TWI342605B - Chip module and displaying device therewith - Google Patents

Description

95399 21868twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種晶片模組以及具有此晶片模組 的顯示裝置，且特別是有關於一種具有導熱墊(thermal pad) 的晶片模組以及具有此晶片模組的顯示裝置。 【先前技術】 隨著電腦性能的大幅進步以及網際網路、多媒體技術 的高度發展，目前影像資訊的傳遞大多已由類比轉為數位 傳輸。為了配合現代生活模式，視訊或影像裝置之體積曰 漸趨於輕薄。配合光電技術與半導體製造技術所發展之平 面式顯示器（Flat Panel Display，FPD)，例如液晶顯示裝 置、有機電激發光顯示器（0rganic Electr〇_Luminescent Display，OELD)或是電漿顯示器（Piasma Dispiay pand, PDP)’已逐漸成為顯示器產品之主流。 現今使用者對於平面顯示裝置的畫質細緻度要求越來 越尚。因此，液晶顯示裝置的製造技術必須不停地朝向解 析度同以及反應時間短的方向邁進。然而，要提高液晶顯 不裝置的解析度意味著驅動顯示裝置的晶片封裝體中的晶 片必須在短時間内處理大量的數據。因此，晶片的負擔加 重，也同時凸顯晶片散熱的重要性。工業界中所做的應變 是使科熱塾貼附在晶片封裝體上，以加逮將晶片運 异日守所產生的熱散逸至外界，進而保護晶#不會因過妖而 損壞。 95399 21868twf.doc/n 然而，為了節省製造成本而盡量縮小晶片與晶片封裳 體的體積已是現今一大趨勢。當晶片封裝體的體積越小， V熱塾所能貼附在晶片封裝體上的面積也隨之減小，因此 容易造成導熱墊的散熱效果不良，而發生熱過度集中使晶 片損壞的現象。如此一來，更會導致使用此晶片封裝體之 液晶顯示装置無法正常運作。為了改善導熱墊散熱效果不 佳的問題’可以改用導熱係數較高的材質來製作導熱墊。 但是，使用導熱係數較高的材質會使導熱墊的成本增加數 倍以上，並不符合成本效益。 因此，要在不增加成本負擔的前提之下，使導熱墊即 ，貼附在小體積的晶片封裴體上也可擁有良好的散熱效外 汽為產業所需解決的重要課題之一。 【發明内容】 本發明之目的是提供一種晶片模組， 體内之晶片運作時散熱不良的問題。 本發明之另—目的是提供—種顯示裝 龄枯沾a μ “ 以解決晶片封裝

95399 21868twf.doc/n 膜或金屬箔接觸晶片封裝體。 在本發明之晶片模組的一實施例中，上述之承載基板 為玻璃基板、印刷電路板、捲帶自誠合基板膜基板。 本發明另提出-麵示裝置，包括顯示面板以及電性 連接至顯示面板的晶片模組。其中，晶片模組包括：承載 基板、晶片封襄體以及導熱墊。％載基板電性連接至顯示 面板，而晶片封裝體配置於承載基板上並與其電性連接， 導熱墊配置於晶片封裝體上。另外，導熱墊包括：第一軟 性導熱膜以及金屬箔。金屬箔配置於第—軟性導熱獏上， 金屬ϋΙ之導熱係數大於第一軟性導熱膜之導熱係數。其 中，第一軟性導熱膜或金屬箔接觸晶片封裝體。 在本發明之顯示裝置的一實施例中，上述之承載基板 為印刷電路板、捲帶自動貼合基板或薄膜基板。 在本發明之顯示裝置的一實施例中’上述之顯示面板 包括液日日顯示面板、電毁顯不面板(plasma displaying panel, PDP)或有機電激發光顯示面板(organic electro-luminance displaying panel, OELD panel)。 在本發明之顯示裝置的一實施例中，上述之顯示裝 置，更包括一背光模組，其中顯示面板配置於背光模組上 且為液晶顯示面板。 