專利名稱：封裝結(jié)構(gòu)及其散熱片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)及其散熱片，特別是關(guān)于 一種表 面具有至少 一 溝槽與若干個凹穴的散熱片及具有該散熱片 的封裝結(jié)構(gòu)，以增加該散熱片及封裝結(jié)構(gòu)結(jié)合的穩(wěn)固性。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，集成電路(IC)已成為數(shù)字時代不可或缺的產(chǎn)品。從信息家電、個人計算機到處理繁雜信 號的中央數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)等等，無不可見集成電路的蹤跡。一 般來說，集成電路都封裝在 一 個封裝結(jié)構(gòu)中，用以保護集成 電路中脆弱的電子電路，并同時提供集成電路電連接至外部 電路的途徑，使集成電路能由外部電路取得電源供應(yīng)與輸入 信號，再將接地的電流及輸出信號傳導(dǎo)至外部電路。此外， 封裝結(jié)構(gòu)也需提供集成電路 一 個散熱的接口 。尤其對于現(xiàn)在 的集成電路來說，其內(nèi)部晶體管、邏輯閘的個數(shù)都非常多， 集成電路運作的時脈頻率也很高，如何降低封裝熱阻以增進 散熱效能，也是封裝設(shè)計中很重要的技術(shù)。散熱問題如不解 決，會使集成電路因過熱而影響到產(chǎn)品的可靠性，造成壽命 減少甚至損壞。由于集成電路封裝的型式很多，舉例來說，以引腳連接的型式，包括薄小外接腳封裝(thin small outline package, TSOP )、四方扁平封裝(Quad Flat Package, QFP)等封裝，是 由金屬導(dǎo)線架支撐封裝結(jié)構(gòu)，通過兩面或四邊的引腳和電路板相連接。球柵陣列(ball grid array, BGA)封裝是通過錫球和電路板連接因此，針對不同的封裝型式，其散熱模式也不盡相同,而為了提升各種封裝結(jié)構(gòu)的散熱效能，許多解決之道應(yīng)運而生，如改變結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用高導(dǎo)熱材料等方式均有助于熱量向外逸散。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料的變化有限，當(dāng)芯片上的電子元件增加而隨之產(chǎn)生較多熱量時，其散熱效率便不再滿足而要。目前業(yè)界的解決方式是在封裝結(jié)構(gòu)中裝設(shè)散熱片等散熱裝置，以提高散熱效率。請參考圖1與圖2，圖1為具有現(xiàn)有散熱片18的QFP結(jié)構(gòu)1 0的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖2為現(xiàn)有散熱片1 8的俯視示意 圖。如圖1所示，現(xiàn)有QFP結(jié)構(gòu)1 0包括 一 晶粒1 2 、 一導(dǎo)線 架14、 一封膠體16與一散熱片18。導(dǎo)線架14具有若干個 引腳14a與 一 晶粒承載部14b。晶粒12設(shè)置在導(dǎo)線架14的 晶粒承載部1 4b上，并且以導(dǎo)線2 8電性連接至導(dǎo)線架1 4的 引腳1 4 a 。 封膠體1 6包覆晶粒1 2與部分的導(dǎo)線架1 4 , 并固 化成型。散熱片18可以是銅散熱片或鋁散熱片等高導(dǎo)熱材 料，并且散熱片18的表面可進一步含有一電鍍層。圖l中 所示為 一 種嵌入式夕卜露散熱片(drop in exposed heat slug, EDHS)，該散熱片1 8的 一 側(cè)暴露于外界，以將晶粒1 2產(chǎn)生 的熱量快速逸散到大氣中。如圖2所示，現(xiàn)有散熱片1 8包括 一 主體部22以及若干 個突出部24 。主體部22鄰接于導(dǎo)線架1 4的晶粒承載部1 4b ， 以接受晶粒1 2產(chǎn)生的熱量，并透過散熱片1 8的表面向外傳 出。其中，主體部22可直接接觸晶粒承載部1 4b ，使熱量透 過晶粒承載部14b傳至散熱片18?；蛘撸黧w部22透過封 膠體1 6或黏著劑與晶粒承載部1 4b相接，使熱量透過晶粒 承栽部1 4b與封膠體1 6或祐著劑傳至散熱片18。各突出部 24具有 一 開口 26 ，可增加散熱片1 8與封膠體1 6之間結(jié)合 的穩(wěn)固性。然而，當(dāng)現(xiàn)有QFP封裝結(jié)構(gòu)1 0處于高溫高濕的使用環(huán) 境下時，溫度與濕度常導(dǎo)致QFP封裝結(jié)構(gòu)1 0結(jié)構(gòu)發(fā)生變化， 尤其會造成散熱片1 8的主體部22與導(dǎo)線架1 4的晶粒承載 部14b之間脫層(delamination)而產(chǎn)生間隙(gap)。 舉例來說， 現(xiàn)有 QFP結(jié)構(gòu) 10在作潮濕敏感度等級 3 (攝氏 260°C ) (moisture sensitivity level 3， MSL 3) 的測試時，散熱片 18 與晶粒承載部14b之間就會出現(xiàn)過大的間隙。