TWI843121B - 散熱基板 - Google Patents
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Abstract
一種散熱基板包括多個散熱塊、絕緣填充結構、第一絕緣層以及第一線路層。多個散熱塊的每一個包括第一表面及相對於第一表面的第二表面。絕緣填充結構設置於多個散熱塊之間，以橫向連接多個散熱塊。絕緣填充結構的第一絕緣表面與多個散熱塊的第一表面基本上共平面，絕緣填充結構的第二絕緣表面與多個散熱塊的第二表面基本上共平面。第一絕緣層設置於多個散熱塊的第一表面上。第一線路層設置於第一絕緣層上，並貫穿第一絕緣層與多個散熱塊連接，其中多個散熱塊的厚度大於第一線路層的厚度。
Description
本發明是有關於一種基板結構，且特別是有關於一種散熱基板。
隨著科技發展，電子裝置的微型化已成為趨勢，為了縮小電子裝置的尺寸，需藉由元件間緊密的封裝來達成，然而因此造成大量熱量累積於封裝中，使元件因過熱而影響其性能表現。為了改善散熱問題，一般來説，會在支撐基板內埋散熱材料，以協助元件的散熱，但其製造工序複雜。因此，如何使元件在有限空間進行有效的散熱並且降低成本是目前需改善的問題。
本發明提供一種散熱基板，其具有良好支撐力及散熱效果，並可降低製作成本。
本發明的散熱基板包括多個散熱塊、絕緣填充結構、第一絕緣層以及第一線路層。多個散熱塊的每一個包括第一表面及相對於第一表面的第二表面。絕緣填充結構設置於多個散熱塊之間，以橫向連接多個散熱塊，其中絕緣填充結構具有第一絕緣表面及相對於第一絕緣表面的第二絕緣表面，絕緣填充結構的第一絕緣表面與多個散熱塊的第一表面基本上共平面，絕緣填充結構的第二絕緣表面與多個散熱塊的第二表面基本上共平面。第一絕緣層設置於部分多個散熱塊的第一表面及絕緣填充結構的第一絕緣表面上。第一線路層設置於第一絕緣層上，並貫穿第一絕緣層與多個散熱塊連接，其中多個散熱塊的厚度大於第一線路層的厚度。
在本發明的一實施例中，上述多個散熱塊的厚度在50 μm至200 μm之間，第一線路層的厚度在15 μm至35 μm之間。
在本發明的一實施例中，上述多個散熱塊的材質包括銅或鋁。
在本發明的一實施例中，上述的散熱基板還包括第二線路層，設置於部分多個散熱塊的第二表面上。
在本發明的一實施例中，上述的第二線路層包括第一開口，第一開口至少暴露出部分絕緣填充結構的第二絕緣表面。
在本發明的一實施例中，上述的第一絕緣層包括第二開口，第一線路層包括第三開口，且第二開口與第三開口彼此對應，並暴露出部分多個散熱塊的第一表面。
在本發明的一實施例中，上述的第一絕緣層的第二開口的側壁與第一線路層的第三開口的側壁基本上切齊。
在本發明的一實施例中，部分上述的多個散熱塊不與第一線路層及第二線路層連接。
在本發明的一實施例中，上述的絕緣填充結構的截面形狀包括矩形或梯形。
在本發明的一實施例中，上述的多個散熱塊的材質與第一線路層的材質相同。
基於上述，本發明的散熱基板無需使用習知的支撐基板，在封裝製程的應用中，可提供封裝結構良好的支撐力及散熱效果，而使製造成本降低，並且可配合封裝結構中不同封裝元件或發熱元件的需求進行彈性的佈線設計。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本文中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。
在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。
在下述實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其贅述。此外，不同實施例中的特徵在沒有衝突的情況下可相互組合，且依本說明書或申請專利範圍所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋的範圍內。
圖1是依照本發明的一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。