本發明更提出一種顯示裝置，包括顯示面板、晶片封 裝體以及導熱墊。顯示面板至少具有一承載基板，而晶片 封裝體配置於承載基板上並與其電性連接，且導熱墊配置 於晶片封裝體上。此外，導熱墊包括第一軟性導熱膜以及 95399 21868twfdoc/n '其中’金屬箱配置於第—軟性導熱膜上，金屬结 之¥熱係數大於第1性導熱膜之導熱係數。其中，第一 軟性導熱膜或金；| _接觸晶片封裝體。 在本發明之晶>{模組與顯示裝置的—實施例t，上述 之V熱塾更包括-第二軟性導熱膜，金職配置於第一軟 性導熱膜與第二軟性導熱膜之間。在此實施例中，金屬结 例如為平整的或具有多個皺摺。 在本發明之晶片模組與顯示裝置的一實施例中，上述 之金屬结包括銀结、鋁落、銅箱或鋁合金络。 在本發明之晶片模組與顯示裝置的一實施例中，上述 之金屬箔之厚度例如介於0 08毫米至02毫米。 在本％明之a曰片模組與顯示裝置的—實施例中，上述 之第一軟性導熱膜之導熱係數例如介於〇.5瓦特/公尺_度 (W/m.K)至 2,2 瓦特/公尺-度(w/m.K)。 在本發明之晶片模組與顯示裝置的一實施例中，上述 之第一軟性導熱膜之材質包括一矽膠基材與一金屬化合 物，金屬化合物散佈於矽膠基材中。 在本發明之顯示裝置的一實施例中，上述之承載基板 例如為玻璃基板。 在本發明之顯示裝置的一實施例中，上述之顯示面板 包括液晶顯示面板、電激顯示面板或有機電激發光顯示面 板。 在本發明之顯示裝置的一實施例中，上述之顯示裝 置，更包括一背光模組，其中顯示面板配置於背光模組上 95399 21868twf.doc/n 且為液晶顯示面板。 在本發明之晶片模組與顯示裝置中’是由金屬箱搭配 軟性導熱膜以做為導熱墊，此導熱墊具有較佳的導熱效能 且不會造成成本過度增加，並提升晶片模組與顯示裝置的 可靠度。 、、、、 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 明如下。 、D 【實施方式】 圖1A為應用本發明之一實施例之晶片模組的顯示襞 置之上視示意圖，而圖1B、1(：及m為應用於圖认之^ 不裝置之本發明三種實施例之晶片模組的立體示意圖。姓 先參考圖1A’顯示裝置1〇包括顯示面板2〇、晶片模級『 以及將顯示面板20與晶片模組3〇電性連接的可彎折 =路板40〇晶片模組30例如由承載基板32與配置於^ 土板32上的多個晶片封裝體所組成。 晶片封裝體50内的晶片（未繪示）可處理大 知訊號以驅動顯示面板2G ’使其進行顯示。隨著 ^裝置1G的品質不斷提升，晶片封裝體％内的 因=在_的散熱問， 里數據日卞，其晶片大量生熱的問題。 95399 21868twf.d〇c/n 請參照圖IB，晶片槿绐Tnn a 1 Η 1〇Λ 衩、，且I00a包括承載基板110、晶 片封裝體120以及導埶替^ ηΛ … 其中’晶片封裝體120配 置於承載基板110上並应发泰 Μ曰ϋ Μ壯Μ '、/、电性連接，而導熱墊130配置 於晶片封裝體120上。此夕卜i. 此夕卜，導熱墊130包括第一軟性導 熱膜13Ga以及金射g 13% 。㈣广’ 導熱膜130a上，且金屬溶道 爱，白〗30b之導熱係數大於第一軟性 導熱膜130a之導熱係數。复中筮-,_ 至屬、泊130b接觸晶片封裝體12〇，本實施例中是由第一軟 性導熱膜1施賴晶料魏12G。在此，晶#封裝體12〇 可以疋經過封裝而在晶片（die)外部包覆有封裝膠體 (moldmg Compound)(未標示）者，或者晶片封裝體12〇也可 以是未經封裝而直接將晶片的背部露出者。 金屬箱130b可以是銀箱、紹羯、銅箱或紹合金镇。 其中，鋁合金馆之材質可以是Al5〇52或其他鋁合金。本實 施例中所舉的金屬箔l3〇b並非用以限定本發明，金屬箔 130b的材質還可以依照使用者需求而採用其他金屬或是 合金。