明：1
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具散热装置的芯片模块；10
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芯片模块；11
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基板；12
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芯片封装体；13
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散热体；14
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金属连接件；2
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具散热装置的芯片模块；21
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基板；22
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芯片封装体；23
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散热体；24
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金属连接件；T
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锡球；P1
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第一金属垫；P2
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第二金属垫；M1
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第一金属突块；M2
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第二金属突块；S1
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第一子金属连接件；S2
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第二子金属连接件；G
‑
沟槽。
具体实施方式
[0017]以下将参照相关图式，说明依本专利技术的具散热装置的芯片模块及其制作方法的实施例，为了清楚与方便图式说明之故，图式中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或申请专利范围中，当提及元件「连接」或「耦合」至另一元件时，其可直接连接或耦合至该另一元件或可存在介入元件；而当提及元件「直接连接」或「直接耦合」至另一元件时，不存在介入元件，用于描述元件或层之间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标示来说明。
[0018]请参阅图1，其为本专利技术的一实施例的具散热装置的芯片模块的剖面图。如图所示，本实施例的具散热装置的芯片模块1包含有芯片模块10、散热体13及多个金属连接件14。
[0019]芯片模块10，例如可以是芯片封装体12设置于基板11上，并通过多个锡球T与基板11连接。在一实施例中，基板11可为PCB板或其它类似的元件。芯片封装体12可以是现有芯片封装型式中任一种，将芯片封装体12设置于基板上而成为一芯片模块10，设置方式可以是以黏着、焊接或者插入的方式将芯片封装体固定于基板，但不以此为限。
[0020]散热体13设置于芯片模块10上。在一实施例中，散热体13可以是散热片、散热鳍片、散热块，并不限定其型式。
[0021]该多个金属连接件14预先设置于芯片模块10与散热体13之间，使芯片模块10与散热体13相互连接。各个金属连接件14包含第一金属垫P1、第一金属突块M1、第二金属垫P2及第二金属突块M2。该多个第一金属垫P1及该多个金属突块M2设置于芯片模块10上，该多个第二金属垫P2及该多个第二金属突块M2设置于散热体13上。第一金属突块M1与第二金属突块M2相互连接，并设置在第一金属垫P1及第二金属垫P2之间。在本实施例中，该多个第一金属突块M1及该多个第二金属突块M2的材质可为但不限于为金(Au)，而该多个第一金属垫P1
及该多个第二金属垫P2的材质可为但不限于镍(Ni)。在另一实施例中，该多个第一金属垫P1、该多个第二金属垫P2、该多个第一金属突块M1及该多个第二金属突块M2的材质可依实际需求变化，本专利技术不以此为限。
[0022]该多个第一金属突块M1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具散热装置的芯片模块，其特征在于，包含：一芯片模块；一散热体，设置于该芯片模块上；以及多个金属连接件，设置于该芯片模块与该散热体之间，使该芯片模块与该散热体相互连接。2.如权利要求1所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，各个该金属连接件包含一第一金属垫、一第一金属突块、一第二金属垫及一第二金属突块，该第一金属突块与该第二金属突块相互连接，并设置在该第一金属垫及该第二金属垫之间。3.如权利要求2所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该多个第一金属垫及该多个金属突块设置于该芯片模块上，该多个第二金属垫及该多个第二金属突块设置于该散热体上。4.如权利要求1所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该多个金属连接件通过一热压超声波接合程序相互连接。5.如权利要求1所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该散热体更包含有至少一沟槽形成于该散热体上，并且该沟槽位于该多个第二金属垫之间。6.如权利要求5所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该多个第二金属垫呈矩阵排列，而形成有X行与Y列的该多个第二金属垫，其中X为偶数，该沟槽呈一字型，并且位于第X/2行该多个第二金属垫及第X/2+1行该多个第二金属垫之间。7.如权利要求5所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该多个第二金属垫呈矩阵排列，而形成有X行与Y列的该多个第二金属垫，其中X及Y为偶数，该沟槽呈口字型，并将该多个第二金属垫区隔开来而定义为第一导热区及第二导热区。8.如权利要求1所述的具散热装置的芯片模块，其特征在于，该多个金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天来，
申请(专利权)人：镁轮全球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：