在這種情況下，該 間隙使導(dǎo)線架1 4與散熱片1 8不能良好接合，從而阻礙晶粒 1 2產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱片1 8 ,破壞QFP封裝結(jié)構(gòu)1 0的散 熱功能。更為嚴(yán)重的是，過大的間隙不僅會使封裝結(jié)構(gòu)無法 達到預(yù)期的散熱效果，還可能導(dǎo)致整個封裝結(jié)構(gòu)損壞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供 一 種提供 一 種封裝結(jié)構(gòu)及其散熱 片，該散熱片的改進結(jié)構(gòu)可避免具有該散熱片的封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生間隙。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供 一 種封裝結(jié)構(gòu)的散熱片， 包括一主體部與若干個突出部。主體部表面具有至少一溝 槽。突出部連接主體部并向外延伸出主體部，并且各突出部 在表面上均設(shè)有若干個凹穴。本發(fā)明另提拱 一 種封裝結(jié)構(gòu)，包括 一 散熱片、 一 晶粒、 一導(dǎo)線架與一封膠體。散熱片包括一主體部與若干個突出 部，其中主體部表面具有至少一溝槽，突出部連接主體部并 穴。晶粒設(shè)置在主體部的上方，而導(dǎo)線架電連接至晶粒。封 膠體包覆晶粒、散熱片與部分的導(dǎo)線架，并填覆于溝槽與凹 穴中。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于本發(fā)明散熱片的表面具有至少 一溝槽與若干個凹穴，使得散熱片與封膠體的接觸面積增加，接合效果也相應(yīng)增加。即使處于高溫高濕的情況下，散 熱片與導(dǎo)線架之間仍能保持良好的固定，從而可避免封裝結(jié) 構(gòu)產(chǎn)生過大的間隙。因此，本發(fā)明可使封裝結(jié)構(gòu)達到預(yù)期的 散熱效果，也可避免封裝結(jié)構(gòu)的損壞。以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為具有現(xiàn)有的 一 種散熱片的QFP結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有散熱片的俯視示意圖。圖3為本發(fā)明第 一 實施例具有散熱片的QFP結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3所示散劣 片的俯視示意圖。圖為本發(fā)明第一 d$施例散熱片的俯視示意圖。圖6為本發(fā)明第- ;施例散熱片的俯視示意圖。圖7為本發(fā)明第四^;施例散熱片的俯視示意圖。
具體實施方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就結(jié)合

如下本發(fā)明散熱片可應(yīng)用于QFP、 TSOP或小型四方扁平封 裝(low -profile quad flat package, LQFP)等各式封裝結(jié)構(gòu) 中。以QFP結(jié)構(gòu)為例，請參考圖3與圖4 ,圖3為本發(fā)明第 一實施例具有散熱片3 8的QFP結(jié)構(gòu)3 0的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖 4為圖3所示散熱片3 8的俯#見示意圖。如圖3所示，該QFP 結(jié)構(gòu)3 0通常包括 一 晶粒3 2、 一導(dǎo)線架34、 一封膠體3 6與 一散熱片38。導(dǎo)線架34具有若干個引腳34a與 一 晶粒承載 部34b。晶粒32設(shè)置在導(dǎo)線架34的晶粒承載部34b上，并 且晶粒32可利用黏晶樹脂(die attach epoxy)或銀膠等固定 在導(dǎo)線架34上。另外，晶粒32與導(dǎo)線架34的引腳34a之 間可以打線接合(wire bond)的方式作電性連接，使晶粒 32 上的輸入/輸出焊墊以導(dǎo)線56與引腳34a相連接。封膠體36 包覆晶粒32與部分的導(dǎo)線架34 ,并固化成型。封膠體36用 以l呆護QFP結(jié)構(gòu)3 0， 例如用以隔絕水氣與雜質(zhì)、防止才幾才成 破壞、增加散熱等等。散熱片3 8由鋁金屬或銅金屬等導(dǎo)熱性良好的材料制成， 并且散熱片38的表面可進一步設(shè)置有一電鍍層。圖3所示 為 一 種嵌入式外露散熱片，該散熱片3 8的 一 側(cè)暴露于外界， 以將晶粒32產(chǎn)生的熱量快速逸散至大氣中。此外，本發(fā)明 散熱片也可以是無外露的嵌入式散熱片(drop in heat slug), 也即散熱片不直接接觸外界，而是被包覆在封膠體中。如圖4所示，散熱片38包括 一 主體部42以及若干個突 出部44 。主體部42可配合晶粒3 2的形狀而成 一 矩形平板， 并且主體部42的上表面為一平坦表面，鄰接于導(dǎo)線架34的 晶粒承栽部3 4b ，以接受晶粒3 2所產(chǎn)生的熱量，并透過散熱 片3 8的表面向外傳出。其中，主體部42可直接接觸晶粒承 載部34b，使熱量透過晶粒承載部34b傳至散熱片38,或者， 主體部42透過封膠體36或黏著劑與晶粒承載部34b相接， 使熱量透過晶粒承載部34b與封膠體36或黏著劑傳至散熱 片38。