另外，金屬箔130b之厚度較佳是介於〇〇8毫米至 0.2毫米。一般來說，金屬具有較好的導熱性質，因此很 適合作為導熱與散熱之材料。然而，金屬塊材十分笨重且 4貝錢Φ貝，右採用金屬塊材為導熱與散熱之材料會使成本 提高許多。此外’金屬塊材要與晶片之表面完全接觸並不 容易，會導致熱阻存在金屬塊材與晶片之間。所以，本發 明利用金屬箔130b配置於導熱墊130中，可以達到良好= 導熱效能並且不會使成本過度增加。此外，薄片狀金屬$ 95399 21868twf.doc/n 1 30b具有優良的變形能力，將此金屬箔貼附於第一軟性導 熱膜130a上不會影響導熱墊13〇原有的優良彈性。因此， 導熱墊130可以緊密的貼附於晶片封裝體120上，而使導 熱效能更好。 第一軟性導熱膜13〇a之導熱係數例如介於〇.5瓦特/ 公尺-度(W/m.K)至2.2瓦特/公尺•度(W/m.K)。相較於第一 軟性導熱膜130a，常見的金屬的導熱係數如表1所示，皆 高出數倍至數十倍’甚至有百倍之上。因此，在導熱墊130 中配置金屬箔130b可提高導熱墊130的導熱效率。 表1 金屬種類 導熱係數(W/m.K) 純金 318 純銀 417 純錄 91.7 純鋁 220 純銅 392.9 鐵 71.8 鋁 5052 137 IS 6061 155.8 SUS430 25.6 SUS304 16.3 習知技術中，僅採用軟性導熱膜做為導熱墊時，會因 軟性導熱膜之導熱係數較小而發生熱無法快速散逸甚至集 中在晶片區域的現象。本實施例中，晶片封裝體120内的 95399 21868twf.doc/n 晶片（未繪示)所產生的熱玎藉由高導熱係數之金屬箔130b 而快速傳導至第一軟性導熱膜13〇a的絕大部分區域，因此 可避免熱量集中在配置有晶片的區域而導致該區溫度過 高’進而大幅降低因溫度過高可能導致晶片損毀的機率。 實際上，導熱墊可以均勻的疏導熱量’所以在配置有導熱 墊之晶片的區域所產生的熱會散布至晶片周圍，而可能使 晶片周圍之溫度提高，但是在配置有晶片的區域之溫度則 有明顯的下降。 在一實施例中，第一軟性導熱膜130a之材質包括一 矽膠基材與一金屬化合物，金屬化合物散佈於矽膠基材 中。在一較佳實施例中，金屬化合物是純金屬或是合金， 並以顆粒或是粉末狀態而散佈於矽膠材質中。此外，其中 金屬粉末的種類及梦膠基材與金屬化合物的比例可視實際 需求而決定。由於空氣是不良導體，若晶片封裝體12〇與 導熱墊130間留有空隙’會造成散熱不良的情形。主要由 矽膠基材製成的第一軟性導熱膜13〇a富有彈性，故可以盥 晶片封裝體120緊密地貼合以有效散熱。 ^ H接著’ 5月參考圖1C，在本實施例之晶片模組100b中， 2金屬泊130b接觸晶片封裝體12〇,而第—軟性導熱膜 小，置於金屬泊130b上。由於金屬㉟13〇b之厚度很 a性不曰片封裝體]2〇保持緊密接觸，不會因貼 σ f•生不佳而導致散熱效率降低。 接著，請參考圖1D，右士 — ^ 導熱塾m除了前述之晶片模組職中’ 心义系一軟性導熱膜13〇a與金屬箔 1342605 95399 21868twf.doc/n 130b外’更包括一第二軟性導熱膜i3〇(^第二軟性導熱膜 130c的材質與第一軟性導熱膜13〇a之材質相似，而金屬 结130b配置於第—軟性導熱膜13〇a與第二軟性導熱膜 130c之間。值得注意的是，本實施例之金屬箔13〇b具有 多個皺摺’但金屬箔130b也可如圖1B所示為平整的或是 其他樣式。具有多個皺摺的金屬箔130b可使金屬箔130b 的面積增大’進而提高導熱墊132的導熱效能。 在一實施例中’承載基板110為玻璃基板、印刷電路 板、捲帶自動貼合基板、薄膜基板或是其他承載基板。