TWI760232B

TWI760232B - 電子封裝件及其散熱結構與製法

Info

Publication number: TWI760232B
Application number: TW110118681A
Authority: TW
Inventors: 黃玉龍; 黃致明; 余國華; 林長甫
Original assignee: 矽品精密工業股份有限公司
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2022-04-01
Also published as: CN115394727B; US12080618B2; US20220375813A1; TW202247364A; CN115394727A

Abstract

一種散熱結構，係包含有一散熱體及一調節通道，其中，該散熱體之表面係定義有一承載區及一鄰接該承載區之作用區，且該承載區上係用以佈設第一散熱材，而該調節通道係設於該作用區上，且該調節通道之其中一端係開放並連通該散熱結構之外部，而另一端係連通該承載區，故當該散熱體藉由第一散熱材結合至電子元件上時，該調節通道能調節該第一散熱材之體積。

Description

電子封裝件及其散熱結構與製法

本發明係有關一種封裝結構，尤指一種具散熱結構之電子封裝件及其散熱結構與製法。

隨著電子產品在功能及處理速度之需求的提升，作為電子產品之核心組件的半導體晶片需具有更高密度之電子元件(Electronic Components)及電子電路(Electronic Circuits)，故半導體晶片在運作時將隨之產生更大量的熱能。再者，由於傳統包覆該半導體晶片之封裝膠體係為一種導熱係數僅0.8(單位W．m^-1．k^-1)之不良傳熱材質(即熱量之逸散效率不佳)，因而若不能有效逸散半導體晶片所產生之熱量，將會造成半導體晶片之損害與產品信賴性問題。

因此，為了迅速將熱能散逸至外部，業界通常在半導體封裝件中配置散熱片(Heat Sink或Heat Spreader)，該散熱片通常藉由散熱膠，如導熱介面材(Thermal Interface Material，簡稱TIM)，結合至半導體晶片背面，以藉散熱膠與散熱片逸散出半導體晶片所產生之熱量；再者，通常令散熱片之頂面外露出封裝膠體或直接外露於大氣中，俾取得較佳之散熱效果。

如圖1所示，習知半導體封裝件1之製法係先將一半導體晶片11以其作用面11a利用覆晶接合方式(即透過導電凸塊110與底膠111)設於一封裝基板10上，再將一散熱件13以其頂片130藉由TIM層12結合於該半導體晶片11之非作用面11b上，且該散熱件13之支撐腳131透過黏著層14架設於該封裝基板10上。

於運作時，該半導體晶片11所產生之熱能係經由該非作用面11b、TIM層12而傳導至該散熱件13之頂片130以散熱至該半導體封裝件1之外部。

再者，為了配合電子產品逐漸朝多接點(I/O)、大尺寸封裝規格、大面積及高散熱等發展趨勢，遂採用液態金屬(Liquid Metal)製作TIM層12，以取代傳統的硬質材TIM。

惟，習知半導體封裝件1中，因該TIM層12為液態金屬，其為流體，且於高溫時會膨脹，使其無法穩定地鋪設於該半導體晶片11之非作用面11b上，甚至會溢流出該半導體封裝件1外，造成該半導體封裝件1外部之其它元件受汙染。

因此，如何克服上述習知技術之種種問題，實已成為目前業界亟待克服之難題。

鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明提供一種散熱結構，係包括：散熱體，係具有相對之第一側與第二側，且該第一側之表面係定義有一承載區及一鄰接該承載區之作用區，其中，該承載區上係用以佈設第一散熱材；以及調節通道，係設於該作用區上，且該調節通道之其中一端係開放並連通該散熱結構之外部，而另一端係連通該承載區，以調節該第一散熱材之體積。

前述之散熱結構中，該調節通道係具有相連通之流體區段及氣體區段，該流體區段係連通該承載區以調節該第一散熱材之體積，且該氣體區段相對該流體區段之一端係開放並連通散熱結構之外部。例如，該流體區段之截面積係由該承載區朝該氣體區段之方向漸縮。進一步，該流體區段係基於一由其相對兩側所形成之夾角漸縮，且該夾角係至多70度。

