一種具有絕緣散熱基板的電子元件的製作方法
2023-05-21 20:41:31
專利名稱：一種具有絕緣散熱基板的電子元件的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種具有絕緣散熱基板的電子元件，特別是關於一種具鎂合金絕緣散熱基板的電子元件。
背景技術：
近年來，電子產品領域技術突飛猛進，加上市場對產品輕、薄、短、小及高規格、高效能的需求，種種都使散熱效率成為許多產品開發的瓶頸。因此，如何在散熱元件的材質選用開發等尋求突破，以追求更好的散熱效果，成為許多技藝的開發重點。於其中，將具有良好散熱性的鎂鋰合金材料應用於散熱技術的想法，已逐漸為業界所採用。例如，於中國實用新型專利公告號CN201585224U中，已揭露一種可將鎂鋰合金應用於散熱技術的想法。另一方面，目前以非打線(bonding)方式(例如,可為一種覆晶(Flip-Chip)封裝方式)，將LED晶粒或IC晶粒或IC基板(電子元件)結合於貼附有一導電層的絕緣散熱基板的實施方式，也因此種封裝技術逐漸成熟，且散熱性較佳，故業已廣泛被LED業界或是IC封裝業界所採用。基於此，如何將鎂鋰合金以外的鎂合金材料，應用於上述以覆晶(Flip-Chip)封裝方式將電子元件結合絕緣散熱基板的元件結構中，以更進一步提高電子元件的散熱效果，遂成為本實用新型的研究課題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術存在的上述不足，提供一種採用不包括鋰元素在內的鎂合金基板並以覆晶方式進行封裝的具有絕緣散熱基板的電子元件，成本低，散熱效率高。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種具有絕緣散熱基板的電子元件，其包括散熱基板、電路層以及電子結構體，其中，該散熱基板為經絕緣處理且不包括鋰元素的鎂合金板；該電路層直接貼覆形成於該散熱基板的板體表面處；該電子結構體以覆晶方式電連接於該電路層，且該電子結構體的至少部分絕緣結構體，是經由一中介層而固定於該散熱基板，以藉由該中介層與該散熱基板進行散熱傳導。較佳地,該鎂合金板是含有94% 97%重量百分比的鎂元素的鎂合金板。較佳地，該鎂合金板是還包括少於O. I %重量百分比的矽、抑或還包括少於O. 005 %重量百分比的鐵、抑或還包括少於O. 05 %重量百分比的銅、抑或還包括介於O. 2% O. 5%重量百分比的猛、抑或還包括介於O. 5% I. 5%重量百分比的鋅、抑或還包括介於2. 5% 3. 5%重量百分比的鋁、抑或還包括少於O. 005%重量百分比的鎳的鎂合金板。較佳地，該散熱基板可為經物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序處理的鎂合金板。[0011]較佳地，該散熱基板可為經納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳(ElectIX)IessNickel)絕緣處理程序抑或微弧氧化(Micro Arc Oxidation)絕緣處理程序處理的鎂合金板。[0012]較佳地，該電路層可為至少以一金屬層、一銦銻氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明電極層或一石墨烯電極層為一導電層，經由蝕刻程序後所得致。較佳地,所述的具有絕緣散熱基板的電子元件還包括覆晶凸塊(Flip-ChipBump),該覆晶凸塊電連接於該電子結構體與該電路層之間，且該覆晶凸塊是以蒸鍍(Evaporation)、派鍍(Sputtering)、電鍍(Electroplating)或印刷(Printing)方式形成於該電子結構體與該電路層之間；其中，該覆晶凸塊為包括錫鉛凸塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。較佳地，該電子結構體可為LED發光晶粒，抑或為邏輯IC晶粒或邏輯IC基板，抑或為內存IC晶粒或內存IC基板。較佳地，該中介層可為導熱膠，抑或為錫團、錫堆、錫膏等焊料。本實用新型還提供一種具有絕緣散熱基板的電子元件，其包括散熱基板、導電層以及電子結構體，該散熱基板為經絕緣處理的鎂合金板；該導電層直接形成於該散基熱板的板體表面；該電子結構體具有至少一電極部，該至少一電極部以非打線(bonding)方式電連接於該導電層，且該電子結構體的至少部分絕緣結構體，是經由一中介層而固定於該散熱基板，以藉由該中介層與該散熱基板進行散熱傳導。較佳地,該鎂合金板是含有94% 97%重量百分比的鎂元素的鎂合金板。較佳地，該鎂合金板是不包括鋰元素的同時，還包括少於0. 1%重量百分比的矽抑或少於0. 005 %重量百分比的鐵抑或少於0. 05%重量百分比的銅抑或介於0. 2 % 0. 5%重量百分比的錳抑或介於0. 5% I. 5%重量百分比的鋅抑或介於2. 5% 3. 5%重量百分比的鋁抑或少於0. 005%重量百分比的鎳的鎂合金板。較佳地，該散熱基板可為經物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序處理的鎂合金板。