換 言之’晶片封裝體120與承載基板no的接合可採用晶片_ 電路板接合(chip on board，COB)、晶片-玻璃接合(chip on glass，COG)、捲帶自動接合（tape automatic bonding， TAB)、晶片-薄膜接合(chip on film，COF)或是其他接合技 術。 圖2為本發明一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。請 參考圖2，顯示裝置2〇〇包括顯示面板2〗〇以及電性連接 至顯示面板210的晶片模組220。其中，晶片模組220包 括：承載基板222、晶片封裝體〗2〇以及導熱墊13〇。承載 基板222電性連接至顯示面板210，而晶片封裝體12〇配 置於承載基板222上並與其電性連接，導熱墊13〇則配置 於晶片封裝體120上。其中，晶片封裝體12〇及導熱墊13〇 與前述實施例相同，而圖1D之導熱墊132也可應用於本 ^施例中以取代導熱墊130,在此並不另作描述。既然本 實施例之顯示裝置200使用了具有如前述實施例之導熱墊 13 1342605 95399 21868twf.doc/, 130的晶片模組220’則可避免晶片封裝體120内的晶片因 過熱而損壞’以藉此提升顯示裝置2〇〇的可靠度。 與圖1B之承載基板11〇相似，承載基板222可為印 刷電路板、捲帶自動貼合基板或薄膜基板。除了晶片封裝 體120以外，還可將例如電容、電阻之被動元件或其他主 動元件設置於承載基板222上。晶片模組220例如是利用 可彎折之軟性電路板（Flexible printed circuit, FPC) 240 或 是其他方式與顯示面板210電性連接。如圖2所示，晶片 模組220可以設置在顯示裝置2〇〇的背面，以縮小顯示裝 置200的邊寬而達到美觀的需求。 此外，顯示面板210例如是液晶顯示面板、電漿顯示 面板、有機電激發光顯示面板或其他種類的顯示面板。當 顯示面板210為穿透式或半穿透半反射式的液晶顯示面板 時，顯示裝置200更包括一背光模組23〇,而顯示面板21〇 配置於背光模組230上。背光模組230用於提供面光源， 以使顯示面板210能進行影像的顯示。當顯示面板21〇為 反射式液晶顯示面板、電漿顯示面板、有機電激發光顯示 面板或其他可自行發光之顯示面板時，則不需使用背光模 組 230。 ' 圖3為本發明另一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。 凊參考圖3，顯示裝置300包括顯示面板310、晶片封裝體 12〇以及導熱墊130。顯示面板31〇至少具有一承載基板 3l〇a’而晶片封裝體120配置於此承載基板31〇a上並與其 電性連接，導熱墊130則配置於晶片封裝體12〇上。其中， 14 1342605 95399 21868twf.doc/n 晶片封裝體120及導熱墊130與前述實施例相同，而圖id 之導熱塾132也可應用於本實施例中以取代導熱塾130， 在此並不另作描述。 同樣，本實施例之顯示裝置300因使用了如前述實施 例之導熱墊130’故可避免晶片封裝體120因過熱而損壞， 並藉此提升顯示裝置300的可靠度。 在本實施例中，承載基板310a為玻璃基板，但承載 基板310a也可以是其他種類之承載基板。此承載基板31〇a 是顯示面板310的一部份，而晶片封裝體12〇直接電性連 接至承載基板310a’這樣可以簡化製程、降低成本並減少 顯示裂置300的厚度。 與前一實施例相同，顯示面板310可以是液晶顯示面 板、電漿顯示面板、有機電激發光顯示面板或其他種類的 顯示面板。此外，當顯示面板310為液晶顯示面板時，顯 示面板310更包括上基板31〇b以及液晶層31〇c。另外， 當顯示面板310為穿透式或半穿透半反射式的液晶顯示面 板時，顯示裝置300可更包括一背光模組33〇，而顯示面 板310配置於背光模組330上。 