或者，該流體區段之截面積之寬度之最小者係小於該氣體區段之截面積之高度。亦或，該氣體區段之其中一開口端係連通該流體區段，而該氣體區段之另一開口端係遠離該流體區段，以令該氣體區段之截面積由該流體區段朝該另一開口端之方向漸縮。進一步，該氣體區段係基於一由其相對兩側所形成之夾角漸縮，且該夾角係至多70度。

另外，該調節通道係具有複數該氣體區段，且各該氣體區段均連通該流體區段。

前述之散熱結構中，該氣體區段之截面積之高度係為10微米至1200微米。

前述之散熱結構中，該調節通道係藉由堆疊第一散熱件與第二散熱件而形成者。

前述之散熱結構中，該承載區上係定義有一空間，該空間之相對兩側之其中一者係為該第一側之表面，而另一者係為與該第一側之表面間隔一間隙之水平面，且該空間係呈矩形，該承載區具有一自中心點朝該矩形角落延伸出之角區段，及一自該中心點朝該矩形邊線延伸出之線區段，該空間對應該角區段之體積係小於該空間對應該線區段之體積。

本發明亦提供一種電子封裝件，係包括：一承載結構；電子元件，係設於該承載結構上；以及一前述之散熱結構，係以其散熱體藉由該第一散熱材結合至該電子元件上。

前述之電子封裝件中，該調節通道係具有相連通之流體區段及氣體區段，該流體區段係連通該承載區以調節該第一散熱材之體積，且該氣體區段係用以連通該散熱結構之外部以排出氣體。

前述之電子封裝件中，該調節通道係沿遠離該電子元件之方向調節該第一散熱材之體積。

前述之電子封裝件中，該作用區係形成有環體，以令該環體環繞該電子元件之側面，使該調節通道位於該環體與該電子元件之側面之間，供該第一散熱材沿該電子元件之側面調節該第一散熱材之體積。例如，該調節通道復位於該環體底側與該承載結構之間。

前述之電子封裝件中，該作用區係形成有環體，其藉由第二散熱材設於該電子元件上，以令該第二散熱材側向止擋該第一散熱材。例如，該環體、該第二散熱材與該電子元件相互配合而形成一緩衝通道，且該緩衝通道之其中一埠口係連通該調節通道，而該第二散熱材係密封該緩衝通道之另一埠口。進一步，該緩衝通道連通該調節通道之埠口寬度係小於該調節通道連通該承載區之埠口寬度。或者，該緩衝通道之截面積之寬度係為20至300微米。亦或，該緩衝通道之截面積係由該承載區朝該第二散熱材之方向漸縮。

前述之電子封裝件中，該散熱結構復具有一環繞該電子元件之側面且藉由第二散熱材結合該承載結構之環體，以令該環體、該第二散熱材與該電子元件之側面相互配合而形成一緩衝通道，且該緩衝通道之其中一埠口係連通該調節通道，而該第二散熱材係密封該緩衝通道之另一埠口。例如，該緩衝通道之截面積係沿該電子元件之側面朝該承載結構之方向漸縮。進一步，該環體對應該電子元件之內側面形成有朝該承載結構之方向厚度漸增的楔塊。

前述之電子封裝件中，該第一散熱材係含有金屬。

本發明復提供一種散熱結構之製法，係包括：提供第一散熱件及第二散熱件；以及將該第一散熱件與第二散熱件相堆疊，以形成前述之散熱結構。

前述之製法中，該第一散熱件係包含有環體，且該第二散熱件係包含有該散熱體，將該第一散熱件與第二散熱件相堆疊後，該環體與該散熱體相配合而形成配置於該作用區上之該調節通道。

由上可知，本發明之電子封裝件及其散熱結構與製法，主要藉由該調節通道提供調節該第一散熱材熱膨脹的空間，以於高溫時，使該第一散熱材能穩定地鋪設於該電子元件上，故相較於習知技術，本發明之散熱結構可有效防止該第一散熱材溢流出該電子封裝件外，因而可避免該電子封裝件外部之其它元件受到汙染之問題。