各突出部44連接主體部42并向外延伸出主體部42，例 如突出部44分別連接主體部42的四邊并延伸出。其中，各 突出部44均具有 一 第 一 外圍部44a與 一 第二夕卜圍部44b,第 一夕卜圍部44a環(huán)繞于主體部42的周圍，而第二夕卜圍部44b 則環(huán)繞于第 一 夕卜圍部44a的周圍，并且第 一 外圍部44a的厚 度大于第二外圍部44b的厚度。此時，第 一 外圍部44a的一 側(cè)可暴露于封膠體36表面外，以使晶粒32產(chǎn)生的熱量直接 逸散至大氣中。另外，散熱片38進一步包括至少一凹槽48位于散熱片 38的下表面，并且各突出部44具有至少一開口46。例如， 各突出部44具有 一 狹長開口 ，平行于主體部42的側(cè)邊而設(shè) 置。各開口 46貫穿散熱片38的上表面與下表面，開口 46 與凹槽48用以增加散熱片38與封膠體36之間結(jié)合的穩(wěn)固 性。需特別注意的是，在該第 一 實施例中，主體部42表面 具有至少 一 溝槽(ditch) 52設(shè)置在主體部42的外圍，并且各 突出部44均具有若干個凹穴(dimple)54設(shè)于各突出部44表 面。主體部42的上表面具有一溝槽52圍繞于主體部42的 外圍，使封膠體36可填于溝槽52中，增加封膠體36與散 熱片3 8之間結(jié)合的穩(wěn)固性，從而固定散熱片3 8與導(dǎo)線架34 的晶粒承載部3 4b的相對位置，避免散熱片3 8與導(dǎo)線架3 4 之間產(chǎn)生間隙。而如圖4所示，凹穴54可呈陣列(array)排 列，并且各凹穴54具有 一 上寬下窄的形狀，用以增加散熱 片38與封膠體36的接觸面積，并提升散熱片38與封膠體 3 6之間結(jié)合的穩(wěn)固性，然而本發(fā)明并不局限于此，任何可實 現(xiàn)此功能的排列方式與凹穴形狀均可采用。請參考圖5至圖7,圖5為本發(fā)明第二實施例散熱片60 的俯視示意圖，圖6為本發(fā)明第三實施例散熱片70的俯視 示意圖，而圖7為本發(fā)明第四實施例散熱片80的俯視示意 圖。如圖5所示，本實施例的散熱片60包括 一 矩形的主體 部60a以及三個突出部60b。 主體部60a的上表面為 一 平坦 表面，鄰接于導(dǎo)線架的晶粒承載部。各突出部60b具有至少 一開口 62貫穿散熱片60的上表面與下表面，并且平行于主 體部60a的側(cè)邊而設(shè)置。各突出部60b均具有若干個凹穴64 設(shè)于各突出部64表面，以增加散熱片60與封膠體的接觸面 積，從而固定散熱片 60的位置。主體部60a的上表面具有 一溝槽66環(huán)繞于主體部60a的四邊而設(shè)置，以固定散熱片 60與晶粒承載部的相對位置，避免散熱片60與導(dǎo)線架之間 產(chǎn)生間隙。如圖6所示，散熱片70包括 一 矩形的主體部70a以及 四個突出部70b。 主體部70a的上表面為 一 平坦表面，鄰接 于導(dǎo)線架的晶粒承載部。各突出部70b具有至少一開口 72 貫穿散熱片 70的上表面與下表面，并且平行于主體部 70a 的側(cè)邊而設(shè)置。各突出部70b均具有若干個凹穴74設(shè)于各 突出部70b表面，以增加散熱片70與封膠體的接觸面積。 需特別注意的是，主體部70a的上表面具有四個溝槽76平 行于主體部70a的四邊而設(shè)置，各溝槽76均可用以固定散 熱片70與晶粒承載部的相對位置。如圖7所示，散熱片80包括 一 矩形的主體部80a以及 四個突出部8 0b。 主體部8 0a的上表面為一平坦表面，鄰接 于導(dǎo)線架的晶粒承載部。各突出部80b具有若干個開口 82 貫穿散熱片80的上表面與下表面，例如各突出部80b具有 四個開口 82，平行于主體部80a而周圍排列。各突出部80b
均具有若干個凹穴84設(shè)于各突出部80b表面，并且主體部 80a的上表面具有 一 溝槽86環(huán)繞于主體部80a的四邊而設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于本發(fā)明散熱片表面具有至少一 溝槽與若干個凹穴，使得散熱片與封膠體的接觸面積增加， 以固定散熱片與導(dǎo)線架的相對位置，從而避免散熱片與導(dǎo)線 架之間產(chǎn)生間隙。即使處于高溫高濕的情形下，本發(fā)明散熱 片與導(dǎo)線架之間仍能保持良好的固定，從而避免封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生過大的間隙，因此可使封裝結(jié)構(gòu)達到預(yù)期的散熱效果，也 可避免封裝結(jié)構(gòu)損壞。
