[發明專利]封裝結構及其所適用的堆棧式封裝模塊

有效

• 申請號: 201410127163.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN104900634B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 陳大容
• 申請（專利權）人: 臺達電子國際（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/367;H01L23/31
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 于寶慶,劉春生

技術領域

本發明關于一種封裝結構，尤指一種內部具有多層絕緣層，每一絕緣層內可埋設至少一電子組件，且將至少一導熱部件部分內埋于對應的絕緣層，以通過導熱部件提升散熱效率的封裝結構及其所適用的堆棧式封裝模塊。

背景技術

近年來隨著可攜式電子產品的蓬勃發展，各類相關產品逐漸朝向高密度、高性能以及輕、薄、短、小的趨勢發展。再者，許多電子產品的內部電路已朝模塊化發展，以使許多功能整合在一電路模塊中。以常見的電路模塊例如電源模塊(power module)為例，其包括例如直流-直流轉換器(DC to DC converter)、直流-交流轉換器(DC to AC converter)或交流-直流轉換器(AC to DC converter)等等，且通常將例如電容器、電阻器、電感、變壓器、二極管、晶體管等電子組件整合為電源模塊，進而可將電源模塊安裝于主板或系統電路板上。

目前電源模塊的封裝結構大致上分為三種，第一種即為單列插式(Single in Line)封裝結構，其主要將所有的有源及無源組件設置于印刷電路板(PCB)或是類似的基板上，再利用導線架(Lead frame)于此封裝結構的側邊構成引腳。此種單列插式封裝結構雖然封裝制程容易，只需將電子組件擺放上去再通過焊接即可完成，且由于單列插式封裝結構面積較大，因此對熱的耐受性及散熱性較好，然而單列插式封裝結構所設置的有源組件，都是已經封裝后的組件，再加上所放置的印刷電路板或類似基板上須有線路的設計面積及各組件間的安全距離，導致整體面積相當大，因此占據了電子產品內極大的空間。此外，由于所有的有源組件都需封裝制程，且單列插式封裝結構所需的面積又大，故整體成本高。更甚者，單列插式封裝結構需以人工方式將其插件于例如主板上，無法以自動機臺進行放置，因此將花費許多人力成本。

第二種封裝結構即為平面柵格陣列(Land Grid Array，LGA)封裝結構，其將相關電子組件及線路先設計在印刷電路板上，而后再以封膠方式(Molding)封裝，并于印刷電路板的背面設置許多接觸墊(Contact Pad)，以提供對外的電性連接。此平面柵格陣列封裝結構由于印刷電路板的背面任何位置都可設計成對外的信號連接點，因此可將信號連接線所需的設計面積減至最少，且印刷電路板上可進行高密度的電子組件擺放，所以整體體積相對較小，制程簡單，成本較低，此外，還可以表面安裝技術(Surface Mounting Technology，SMT)方式自動將平面柵格陣列封裝結構安裝于主板上。然而因電子組件擺放在印刷電路板的同一層，故組件與組件之間的線路連接距離仍然太長，導致線阻高，且較易產生寄生效應，進而影響電特性，此外，平面柵格陣列封裝結構僅能進行單邊散熱，散熱效率并不佳。

第三種封裝結構則為球柵陣列(BALL GRID ARRAY，BGA)封裝結構，其封裝方式類似于平面柵格陣列封裝，唯一不同為球柵陣列封裝結構于信號的輸出點加了焊接錫球的設計。而此球柵陣列封裝結構因其封裝結構上已有可焊接的錫球，因此不需印刷錫膏而只印助焊劑即可進行焊接，故相較于平面柵格陣列封裝結構，還可避免焊接不良的情況產生。然由于錫球的制程較為繁瑣且費用較高，導致球柵陣列封裝結構的成本高于平面柵格陣列封裝，且其散熱效率也不佳。

此外，上述三種封裝結構皆為單層結構，且僅能將所有的有源及無源組件設置于印刷電路板的同一層上，而由于印刷電路板上的設置空間有限，因此上述三種封裝結構限制了電源模塊的功率密度而無法提升。

因此，如何發展一種可改善上述現有技術缺陷的封裝結構及其所適用的堆棧式封裝模塊，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的主目的為提供一種封裝結構，以使電子組件運作時所產生的熱能可分別通過導電層以及導熱部件而以垂直及水平方向傳導至封裝結構的外部，以解決現有封裝結構成本較高，且散熱效率不佳等缺陷。

本發明的另一目的在于提供一種封裝結構，其可以較低成本方式實現高積密度電子組件封裝，可提升散熱效率，且可應用于表面安裝技術。

本發明的又一目的在于提供一種堆棧式封裝模塊，其將多個封裝結構依序堆棧設置，以提升功率密度，同時減小體積及尺寸。