1:半導體封裝件

10:封裝基板

11:半導體晶片

11a,25a:作用面

11b,25b:非作用面

110:導電凸塊

111,250:底膠

12:TIM層

13:散熱件

130:頂片

131,21:支撐腳

14:黏著層

2,3,5,6:散熱結構

2a:發熱物

2b,4,5b,6b:電子封裝件

20:散熱體

20a:第一側

20b:第二側

200,600:調節通道

201,601:流體區段

202,602:氣體區段

203,503:緩衝通道

204:輔助通道

210:容置口

22:散熱塊

22a:第一散熱材

22b:第二散熱材

23,53,63:環體

23a:框體

24:承載結構

25:電子元件

25c:側面

26,36:結合材

3a:第一散熱件

3b:第二散熱件

302:凸塊

530:楔塊

A:承載區

A1:角區段

A2:線區段

B:作用區

C:外圍區

D:截面積

D1,D2,D3:寬度

H:高度

h1,h2:波浪高度

O:中心點

Q:中心區域

S:凹凸表面

W:間距

Z:空氣空間

θ:夾角

圖1係為習知半導體封裝件之剖視示意圖。

圖1A係為本發明之散熱結構之第一實施例用於電子封裝件之剖視示意圖。

圖2係為本發明之散熱結構之第二實施例之剖視示意圖。

圖2A係為圖2沿A0-A0橫切面之上視示意圖。

圖2B係為圖2之散熱結構用於電子封裝件之剖視示意圖。

圖2C係為圖2B之局部放大剖視示意圖。

圖2D及圖2E係為圖2B之局部立體示意圖。

圖2-1係為圖2之另一態樣之剖視示意圖。

圖2A-1係為圖2-1沿A1-A1橫切面之上視示意圖。

圖2B-1係為圖2-1沿B1-B1橫切面之上視示意圖。

圖2-2係為圖2-1之另一態樣之剖視示意圖。

圖2A-2係為圖2-2沿A2-A2橫切面之上視示意圖。

圖2B-2係為圖2-2沿B2-B2橫切面之上視示意圖。

圖3-1、圖3-2及圖3-3係為圖1A之不同態樣之局部剖視示意圖。

圖3A係為圖1A沿A3-A3橫切面之上視示意圖。

圖3A-1至圖3A-7係為圖3A之不同態樣之局部上視示意圖。

圖3B係為圖1A之局部放大剖視示意圖。

圖3B-1至圖3B-3係為圖3B之不同態樣之剖視示意圖。

圖3C係為圖3B之另一態樣之剖視示意圖。

圖3D係為圖3A之另一態樣之局部放大上視示意圖。

圖3D-1係為圖3D省略第一散熱材之局部剖視示意圖。

圖4A至圖4D係為圖1A之散熱結構之製法之剖視示意圖。

圖5A係為本發明之散熱結構之第三實施例用於電子封裝件之局部剖視示意圖。

圖5B係為圖5A之另一態樣之剖視示意圖。

圖6A係為本發明之散熱結構之第四實施例用於電子封裝件之剖視示意圖。

圖6B及6C係為圖6A之其它態樣之剖視示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

圖1A係為本發明之散熱結構3之第一實施例之剖面示意圖，且圖2係為本發明之散熱結構2之第二實施例之剖面示意圖。第一實施例與第二實施例之差異在於製作方式，其中，第一實施例之散熱結構3係由複數散熱件(如第一散熱件3a與第二散熱件3b)組成，第二實施例之散熱結構2係為單一板塊一體成形結構，故以下所述之構造特徵係通用於第一與第二實施例中，特此述明。

如圖1A及圖2所示，該散熱結構2,3係包括一片狀散熱體20與至少一立設於該散熱體20上之支撐腳21，其中，該散熱體20係具有相對之第一側20a與第二側20b，且該第一側20a之表面係由內(中心)向外依序定義有一承載區A、一鄰接該承載區A之作用區B及一鄰接該作用區B之外圍區C，以令該支撐腳21配置於該第一側20a之外圍區C，如圖2A所示。

所述之承載區A係形成有一相對該第一側20a隆起之散熱塊22，且該散熱塊22係具有凹凸表面S，以承載作為導熱介面材(Thermal Interface Material，簡稱TIM)之第一散熱材22a，俾供結合發熱物2a(以形成如圖2B所示之電子封裝件2b)。