權(quán)利要求
1.一種封裝結(jié)構(gòu)的散熱片， 包括一主體部；以及若干個突出部，連接所述主體部并向外延伸出所述主體部；其特征在于所述主體部表面具有至少一溝槽，各所述突出部在其表面上均設(shè)有若干個凹穴。
2. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于所述溝槽設(shè)置在所 述主體部的外圍。
3. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于所述凹穴呈陣列式 排列。
4. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于各所述突出部均 具有一第一外圍部與一第二外圍部，并且所述第一外圍部環(huán) 繞于所述主體^P'的周圍，而所述第二外圍部環(huán)繞于所述第一 外圍部的周圍。
5. 如權(quán)利要求4所述的散熱片，其特征在于所述第一外圍部 的厚度大于所述第二外圍部的厚度。
6. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于各所述突出部具有 至少一開口，各所述開口貫穿所述散熱片的上表面與下表面。
7. 如權(quán)利要求6所述的散熱片，其特征在于各所述開口平行 于所述主體部的側(cè)邊。
8. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于進一步包括至少 一凹槽位于所述散熱片的下表面。
9. 如權(quán)利要求1所述的散熱片，其特征在于各所述凹穴具有 一上寬下窄的形狀。
10. —種封裝結(jié)構(gòu)，包括一散熱片，所述散熱片包括一主體部以及若干個突出部， 連接所述主體部并向外延伸出所述主體部；一晶粒，設(shè)置在所述散熱片的主體部的上方； 一導(dǎo)線架，電連接至所述晶粒；以及一封膠體，包覆所述晶粒、所述散熱片與部分的所述導(dǎo) 線架；其特征在于所述散熱片的主體部表面具有至少 一 溝槽， 所述散熱片的各所述突出部在其表面上均設(shè)有若干個凹穴， 所述封膠體填覆于所述溝槽與所述凹穴中。
11. 如權(quán)利要求10所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述溝槽環(huán)繞 于所述晶粒的夕卜圍。
12. 如權(quán)利要求10所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹穴呈陣列式4非歹'J 。
13. 如權(quán)利要求IO所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于各所述突出部 均具有一第一外圍部與一第二外圍部，并且所述第一外圍部 環(huán)繞于所述主體部的周圍，而所述第二外圍部環(huán)繞于所述第 一夕卜圍部的周圍。
14. 如權(quán)利要求13所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第 一外圍 部的厚度大于所述第二外圍部的厚度。
15. 如權(quán)利要求IO所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于各所述突出部 具有至少一開口，各所述開口貫穿所述散熱片的上表面與下 表面。
16. 如權(quán)利要求15所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于各所述開口平 行于所述主體部的側(cè)邊。
17. 如權(quán)利要求IO所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱片進 一步包括至少 一 凹槽位于所述散熱片的下表面。
18. 如權(quán)利要求IO所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于各所述凹穴具 有 一 上寬下窄的形狀。
19. 如權(quán)利要求IO所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)線架 具有 一 晶粒承載部設(shè)置在所述散熱片的所述主體部上方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其散熱片。該散熱片包括一主體部與若干個突出部。主體部表面具有至少一溝槽。該等突出部連接主體部并向外延伸出主體部，并且各突出部在表面均具有若干個凹穴。
文檔編號H01L23/488GK101131974SQ200710154599
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月22日
發(fā)明者劉俊成, 劉承政, 陳志明, 陳星豪 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司