請參考圖1，散熱基板10包括多個散熱塊100、絕緣填充結構110、第一絕緣層120、以及第一線路層130。多個散熱塊100的每一個包括第一表面及相對於第一表面的第二表面。舉例來說，多個散熱塊100可包括散熱塊102、104。散熱塊102包括第一表面102a及相對於第一表面102a的第二表面102b，散熱塊104包括第一表面104a及相對於第一表面104a的第二表面104b。絕緣填充結構110設置於多個散熱塊100之間，以橫向連接多個散熱塊100。絕緣填充結構110具有第一絕緣表面110a及相對於第一絕緣表面110a的第二絕緣表面110b。絕緣填充結構110的第一絕緣表面110a基本上與多個散熱塊100的第一表面(例如散熱塊102的第一表面102a及散熱塊104的第一表面104a)共平面，絕緣填充結構110的第二絕緣表面110b基本上與多個散熱塊100的第二表面(例如散熱塊102的第二表面102b及散熱塊104的第二表面104b)共平面。第一絕緣層120設置於多個散熱塊100的第一表面及絕緣填充結構110的第一絕緣表面110a上。第一線路層130設置於第一絕緣層120上，並貫穿第一絕緣層120與多個散熱塊100連接。多個散熱塊100的厚度T1大於第一線路層130的厚度T2。
散熱塊100可以是導熱係數在200~500 W/m*K的金屬，例如銅、鋁或其他合適的金屬。在較佳的實施例中，散熱塊100的材質為銅。
絕緣填充結構110的材質可包括有機材料或無機材料。有機材料例如為環氧樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺等有機材料；無機材料例如為陶瓷、矽、碳化矽等無機材料，但本發明不以此為限。
在一些實施例中，多個散熱塊100透過絕緣填充結構110彼此分離，互不接觸。
在一實施例中，絕緣填充結構110的截面形狀可以為梯形，但本發明不以此為限。在其他實施例中，絕緣填充結構110的截面形狀可以為矩形或其他形狀。
本實施例中雖僅繪示一個絕緣填充結構110及兩個散熱塊102、104，但並非用以限定本發明，絕緣填充結構與散熱塊的數量可以實際需求調整。
第一絕緣層120的材質可以為具有黏著特性的絕緣材料，例如聚丙烯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂或其他合適的絕緣材料。如此一來，多個散熱塊100與絕緣填充結構110可透過第一絕緣層120連接而成一體。
在一些實施例中，第一絕緣層120的材質可以與絕緣填充結構110的材質相同，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一絕緣層120的材質可以與絕緣填充結構110的材質不同。
在一些實施例中，第一絕緣層120可具有通孔V，以暴露出部分散熱塊100。如此一來，第一線路層130可透過通孔V與散熱塊100連接。第一線路層130的材質可為金屬，例如銅、金、銀、鋁等。在較佳的實施例中，第一線路層130的材質為銅。
在一些實施例中，第一線路層130的材質可以與散熱塊100的材質相同，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一線路層130的材質可以與散熱塊100的材質不同。
在圖1中僅示意性地繪示第一線路層130，但並非用以限定本發明。第一線路層130的佈線設計可依實際需求調整，舉例來說，第一線路層130的部分可作為元件間的訊號導通路徑，而第一線路層130的另一部分可作為散熱路徑。
由於散熱基板10包括多個分離的散熱塊，在封裝製程的應用中，可提供多個封裝元件或發熱元件作為散熱使用。舉例來說，兩個封裝元件或發熱元件(未繪示)可分別設置於散熱塊102、104所對應的第一線路層130上，兩個封裝元件或發熱元件所發出的熱可以分別透過對應的第一線路層130傳至散熱塊102、104進行散熱。然而，本發明並不限於此，單一封裝元件或發熱元件也可橫跨多個散熱塊100，並藉由多個散熱塊100進行散熱。
在一些實施例中，散熱塊100的厚度T1與第一線路層130的厚度的比值(即T1/T2)可以在1.4至14之間。舉例來說，散熱塊100的厚度T1可以在50 μm至200 μm之間，第一線路層130的厚度T2可以在15 μm至35 μm之間。如此一來，多個散熱塊100具有足夠的厚度作為散熱基板10的支撐，並且具有散熱的功效。換句話說，本實施例的散熱基板10在應用於封裝製程中，可提供封裝結構一定的支撐力及散熱功能，而無需使用習知的支撐基板，進而可降低製造成本。此外，由於第一線路層130為細線路，可配合封裝結構中不同封裝元件或發熱元件的需求進行佈線設計，因而提高散熱基板10的應用靈活性。