於第一與第二實施例中，該散熱塊22係呈錐狀或山丘狀，且該第一散熱材22a係填入該散熱塊22之凹凸表面S之凹部。例如，該凹凸表面S係為複數波浪狀曲面，如圖2D或圖2E所示，其沿該散熱塊22之中心區域Q(如圖2D所示之圓形輪廓或圖2E所示之矩形輪廓)環繞配置，以呈荷葉摺邊狀。

再者，該第一散熱材22a係具有高導熱係數，約25~80瓦/(公尺.克耳文)(Wm^-1K^-1)。例如，該第一散熱材22a係為固態銦(In)、液態金屬或其他任意在常溫/高溫狀態會呈流體的含金屬材質，以藉由該散熱塊22壓合於該發熱物2a上。

又，該發熱物2a係為一封裝模組，其包含一承載結構24及配置於該承載結構24上之電子元件25，且該第一散熱材22a係結合於該電子元件25上。例如，該承載結構24係例如為具有核心層與線路結構之封裝基板、無核心層(coreless)形式線路結構之封裝基板、具導電矽穿孔(Through-silicon via，簡稱TSV)之矽中介板(Through Silicon interposer，簡稱TSI)或其它板型，其包含至少一絕緣層及至少一結合該絕緣層之線路層，如至少一扇出(fan out)型重佈線路層(redistribution layer，簡稱RDL)。應可理解地，該承載結構24亦可為其它承載晶片之板材，如導線架(lead frame)、晶圓(wafer)、或其它具有金屬佈線(routing)之板體等，並不限於上述。

另外，該電子元件25係為主動元件、被動元件、晶片模組(chip module)或其組合者，其中，該主動元件係例如半導體晶片，而該被動元件係例如電阻、電容及電感。於第一與第二實施例中，該電子元件25係為半導體晶片，其具有相對之作用面25a與非作用面25b，並使該作用面25a藉由複數如銲錫材料、金屬柱(pillar)或其它等之導電凸塊以覆晶方式設於該承載結構24之線路層上並電性連接該線路層，且以底膠250封裝該電子元件25，而該第一散熱材22a係結合於該非作用面25b上；或者，該電子元件25可藉由複數銲線(圖未示)以打線方式電性連接該承載結構24之線路層；亦或，該電子元件25可直接接觸該承載結構24之線路層。應可理解地，且有關電子元件25電性連接承載結構24之方式繁多，且於該承載結構24上可接置所需類型及數量之電子元件，並不限於上述。

所述之作用區B係形成有一自該承載區A連通至該外圍區C之調節通道200，以調節該第一散熱材22a之體積，其中，該作用區B係形成有一可藉由第二散熱材22b結合至該發熱物2a(或電子元件25)上之環體23(如圖2C所示)，使該調節通道200定義出一由該環體23與該散熱塊22所形成之流體區段201，以及至少一由該環體23與該散熱體20所形成之氣體區段202。

於第一與第二實施例中，該流體區段201係可容置該第一散熱材22a以調節該第一散熱材22a之體積，且該氣體區段202之一端係連通該流體區段201，而另一端開放並連通該散熱結構2,3之外部而保持空氣狀態以調節內部氣體之壓力，當該第一散熱材22a受熱膨脹時，該電子封裝件2b之多餘之氣體可快速排逸至預定處。例如，該氣體區段202之其中一開口端係連通該流體區段201，而該氣體區段202之另一開口端係遠離該流體區段201，如圖2B所示之連通該外圍區C、或如圖2-1及圖2-2所示之連通外界環境。

所述之流體區段201係呈環狀佈設，如圖2A、圖2B-1及圖2B-2所示，其截面積D係朝該氣體區段202之方向漸縮，如圖2所示。

所述之氣體區段202係為溝道，如圖2A、圖2A-1及圖2A-2所示，其截面積(如相對兩側的間距W)係可依需求漸縮(如圖2A所示之環體23上表面)或一致化(如圖2A-1及圖2A-2所示)，且若其截面積為漸縮，則氣體排出流速可逐漸加快，以利於氣體快速溢散至外部。例如，該氣體區段202之溝道路徑與形狀可依需求設計，如圖2A所示之漸縮漏斗狀、如圖2A-1 所示之短直條狀、如圖2A-2所示之長直條狀或其它適當設計，並無特別限制。應可理解地，該調節通道200可具有複數該氣體區段202，如圖2A-1或圖2A-2所示，且各該氣體區段202均連通該流體區段201。