綜上所述，在本發明之晶片模組以及應用此晶片模組 所製成的顯示裝置中’是採用具有高導熱係數之金屬箔來 提升導熱墊之散熱效率。藉此，可有效避免晶片在運作時 所產生的熱集中在局部區域的現象而導致晶片損毁，進而 提升晶片榼組與顯示裝置的可靠度且成本低廉。同時，由 於晶片在運作時可獲得較佳的散熱，故可提升晶片之運算 15 1342605 ‘ 95399 21868twf.doc/n 能力而不需擔心因過熱而損毀。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1A為應用本發明之一實施例之晶片模組作為驅動 晶片模組的顯示裝置之上視示意圖。 圖IB、1C及1D為本發明三種實施例之晶片模組的 立體示意圖。 圖2為本發明一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。 圖3為本發明另一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 10、200、300 :顯示裝置 20、210、310 :顯示面板 30、100a、100b、100c、220 :晶片模組 32 ' 110、222、310a :承載基板 40、240 :軟性電路板 50、120 :晶片封裝體 130、132 :導熱墊 130a :第一軟性導熱膜 16 1342605 95399 21868twf.doc/n 130b :金屬箔 130c :第二軟性導熱膜 230、330 :背光模組 310b :上基板 310c :液晶層

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Claims (1)

1342605 95399 21868twf.d〇c/n 十、申請專利範圍： 1 ♦ 一種晶片模組，包括： 一承載基板； .一晶片封裝體，配置於該承載基板上並與其電性連 接， 一導熱墊，配置於該晶片封裝體上，該導熱墊包括： 一第一軟性導熱膜；以及 ^ 一金屬箔，配置於該第一軟性導熱膜上，該金屬 V备之‘熱係數大於該第一軟性導熱膜之導熱係數，其 中該第-軟性導熱膜或該金屬搭接觸該晶片封裝體。 2.如申明專利範圍第丨項所述之晶片模組，其中該導 熱墊更包括-第二軟性導細，該金屬@配置於該第一軟 性導熱膜與該第二軟性導熱膜之間。 3·如申請專利範圍第2項所述之晶片模組，其中該金 屬箔為平整的或具有多個皺摺。 外4,如申請專利範圍第i項所述之晶片模組，其中該金 屬箔包括銀箔、鋁箔、銅箔或鋁合金箔。 5. 如申請專鄕圍第1項所述之晶片模組，其中該金 屬箔之厚度介於0.08毫米至〇,2毫米。 6. 如申請專鄕圍第1項所述之晶片模組，其中該第 -軟性導熱膜之導熱係數介於〇·5瓦特/公尺度(w/m K)至 2.2瓦特/公尺-度(w/m.K)。 7. 如申請專利範圍第i項所述之晶片模組，其中該第 -軟性導顏之材f包括1膠基材與—金屬化合物，該 18 1342605 95399 21868twf.doc/n 金屬化合物散佈於該石夕膠基材中。 8·如申請專利範圍第1項所述之晶片模組，其中該承 載基板為玻璃基板、印刷電路板(PCB)、捲帶自動貼合基 板(TAB)或薄膜基板(COF)。 9.一種顯示裝置，包括： 一顯示面板； 一晶片模組，電性連接至該顯示面板，該晶片模組包

括： 一承載基板，電性連接至該顯示面板； 一晶片封裝體， 連接； 配置於該承載基板上並與其電性 該導熱塾包 一導熱墊，配置於該晶片封裝體上 括： 金屬涪，配置於該第—軟性導熱膜上，