圖2是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖2的實施例沿用圖1的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖2，圖2的散熱基板20與圖1的散熱基板10的主要差異在於：散熱基板20還包括第二線路層140設置於多個散熱塊100的第二表面(例如散熱塊102的第二表面102b及散熱塊104的第二表面104b)上。第二線路層140的材質可類似於第一線路層130的材質。
在一實施例中，第二線路層140包括第一開口O1，以暴露出部分絕緣填充結構110的第二絕緣表面110b。另一方面來説，第二線路層140可與散熱塊102的第二表面102b直接接觸，並與散熱塊104的第二表面104b直接接觸。
在圖2中僅示意性地繪示第二線路層140，但並非用以限定本發明。第二線路層140的佈線設計可依實際需求調整，舉例來說，第二線路層140的部分可作為元件間的訊號導通路徑，而第二線路層140的另一部分可作為散熱路徑。
由於散熱基板20的兩側均包括與散熱塊100連接的線路層(即第一線路層130與第二線路層140)，在封裝製程的應用中，封裝元件或發熱元件(未繪示)可設置在第一線路層130或/及第二線路層140上。換句話說，散熱基板20可彈性的運用於封裝元件或發熱元件的佈設連接並同時提供良好的散熱效果。
圖3是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖3，圖3的散熱基板30與圖2的散熱基板20的主要差異在於：散熱基板30包括交錯堆疊的多層絕緣層及多層線路層。詳細而言，散熱基板30包括交錯堆疊於多個散熱塊100的第一表面(例如散熱塊102的第一表面102a及散熱塊104的第一表面104a)上的第一絕緣層120、第一線路層130、第三絕緣層150及第三線路層160，以及交錯堆疊於多個散熱塊100的第二表面(例如散熱塊102的第二表面102b及散熱塊104的第二表面104b)上的第二線路層140、第四絕緣層170以及第四線路層180。第三絕緣層150設置於第一絕緣層120上，並覆蓋第一線路層130。第三線路層160設置於第三絕緣層150上，並貫穿第三絕緣層150以與第一線路層130連接。第四絕緣層170設置於第二線路層140上，並覆蓋第二線路層140。第四線路層180設置於第四絕緣層170上，並貫穿第四絕緣層170以與第二線路層140連接。第三絕緣層150的材質與第四絕緣層170的材質可類似於第一絕緣層120的材質。第三線路層160的材質與第四線路層180的材質可類似於第一線路層130的材質。
在封裝製程的應用中，封裝元件或發熱元件可設置於第三線路層160或/及第四線路層180上，使熱藉由對應的第一線路層130與第三線路層160所形成的散熱路徑或第二線路層140與第四線路層180所形成的散熱路徑，傳至散熱塊100進行散熱。
在圖3中僅示意性繪示散熱塊的第一表面及第二表面上分別設置兩層線路層，但並非用以限定本發明，散熱塊的第一表面及第二表面上的線路層數量可以相同或不同，其可依實際需求調整堆疊於散熱塊上的線路層及絕緣層的數量。
由於散熱基板30包括交錯堆疊的多層絕緣層及多層線路層，可在封裝製程的應用中可更彈性的運用於封裝元件或發熱元件的佈設連接並同時提供良好的散熱效果。
圖4是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖4，圖4的散熱基板40與圖2的散熱基板20的主要差異在於：散熱基板40的第一絕緣層120包括第二開口O2，第一線路層130包括第三開口O3，且第二開口O2與第三開口O3彼此對應，並暴露出部分多個散熱塊100的第一表面。舉例來說，多個散熱塊100包括散熱塊102、104、106。相鄰的多個散熱塊100之間分別設置有絕緣填充結構110，例如散熱塊102、106之間夾有一絕緣填充結構110，而散熱塊106、104之間夾有另一絕緣填充結構110。第一絕緣層120的第二開口O2與第一線路層130的第三開口O3可暴露出散熱塊106的部分第一表面106a。也就是說，散熱塊106與第一線路層130不連接。
在一些實施例中，第一絕緣層120的第二開口O2的側壁與第一線路層130的第三開口O3的側壁基本上切齊。