較佳地，該散熱基板可為經納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳(ElectiOlessNickel)絕緣處理程序抑或微弧氧化(Micro Arc Oxidation)絕緣處理程序處理的鎂合金板。較佳地，該導電層可為金屬層、銦銻氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)透明電極層或石墨烯電極層。較佳地，該導電層可經由蝕刻程序以得致一電路層。較佳地，該至少一電極部以覆晶封裝方式電連接於該導電層。較佳地,所述具有絕緣散熱基板的電子元件還包括覆晶凸塊(Flip-ChipBump),該覆晶凸塊電連接於該至少一電極部與該導電層之間，且該覆晶凸塊是以蒸鍍(Evaporation)、派鍍(Sputtering)、電鍍(Electroplating)或印刷(Printing)方式形成於該至少一電極部與該導電層之間；其中，該覆晶凸塊可為包括錫鉛凸塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。較佳地，該電子結構體可為LED發光晶粒，抑或為邏輯IC晶粒或邏輯IC基板，抑或為內存IC晶粒或內存IC基板。[0026]較佳地，該中介層可為導熱膠，抑或為錫團、錫堆、錫膏等焊料。本實用新型將具有高散熱性與低比熱的鎂合金板做為電子結構體的散熱基板，且於其板體表面上方直接貼覆形成導電層或電路層，並再利用覆晶凸塊將電子結構體直接形成覆晶式電連接結構，從而可以低成本、工序簡單的方式，大幅且有效地解決目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散熱問題。
圖I :其為本實用新型的一第一較佳實施概念示例圖。圖2 :其為可應用於本實用新型的另一種LED磊晶結構體的較佳實施概念示例圖。圖3 :其為本實用新型的一第二較佳實施概念示例圖。圖4 :其為本實用新型的第二較佳實施概念中導電層(或電路層)與散熱基板相結合的結構示例圖。圖5、圖6 :其分別為本實用新型所示第二較佳實施概念中電子結構體的不同角度的結構示例圖。圖7 :其為可應用於本實用新型的另一種IC結構體的較佳實施概念示例圖。
具體實施方式
請參閱圖1，其為本實用新型的一第一較佳實施概念示例圖。於其中，揭露一種電子元件1，至少包括電子結構體10、散熱基板11、導電層12。其中，散熱基板11為經絕緣處理的鎂合金板；更佳者，於鎂合金板11中可不包括鋰元素，且於該鎂合金板11中，至少含有94 % 97 %重量百分比的鎂元素。當然，鎂合金板11更可包括少於O. I %重量百分比的矽、抑或更包括少於O. 005%重量百分比的鐵、抑或更包括少於O. 05 %重量百分比的銅、抑或更包括介於O. 2 %
O.5%重量百分比的猛、抑或更包括介於O. 5% I. 5%重量百分比的鋅、抑或更包括介於2. 5% 3. 5%重量百分比的鋁、抑或更包括少於O. 005%重量百分比的鎳。再則，鎂合金板11的絕緣處理方式，可包括物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序。例如，鎂合金板11的絕緣處理方式，可為納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳(Electroless Nickel)絕緣處理程序,抑或為微弧氧化(MicroArc Oxidation)絕緣處理程序。當然，上述各種絕緣處理程序，應為本領域普通技術人員所熟知，在此即不再贅述。另外，直接貼覆並形成於鎂合金板11上方板體表面的導電層12，可為金屬層、銦鋪氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明電極層或石墨烯電極層。且，導電層12可經由蝕刻程序以得致電路層。再請參閱圖1，其中所示的電子結構體10，是以LED晶粒的磊晶結構體為例，但並不以此為限。申言之，LED磊晶結構體10具有至少兩個電極部101，且以非打線(bonding)方式(例如，可為覆晶(Flip-Chip)封裝方式)，藉由覆晶凸塊(Flip-Chip Bump)13而使該些電極部101電連接於導電層(或電路層)12。其中，該些覆晶凸塊13可為以蒸鍍(Evaporation)、派鍍(Sputtering)、電鍍(Electroplating)或印刷(Printing)方式所形成；且,該些覆晶凸塊13可為包括錫鉛凸、塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。又，LED磊晶結構體10的至少部分絕緣結構體(圖I中標示斜線的區塊)102，可經由中介層14而固定於鎂合金板11，以藉由中介層14與鎂合金板11進行散熱傳導。其中，中介層14可為導熱膠，抑或為錫團、錫堆、錫膏等焊料。且，該些部分絕緣結構體(圖I中標示斜線的區塊)102,可為以旋轉塗布玻璃(Spin-on-glass)方式形成的一 SOG絕緣層。至於位於LED嘉晶結構體10的頂部結構，為具有銀齒狀粗糖面1031的監寶石基板103 ;當然，有關LED磊晶結構體10內部的其它具體結構或實施方式，應皆為本領域普通技術人員所熟知，在此即不再贅述。