再者，該作用區B亦可形成有至少一連通該流體區段201之緩衝通道203，如圖2及圖2B所示，以令該緩衝通道203與該氣體區段202分別配置於該環體23之相對兩側，使該第一散熱材22a可於受壓後填入該緩衝通道203中，以分散該第一散熱材22a於製程中所受之壓合力。例如，該緩衝通道203之其中一埠口係連通該流體區段201，而該第二散熱材22b係密封該緩衝通道203之另一埠口，以止擋該第一散熱材22a擴散而自該緩衝通道203之另一埠口向外流出，故該第二散熱材22b能防止該第一散熱材22a由側向(即該電子元件25之側面25c之方向)洩漏之問題。

因此，於該電子封裝件2b中，當該第二散熱材22b封閉該緩衝通道203時，在該緩衝通道203內會形成高壓(氣體受擠壓後無法溢散而形成的高壓)，致使該第一散熱材22a朝該流體區段201流動。

另外，該第二散熱材22b係具有低導熱係數，約2~20瓦/(公尺.克耳文)(Wm^-1K^-1)，其可為含有矽膠材或如壓克力材之紫外線(UV)膠等結合膜，且其復可包含金屬顆粒、石墨材或其它適當充填物。例如，該矽膠材不僅具有高延展性，且其熱傳導係數亦高於UV膠，故相較於UV膠，該第二散熱材22b選用矽膠材較佳。

所述之外圍區C係於其邊緣處配置該支撐腳21，使該支撐腳21遠離該作用區B。

於第一與第二實施例中，該外圍區C可依需求形成有一對應該環體23配置之框體23a，以令該環體23與該框體23a之間係形成至少一自該氣體區段202延伸之輔助通道204，如圖2所示，使該氣體區段202與該輔助通道204構成一彎曲溝道。例如，該支撐腳21可與該框體23a相鄰接，以於該外圍區C形成一較規則形狀之空氣空間Z，如圖2B所示。

所述之支撐腳21係藉由如膠材之結合材26立設於該承載結構24上。

於第一與第二實施例中，該支撐腳21可依需求形成有至少一可充填膠體(如該結合材26)之容置口210。

因此，本發明之散熱結構2,3，其藉由該流體區段201採用截面積D漸縮之設計，使作為該第一散熱材22a之入口側之寬度D1較大(此處之壓力較小)，如圖2C所示，且同時，因該緩衝通道203之埠口之截面積之寬度D3(介於20至300微米，如入口處可為50微米)相對小於該流體區段201之較大寬度D1，以令該第一散熱材22a於受壓後會朝壓力較小的該流體區段201流動。又，當該第一散熱材22a受壓流動時，其側向流動之速度會較快，故該緩衝通道203可提供側向流動的緩衝機制，使該第一散熱材22a朝該流體區段201流動的衝擊力不會太大而散溢到該氣體區段202內。

再者，該流體區段201連通該氣體區段202之開口側之寬度D2較小，呈一截面積漸縮之設計，如圖2C所示，能使該第一散熱材22a於初始填入該流體區段201中的體積(或液態金屬量)避免過多，故絕大部分的第一散熱材22a還是會結合於該電子元件25之非作用面25b的上方，並減少該第一散熱材22a(或液態金屬)之用量以降低材料成本。

另外，該氣體區段202因其尺寸設計呈微通道之故(如圖2C所示之截面積之高度H該氣體區段202之高度H係為10至1200微米，較佳為10至800微米，如500微米)，可藉由表面張力及內聚力作用，以產生止擋該第一散熱材22a溢流至此的效果。

基於製作方式，如圖1A所示，第一實施例之散熱結構3係將圖2所示之第二實施例之散熱結構2分成兩板塊，使該兩板塊分別作為第一散熱件3a與第二散熱件3b，以當該第一散熱件3a藉由如膠材之結合材36結合該第二散熱件3b後，該散熱結構3形成有該調節通道200、該緩衝通道203及該輔助通道204。