在一些實施例中，第二線路層140的第一開口O1可暴露出散熱塊106的第二表面106b及絕緣填充結構110的部分第二絕緣表面110b，使散熱塊106不與第二線路層140連接。換句話說，散熱基板40的部分多個散熱塊100(例如散熱塊106)可不與第一線路層130及第二線路層140連接。
綜上所述，本發明的散熱基板在封裝製程的應用中，可提供封裝結構良好的支撐力及散熱效果，而無需使用習知的支撐基板，進而可降低製造成本。此外，本發明的散熱基板可配合封裝結構中不同封裝元件或發熱元件的需求進行彈性的佈線設計。
雖然本發明已以實施例揭露如上，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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10, 20, 30, 40:散熱基板
100, 102, 104, 106:散熱塊
102a, 104a, 106a:第一表面
102b, 104b, 106b:第二表面
110:絕緣填充結構
110a:第一絕緣表面
110b:第二絕緣表面
120:第一絕緣層
130:第一線路層
140:第二線路層
150:第三絕緣層
160:第三線路層
170:第四絕緣層
180:第四線路層
T1,T2:厚度
O1, O2, O3: 開口
V:通孔
圖1是依照本發明的一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。
圖2是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。
圖3是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。
圖4是依照本發明另一實施例的一種散熱基板的剖面示意圖。
10:散熱基板
100, 102, 104:散熱塊
102a,104a:第一表面
102b,104b:第二表面
110:絕緣填充結構
110a:第一絕緣表面
110b:第二絕緣表面
120:第一絕緣層
130:第一線路層
T1,T2:厚度
V:通孔
Claims (9)
- 一種散熱基板，包括：多個散熱塊，其中所述多個散熱塊的每一個包括第一表面及相對於所述第一表面的第二表面；絕緣填充結構，設置於所述多個散熱塊之間，以橫向連接所述多個散熱塊，其中所述絕緣填充結構具有第一絕緣表面及相對於所述第一絕緣表面的第二絕緣表面，所述絕緣填充結構的所述第一絕緣表面與所述多個散熱塊的所述第一表面基本上共平面，所述絕緣填充結構的所述第二絕緣表面與所述多個散熱塊的所述第二表面基本上共平面；第一絕緣層，設置於部分所述多個散熱塊的所述第一表面及所述絕緣填充結構的所述第一絕緣表面上；以及第一線路層，設置於所述第一絕緣層上，並貫穿所述第一絕緣層與所述多個散熱塊連接，其中所述多個散熱塊的厚度大於所述第一線路層的厚度，其中所述多個散熱塊的厚度在50μm至200μm之間，所述第一線路層的厚度在15μm至35μm之間。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中所述多個散熱塊的材質包括銅或鋁。
- 如請求項1所述的散熱基板，更包括：第二線路層，設置於部分所述多個散熱塊的所述第二表面上。
- 如請求項3所述的散熱基板，其中所述第二線路層包括第一開口，所述第一開口至少暴露出部分所述絕緣填充結構的所述第二絕緣表面。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中所述第一絕緣層包括第二開口，所述第一線路層包括第三開口，且所述第二開口與所述第三開口彼此對應，並暴露出部分所述多個散熱塊的所述第一表面。
- 如請求項5所述的散熱基板，其中所述第一絕緣層的所述第二開口的側壁與所述第一線路層的所述第三開口的側壁基本上切齊。
- 如請求項3所述的散熱基板，其中部分所述多個散熱塊不與所述第一線路層及所述第二線路層連接。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中所述絕緣填充結構的截面形狀包括矩形或梯形。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中所述多個散熱塊的材質與所述第一線路層的材質相同。
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