金屬箱之導熱餘大於該第—軟性導熱膜之^ It:叉中該第一軟性導熱膜或該金屬箱接觸 邊日日月封裝體。 10·如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置， 第二軟性導減’該金_配置於該第二軟 性V熱膜與該第二軟性導熱膜之間。 11·如申請專利範圍第1G項所述之顯轉置， 金屬箔為平整的或具有多個皱摺。 〃、口乂 12.如申請翻範㈣9項所述之顯林置，其中該金 19 1342605 95399 21868twf.d〇c/n 屬箔包括銀箔、鋁箔、銅箔或鋁合金箔。 13. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該金 屬落之厚度介於0.08毫米至0.2毫米。 14. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該第 一軟性導熱膜之導熱係數介於0.5瓦特/公尺-度(W/m.K)至 2·2瓦特/公尺-度(w/m.K)。 15. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該第 一軟性導熱膜之材質包括一矽膠基材與一金屬化合物，該 金屬化合物散佈於該矽膠基材中。 16. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該承 載基板為印刷電路板、捲帶自動貼合基板或薄膜基板。 Π.如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該顯 示面板包括液晶顯示面板、電漿顯示面板或有機電激發光 顯示面板。 18. 如申睛專利範圍弟9項所述之顯示裝置，更包括一 月光模組，其中該顯示面板配置於該背光模組上且為液晶 顯示面板。 19. 一種顯示裝置，包括： —顯示面板，至少具有一承載基板； —晶片封裝體，配置於該承載基板上並與其電性連 接； .…、 —導熱墊，配置於該晶片封裝體上，該導熱墊包括： 一第一軟性導熱膜；以及 ^ 一金屬箔，配置於該第—軟性導熱膜上，該金屬 邊之導熱係數大於該第一軟性導熱膜之導熱係數，其 20 1342605 »*» · , 95399 21868twf.doc/n 中該第一軟性導熱膜或該金屬箔接觸該晶片封裝體。 20‘如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 導熱墊更包括一第二軟性導熱膜，該金屬箔配置於該第一 軟性導熱膜與該第二軟性導熱膜之間。 21.如申請專利範圍第20項所述之顯示裝置，其中該 金屬箔為平整的或具有多個皺摺。

22‘如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 金屬箔包括銀箔、鋁箔、銅箔或鋁合金箔。 23. 如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 金屬箔之厚度介於〇.08毫米至0.2毫米。 24. 如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 第一軟性導熱膜之導熱係數介於〇.5瓦特/公尺 至2.2瓦特/公尺-度…版]^)。 卜25.如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 第-軟性導熱膜之材質包括—謂基材與—金屬化合物， 該金屬化合物散佈於該矽膠基材中。 26.如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該 承載基板為玻璃基板。 27‘如中請專利範㈣19項所述之顯示裝置，其中該 面板包減晶顯示秘、顯示面板或有機電激發 —北Γ.Γ月号π靶固第19項所述之顯示裝置，更包括 曰f她’其巾賴示面板配置於該背絲組上且為液 日日"”員不面板0 21