於第一實施例中，該第一散熱件3a係包含該支撐腳21、該環體23與該框體23a，且該第二散熱件3b係包含該散熱體20、散熱塊22，其中，將該結合材36形成於該散熱體20與該支撐腳21之間，如圖3A所示之環圈分佈。

於其它實施例中，可依需求設計該第一散熱件3a與第二散熱件3b之配置。例如，於圖3-1中，該第一散熱件3a係包含該環體23，且該第二散熱件3b係包含該散熱體20、該支撐腳21及該散熱塊22，並省略框體23a與結合材36之配置。或者，於圖3-2中，該第一散熱件3a係包含該散熱塊22及該環體23，且該第二散熱件3b係包含該散熱體20與該支撐腳21，並省略框體23a與結合材36之配置。亦或，於圖3-3中，該第一散熱件3a係包含該支撐腳21、該散熱塊22、該環體23及該框體23a，且該第二散熱件3b係包含該散熱體20。應可理解地，有關第一散熱件3a與第二散熱件3b之板塊形狀可依需求設計，並無特別限制。

於第一與第二實施例中，位於該環體23上方之氣體區段202之溝道路徑與形狀亦可依需求設計，如圖3A-1所示之圓弧狀之環體23之上表面、圖3A-2所示之漸縮鰭片狀之環體23之上表面、如圖3A-3所示之多個小型漸縮漏斗狀之環體23之上表面、如圖3A-4所示之多個交錯排列之互補梯形之環體23之上表面，甚至可於該溝道上形成至少一凸塊302以作為分流設計(如圖3A-5或圖3A-6所示)。應可理解地，該氣體區段202之溝道路徑與形狀並不限定於漸縮型態，亦可為直條狀，如圖3A-7所示之多個長方形之環體23之上表面。

再者，該流體區段201之截面積D可依該環體23與該散熱塊22之間的相對表面作變化，使該流體區段201之截面積D可基於一由其相對兩側所形成之夾角θ漸縮，且該夾角θ係至多70度(如圖3B所示)。例如，該環體23之側表面係相對該散熱體20之第一側20a之表面呈垂直面，而該散熱塊22之側表面係相對該散熱體20之第一側20a之表面呈斜面，以形成如圖3B所示之漸縮式溝道。或者，該環體23之側表面係相對該散熱體20之第一側20a之表面呈斜面，而該散熱塊22之側表面係相對該散熱體20之第一側20a之表面呈垂直面，以形成如圖3B-1所示之漸縮式溝道。亦或，該環體23之側表面與該散熱塊22之側表面均相對該散熱體20之第一側20a之表面呈斜面(如圖3B-2所示之漸縮式溝道)。應可理解地，該流體區段201之截面積D亦可一致化，如該環體23之側表面與該散熱塊22之側表面均相對該散熱體20之第一側20a之表面呈垂直面(如圖3B-3所示之平直化溝道)。

又，該氣體區段202之截面積之高度H亦可基於一由其相對兩側所形成之夾角漸縮，且該夾角係至多70度，而不限於圖3B所示之等寬狀態。例如，為了防止該第一散熱材22a溢流至該氣體區段202中，該氣體區段202之高度H係為10至1200微米，較佳為10至800微米，且該流體區段201之最小寬度D2(即該流體區段201於連通該氣體區段202之開口端之處)需小於該氣體區段202的最小高度H。

應可理解地，該緩衝通道203之寬度D3(如圖3B所示之平直化溝道或如圖3C所示之漸縮式溝道)或該輔助通道204之寬度(圖3B所示之一致化型態)亦可依需求作變化。較佳地，該緩衝通道203之入口寬度D3係為20至300微米。

另外，該承載區A上係定義有一空間，該空間之相對兩側之其中一者係為該第一側20a之表面，而另一者係為與該第一側20a之表面間隔一間隙之水平面，且該空間大致呈矩形，在本實施例中，該水平面為電子元件之上表面，如圖3D所示之承載區A，其中心點O朝該矩形角落延伸出呈狹長形(如圖3D所示之劍形)之角區段A1，且自該中心點O朝該矩形邊線延伸出呈擴張形(如圖3D所示之三角形)之線區段A2，而該散熱塊22之凹凸表面之波浪狀曲面之高度不一致，即該空間相鄰角區段A1與線區段A2之波浪高度不相同。例如，該角區段A1之波浪高度h1較高(如圖3D-1所示，其與電子元件25之距離較近)，而該線區段A2之波浪高度h2較低(如圖3D-1所示，其與電子元件25之距離較遠)。

