[發(fā)明專利]具有散熱墊及電性突柱的散熱增益型線路板

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410382875.2
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104349593A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘偉光;林文強(qiáng);王家忠
• 申請（專利權(quán)）人: 鈺橋半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H05K1/14
• 分類號: H05K1/14;H05K1/02;H05K7/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種具有散熱墊及電性突柱的散熱增益型線路板，尤其指一種具有用于導(dǎo)熱的金屬塊及用于電性路由的金屬柱的散熱增益型線路板。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體組件具有高電壓、高頻率及高性能應(yīng)用，其需要高功率以執(zhí)行該些特定功能。由于功率增加，半導(dǎo)體組件產(chǎn)生更多熱能。對于可攜式電子設(shè)備，其高封裝密度及小外觀尺寸將縮減其散熱的表面積，可能會使熱能的累積更加嚴(yán)重。熱能不僅會使芯片劣化，同時會因熱膨脹不匹配而將熱壓力施加于芯片與周圍組件。因此，芯片必須組裝至散熱板，使產(chǎn)生的熱能可以快速及有效地從芯片擴(kuò)散至散熱板再到周圍環(huán)境，以確保有效及可靠的操作情形。

作為一種良好有效的散熱板設(shè)計，一般需要導(dǎo)熱并散熱至比芯片更大的表面積、或散熱至設(shè)置于其上的散熱座。此外，散熱板需要提供半導(dǎo)體組件的電性路由及機(jī)械性支撐。由此，散熱板通常包含：用于移除熱能的散熱件或散熱座；以及用于訊號路由的內(nèi)連接基板，內(nèi)連接基板包含用于電性連接至半導(dǎo)體組件的連接墊、及用于電性連接至另一層級組體的端子。

Juskey等人的美國專利6,507,102公開一種組體板，其中具有纖維玻璃和熱固化樹脂的復(fù)合物基板，該基板包含一中央開口；一相似于該中央開口的方形或矩形散熱座是于該中央開口的側(cè)壁附著至基板；頂部和底部導(dǎo)電層附著至該基板的頂部和底部，并由貫穿基板的被覆穿孔而互相電性連接；芯片設(shè)置于散熱座上，并經(jīng)由打線連結(jié)至頂部導(dǎo)電層；封裝層設(shè)置在芯片上；且在底部導(dǎo)電層上設(shè)置錫球。此結(jié)構(gòu)是由散熱座使熱能從芯片傳導(dǎo)至周圍環(huán)境。然而，由于散熱座僅從側(cè)壁附著至外圍基板，因支撐不足而易碎，并可能在熱循環(huán)時破裂，使電路板在實際使用上非常不可靠。

Ding等人的美國專利6,528,882和Yokozuka等人的美國專利7,554,039公開一種散熱增益型球門陣列封裝，其基板包含一金屬芯層。芯片設(shè)置于金屬芯層頂面的芯片墊區(qū)，絕緣層形成于金屬芯層底面，盲孔是延伸穿過絕緣層至金屬芯層，散熱球填充于盲孔內(nèi)，且錫球設(shè)置于基板上，并對齊散熱球。芯片的熱能流動通過金屬芯層至散熱球再達(dá)印刷電路板(PCB)。然而，由于金屬芯層是一連續(xù)平板，其限制了電力傳輸能力，需要大片導(dǎo)電金屬連接頂部和底部的圖案化線路層。

Woodall等人的美國專利7,038,311及Zhao等人的美國專利8,310,067公開一種散熱增益型球門陣列封裝(BGA)，其中一具有倒放T型的散熱座設(shè)置于基板的開口上，以提供有效的散熱性，使熱能從芯片通過基座至延伸基底再傳至印刷電路板(PCB)。然而，較相似于其他內(nèi)插外露式(drop-in)散熱座類型，電路板不具任何促進(jìn)電力傳輸功能，且易碎、不平衡，并在組裝時可能會彎曲；此點在可靠性上有較多疑慮并造成低產(chǎn)率。

此外，若半導(dǎo)體組件在執(zhí)行高頻傳輸或接收時容易發(fā)生電力短缺問題，對于這些組件的訊號完整性將有不利影響。綜觀現(xiàn)今用于高功率及高性能裝置的線路板，仍存在多種發(fā)展階段及限制，目前亟需一種具有適當(dāng)散熱性、通過固態(tài)傳導(dǎo)通道而達(dá)成優(yōu)異訊號完整性、且于制造時維持低成本的線路板。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有散熱墊和電性突柱的散熱增益型線路板，其可提供附著于其上的半導(dǎo)體組件的熱傳導(dǎo)路徑和電性路由。散熱墊和電性突柱延伸進(jìn)入圖案化內(nèi)連接基板的通孔，且更由增層電路加以延伸。圖案化內(nèi)連接基板可提供機(jī)械性支撐及訊號路由。增層電路熱性連接至散熱墊且通過導(dǎo)電盲孔電性連接至電性突柱。并且，增層電路可通過被覆穿孔或/及導(dǎo)電盲孔更電性連接至圖案化內(nèi)連接基板。總結(jié)來說，形成于增層電路中的散熱墊及導(dǎo)電盲孔提供了線路板的導(dǎo)熱路徑，其中增層電路系直接接觸散熱墊。線路板的電性連接可由電性突柱、圖案化內(nèi)連接基板及增層電路而保持靈活訊號路由或電力傳輸及返回。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的散熱增益型線路板，包含圖案化內(nèi)連接基板、金屬塊、金屬柱、黏著劑、增層電路及選擇性包含被覆穿孔。