請參閱圖2，其為可應用於本實用新型的 另一種LED磊晶結構體的較佳實施概念示例圖。於圖2中，LED磊晶結構體20類似圖I中所示的LED磊晶結構體10，其亦至少包括由數個電極部201、絕緣結構體(圖2中標示斜線的區塊)202、以及藍寶石基板203所組成；圖2不同於圖I之處在於，LED磊晶結構體20的藍寶石基板203，其頂部表面為一平整面2031，而非如圖I所示的具有鋸齒狀粗糙面1031的藍寶石基板103。請參閱圖3，其為本實用新型的一第二較佳實施概念示例圖，並請配合參閱圖4所示第二較佳實施概念中導電層(或電路層)與散熱基板相結合的結構示例圖、以及圖5與圖6所示第二較佳實施概念中電子結構體的不同角度的結構示例圖。亦即，圖3揭露一種電子元件3，至少包括電子結構體30、散熱基板31、導電層(或電路層)32。其中，散熱基板31為一經絕緣處理的鎂合金板；更佳者，於鎂合金板31中可不包括鋰元素，且於該鎂合金板31中，至少含有94 % 97 %重量百分比的鎂元素。申言之，圖3與圖I的不同處在於，電子結構體30為一邏輯IC晶粒或邏輯IC基板，抑或可為一內存IC晶粒或內存IC基板。當然，鎂合金板31更可包括少於O. I %重量百分比的矽、抑或更包括少於O. 005%重量百分比的鐵、抑或更包括少於O. 05 %重量百分比的銅、抑或更包括介於O. 2 %
O.5%重量百分比的猛、抑或更包括介於O. 5% I. 5%重量百分比的鋅、抑或更包括介於
2.5% 3. 5%重量百分比的鋁、抑或更包括少於O. 005%重量百分比的鎳。再則，鎂合金板31的絕緣處理方式，可包括物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序。例如，鎂合金板31的絕緣處理方式，可為納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳(Electroless Nickel)絕緣處理程序,抑或為微弧氧化(MicroArc Oxidation)絕緣處理程序。當然，上述各種絕緣處理程序，應為本領域普通技術人員所熟知，在此即不再贅述。另外，請參閱圖4所示者，其中直接貼覆並形成於鎂合金板31上方板體表面的導電層32,可為金屬層、銦鋪氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明電極層或石墨烯電極層。且，導電層32可經由蝕刻程序以得致電路層。又，請參閱圖3、5、6所示者，IC結構體30具有數個側邊導電墊(電極部)301及中央導電墊(電極部)304，該側邊導電墊301和中央導電墊304形成於IC結構體30的底部表面3011的部分區域與側面表面3013的部分區域，至於IC結構體30的頂部表面3010、與底部表面3011及側面表面3013的其它部分區域，則為屬於絕緣材料的絕緣結構體302 ；因此，IC結構體30即可以非打線(bonding)方式(例如,可為一覆晶(Flip-Chip)封裝方式)，藉由覆晶凸塊(Flip-Chip Bump)33而使該些電極部301、304電連接於導電層(或電路層)32。[0050]其中，該些覆晶凸塊33可為以蒸鍍(Evaporation)、派鍍(Sputtering)、電鍍(Electroplating)或印刷(Printing)方式所形成；且,該些覆晶凸塊33可為包括錫鉛凸塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。又，IC結構體30的至少部分絕緣結構體302，可經由中介層34而固定於鎂合金板31，以藉由中介層34與鎂合金板31進行散熱傳導。其中，中介層34可為導熱膠，抑或為錫團、錫堆、錫膏等焊料。請參閱圖7，其為可應用於本實用新型的另一種IC結構體的較佳實施概念示例圖。其與圖5所示的IC結構體30的不同處在於，IC結構體40亦具有形成於IC結構體40的底部表面4011的部分區域的數個導電墊(電極部)401和中央導電墊(電極部)404，但該些導電墊(電極部)401並未延伸到IC結構體40的側邊，所以，IC結構體40的頂部表面4010與側面表面4013的區域，以及底部表面4011的其它部分區域，皆屬於絕緣材料的絕緣結構體402。簡言之，透過本實用新型的作法，將具有高散熱性與低比熱的鎂合金板做為電子結構體的散熱基板，且於其板體表面上方直接貼覆形成導電層或電路層，並再利用覆晶凸塊(Flip-Chip Bump)將電子結構體直接形成覆晶式電連接結構，即可以低成本、工序簡單的方式，大幅且有效地解決目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散熱問題；故，本實用新型實為一極具產業價值之作。上述各實施僅為說明而非限制本實用新型，本實用新型領域的普通技術人員得以其它方式變化實施之，然皆不脫如所附權利要求所欲保護的範疇。