因此，本發明之散熱結構2,3藉由該角區段A1之波浪高度h1高於該線區段A2之波浪高度h2，且該空間對應該角區段A1之體積小於該空間對應該線區段A2之體積，以分配該第一散熱材22a之流動速度，即該第一散熱材22a於該角區段A1之流速快於該第一散熱材22a於該線區段A2之流速，使該第一散熱材22a抵達該承載區A(或該散熱塊22)之邊線處與邊角處的時間相近，故該散熱塊22能均勻分佈該第一散熱材22a而能提升散熱均勻性，並能避免該電子元件25發生熱應力集中之問題。

再者，本發明之散熱結構2,3藉由該氣體區段202之相對兩側之間距W及/或高度H係呈漸縮(即該氣體區段202之截面積朝遠離該電子元件25的方向漸縮)設計，以進一步預防該第一散熱材22a散溢。例如，通常情況下，藉由該氣體區段202之高度H設計，以利用表面張力及內聚力作用，使該第一散熱材22a不會流入該氣體區段202中，但若遇到意外情況，該第一散熱材22a受擠壓而流入該氣體區段202時，可藉由該氣體區段202之截面積之漸縮設計，使該第一散熱材22a不會溢流至該氣體區段202外，而造成溢散污染的問題。

又，若該緩衝通道203(如圖3C所示)為漸縮式溝道，其緩衝該第一散熱材22a之側向流動壓力之效果更佳。

圖4A至圖4D係為採用第一實施例之散熱結構3製作電子封裝件4之製法之剖面示意圖。於本實施例中，係採用圖3包含有第一散熱件3a與第二散熱件3b之散熱結構板塊進行說明。

如圖4A所示，首先，提供該發熱物2a及該第一散熱件3a，且於該第一散熱件3a之環體23上佈設該第二散熱材22b，並於該發熱物2a之承載結構24形成結合材26。

如圖4B所示，接著，結合該發熱物2a與該第一散熱件3a，以令該第一散熱件3a之環體23藉由該第二散熱材22b結合至該發熱物2a之電子元件25上，且令該第一散熱件3a之支撐腳21結合至該發熱物2a之承載結構24上之結合材26上，使該電子元件25之非作用面25b外露於該環體23之環口。

如圖4C所示，之後，提供該第二散熱件3b，其散熱塊22之凹凸表面S上佈設有該第一散熱材22a，且於該第一散熱件3a之支撐腳21上形成另一結合材36，其中，亦可依需求於該電子元件25之非作用面25b上佈設該第一散熱材22a。

如圖4D所示，將該第二散熱件3b結合至該發熱物2a與該第一散熱件3a上，以令該第二散熱件3b之散熱塊22藉由該第一散熱材22a壓合至該電子元件25之非作用面25b上，且該第二散熱件3b之散熱體20結合該支撐腳21上之結合材36。

因此，前述製法藉由該第二散熱件3b抵靠該第一散熱件3a之上表面，以維持該第二散熱件3b之散熱體20的中心高度，防止該第二散熱件3b之中心部位直接碰觸該電子元件25之非作用面25b而損壞該電子元件25。

圖5A係為本發明之散熱結構5之第三實施例之剖面示意圖。本實施例與第一實施例之差異在於環體53之配置，故以下不再贅述相同處。

如圖5A所示，該環體53係藉由該第二散熱材22b結合至該發熱物2a之承載結構24上而未設於該電子元件25之非作用面25b上，以令該緩衝通道503與該流體區段201係為沿同一方向(如由該承載結構24表面往該散熱體20之第一側20a之方向)延伸之溝道。

於本實施例中，該緩衝通道503係位於該環體53與該電子元件25之側面25c之間，且該第一散熱材22a會受壓流至該電子元件25之側面25c或底膠250上，但藉由該第二散熱材22b密封該緩衝通道503，以止擋該第一散熱材22a自該緩衝通道503流出該環體53。

再者，該緩衝通道503之寬度D3可依需求作變化。例如，藉由該底膠250呈楔形環繞該電子元件25之側面25c，使該緩衝通道503之寬度D3漸縮，如圖5A所示之由上往下漸縮。或者，如圖5B所示，該環體53於結合該第二散熱材22b之端側係朝向該電子元件25之側面25c形成有楔塊530，如斜坡狀，以縮減該緩衝通道503之寬度D3。

因此，本發明之散熱結構5可藉由該緩衝通道503與該流體區段201形成上下雙向調節之流體溝道，以提供該第一散熱材22a上下方向的熱膨脹體積調節，並達成三維散熱之目的。

再者，因本實施例之第一散熱材22a接觸該電子元件25之側面25c，以助散熱，故本實施例之三維散熱效果更優於第一與第二實施例之三維散熱效果。

圖6A係為本發明之散熱結構6之第四實施例之剖面示意圖。本實施例與上述實施例之差異在於承載區A與作用區B之設計，故以下不再贅述相同處。

如圖6A所示之電子封裝件6b，該環體63係作為內腳，其與該支撐腳21同向配置，因而該環體63與該散熱體20之間未形成氣體區段。

於本實施例中，該調節通道600之流體區段601係位於該環體63與該電子元件25之側面25c之間，供該第一散熱材22a沿該電子元件21之側面25c佈設，而該氣體區段602係位於該環體63底側與該承載結構24之間。

再者，該調節通道600之流體區段601之截面積可依需求作變化，如圖6A所示之一致化型態或如圖6B所示之漸縮型態。例如，若該流體區段601為漸縮型態，則可依需求將該氣體區段602延伸至該環體63與該電子元件25之側面25c之間，如圖6C所示。

又，該調節通道600之流體區段601之長度亦可依需求作變化，如圖6A及圖6B所示之長溝道或如圖6C所示之短溝道。

另外，由於無需設計緩衝通道，因而無需使用第二散熱材22b。

需要注意的是，該調節通道600之流體區段601係從該散熱體20處朝該承載結構24之方向延伸，使該第一散熱材22a熱膨脹調節方向為沿該電子元件25之側面25c調節，故相較於第一實施例所述之該第一散熱材22a熱膨脹調節方向為沿遠離該電子元件25之方向調節，本實施例因有重力因素的影響(其膨脹方向為重力方向，且退縮方向為反重力方向)，使得第一實施例具有該第一散熱材22a膨脹較慢(其膨脹方向為反重力方向)且退縮較快(其退縮方向為重力方向)的優勢。因此，對於散熱材的溢流制止效果而言，第一實施例之調節通道設計係優於本實施例之調節通道設計。

綜上所述，本發明之電子封裝件2b,4,5b,6b及其散熱結構2,3,5,6與製法，主要藉由該調節通道200,600中的流體區段201,601提供調節該第一散熱材22a熱膨脹的空間，再藉由該氣體區段202,602提供空氣體積的調節，使空氣可向外溢散排出，而不會受到擠壓，故相較於習知技術，本發明之流體區段201,601能提供調節該第一散熱材22a熱膨脹的空間，以於高溫時，該第一散熱材22a能穩定地鋪設於該電子元件25之非作用面25b上，不僅能有效防止該第一散熱材22a溢流出該電子封裝件2b,4,5b,6b外，因而能避免該電子封裝件2b,4,5b,6b外部之其它元件受到汙染之問題，且藉由該氣體區段202,602能避免發生爆孔(popcorn)之問題。

再者，該調節通道200,600係設於該承載區A之周圍，使該承載區A能以較大面積(如完整的散熱塊22)結合該發熱物2a(電子元件25之非作用面25b)，因而有利於進行散熱。

又，藉由該流體區段201,601之截面積D朝向該氣體區段202,602之方向漸縮之設計，使該第一散熱材22a能填入該流體區段201,601，故相較於習知散熱材之二維(如長度與寬度構成之平面)分佈區域之設計，本發明之散熱結構2,3,5,6能產生三維分佈區域(如長度、寬度與高度構成之空間)，使本發明之散熱結構2,3,5,6之散熱效果更好。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

3:散熱結構

3a:第一散熱件

3b:第二散熱件

2a:發熱物

20:散熱體

200:調節通道

201:流體區段

202:氣體區段

203:緩衝通道