權利要求1.一種具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，包括 散熱基板；其中，該散熱基板為經絕緣處理且不包括鋰元素的鎂合金板； 電路層，直接貼覆形成於該散熱基板的板體表面處；以及 電子結構體，以覆晶方式電連接於該電路層，且該電子結構體的至少部分絕緣結構體，是經由一中介層而固定於該散熱基板，以藉由該中介層與該散熱基板進行散熱傳導。
2.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該散熱基板為經物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序處理的鎂合金板。
3.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該散熱基板為經納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳絕緣處理程序抑或微弧氧化絕緣處理程序處理的鎂合金板。
4.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該電路層為至少以一金屬層、一銦銻氧化物透明電極層或一石墨烯電極層為一導電層，經由蝕刻程序後所得致。
5.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，還包括覆晶凸塊，該覆晶凸塊電連接於該電子結構體與該電路層之間，且該覆晶凸塊是以蒸鍍、濺鍍、電鍍或印刷方式形成於該電子結構體與該電路層之間；其中，該覆晶凸塊為包括錫鉛凸塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。
6.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該電子結構體為LED發光晶粒，抑或為邏輯IC晶粒或邏輯IC基板，抑或為內存IC晶粒或內存IC基板。
7.如權利要求I所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該中介層為導熱膠，抑或為錫團、錫堆或錫膏。
8.一種具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，包括 散熱基板；其中，該散熱基板為經絕緣處理的鎂合金板； 導電層，直接形成於該散基熱板的板體表面；以及 電子結構體，具有至少一電極部，該至少一電極部以非打線方式電連接於該導電層，且該電子結構體的至少部分絕緣結構體，是經由一中介層而固定於該散熱基板，以藉由該中介層與該散熱基板進行散熱傳導。
9.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該散熱基板為經物理式絕緣處理程序及/或化學式絕緣處理程序處理的鎂合金板。
10.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該散熱基板為經納米真空濺鍍絕緣處理程序、無電解鎳絕緣處理程序抑或微弧氧化絕緣處理程序處理的鎂合金板。
11.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該導電層為金屬層、銦銻氧化物透明電極層或石墨烯電極層。
12.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該導電層經由蝕刻程序以得致一電路層。
13.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該至少一電極部以覆晶封裝方式電連接於該導電層。
14.如權利要求13所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，還包括覆晶凸塊，該覆晶凸塊電連接於該至少一電極部與該導電層之間，且該覆晶凸塊是以蒸鍍、濺鍍、電鍍或印刷方式形成於該至少一電極部與該導電層之間；其中，該覆晶凸塊為包括錫鉛凸塊或無鉛凸塊在內的金屬凸塊。
15.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該電子結構體為LED發光晶粒，抑或為邏輯IC晶粒或邏輯IC基板，抑或為內存IC晶粒或內存IC基板。
16.如權利要求8所述的具有絕緣散熱基板的電子元件，其特徵在於，該中介層為導熱膠，抑或為錫團、錫堆或錫膏。
專利摘要本實用新型提供一種具有絕緣散熱基板的電子元件，包括一散熱基板；其中，該散熱基板為一經絕緣處理的鎂合金板，且該鎂合金板不包括鋰元素；一電路層，直接貼覆形成於該散熱基板的板體表面處；以及一電子元件，以覆晶方式電連接於該電路層，且該電子元件的至少部分絕緣結構體，是經由一中介層而固定於該散熱基板，以藉由該中介層與該散熱基板進行散熱傳導。本實用新型成本低，實現工序簡單，且可有效地解決目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散熱問題。
文檔編號H01L23/367GK202363451SQ20112030338
公開日2012年8月1日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者吳柏毅, 吳獻桐, 蔡欣倉 申請人:吳獻桐