芯片散熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種芯片散熱系統(tǒng)，用于具有第一芯片的電子產(chǎn)品，第一芯片具有第一晶面與第一晶背，包括：芯片模封材，至少包覆第一芯片的側(cè)邊；上外殼，位于第一芯片上方，接觸第一芯片的第一晶背；封裝基板，通過多個第一凸塊與第一芯片的第一晶面連接；以及電路板，具有第一面及第二面，通過多個焊錫，以第一面與封裝基板連接芯片散熱系統(tǒng)還可包括下外殼，位于電路板下方，接觸電路板的第二面。第一芯片所產(chǎn)生的熱能是通過第一晶背傳導(dǎo)至上外殼，通過第一晶面、第一凸塊、封裝基板、焊錫、電路板傳導(dǎo)至下外殼。
【專利說明】芯片散熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芯片散熱系統(tǒng)，特別是涉及一種用于具有多個芯片的電子產(chǎn)品的芯片散熱系統(tǒng)有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前集成電路(Integrated Circuit)的技術(shù)發(fā)展達(dá)到前所未有、倉ll新的技術(shù)水準(zhǔn)。芯片的尺寸越來越小，電子產(chǎn)品的設(shè)計也不斷地縮小。如數(shù)字相機(jī)、行動電話、平板計算機(jī)等，各式各樣的電子產(chǎn)品中采用芯片等集成電路組件的數(shù)量也不止一二。在資本市場激烈競爭中，勢必不斷地提高電子產(chǎn)品效能，取得產(chǎn)品優(yōu)勢，因此，芯片、集成電路組件，例如微處理器、多樣規(guī)格通訊芯片、內(nèi)存、影像音訊處理芯片等，工作頻率不斷地競相提高，但同樣地在取得產(chǎn)品優(yōu)勢的目標(biāo)下，電子產(chǎn)品的設(shè)計卻又勢必朝輕、薄、小的方向發(fā)展。而為發(fā)熱源的芯片、集成電路組件的工作頻率提高或數(shù)量增加，皆會導(dǎo)致發(fā)熱密度增加，所以電子產(chǎn)品單位體積中的熱密度會持續(xù)拉高。
[0003]然而，對于電子產(chǎn)品同時必定會有靜音要求，因此一般主動式散熱技術(shù)，如風(fēng)扇也不適用在朝輕、薄、小設(shè)計的電子產(chǎn)品，被動式散熱系統(tǒng)的散熱效率無法與主動式散熱技術(shù)比較，但能滿足輕、薄、小的設(shè)計，因此被動式散熱系統(tǒng)已確定為輕、薄、小設(shè)計的電子產(chǎn)品必然采用的技術(shù)。
[0004]所以，電子產(chǎn)品中散熱系統(tǒng)的設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)漸趨嚴(yán)峻。
[0005]請參考圖1，是已知技術(shù)中具有芯片A的電子廣品的結(jié)構(gòu)不意圖。如圖1所不，一般電子產(chǎn)品所具有的芯片A多以此簡圖的方式設(shè)置于電子產(chǎn)品內(nèi)。電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中具有上殼體1、芯片模封材2、多個凸塊3、封裝基板4、多個焊錫5、電路板6、下殼體7。芯片A以封裝基板4通過凸塊3連接封裝后，利用芯片模封材2將芯片A覆蓋。封裝基板4通過焊錫5連接于電路板6。電路板6則由多個固定螺絲固定于下殼體7。
[0006]如圖1所示，覆蓋芯片A的芯片模封材2與上殼體I之間會保留一定的空間；電路板6與下殼體7之間也會保留一定的空間。多個凸塊3之間有時也會加入填充材料，例如環(huán)氧樹脂類的材料。而由于空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)低，所以，當(dāng)芯片A工作發(fā)熱時，所產(chǎn)生熱能的熱流傳導(dǎo)路徑朝上則止于芯片模封材2，向下許多組件則多會阻礙芯片A所產(chǎn)生熱能的傳導(dǎo)，例如非熱傳導(dǎo)性良好的凸塊3間加入的填充材料、封裝基板4中的介電層材料、電路板6的介電層材料等。
[0007]所以，單位體積中的熱密度勢必隨著芯片A工作時間而不斷累積。甚至，為能滿足電子產(chǎn)品輕、薄、小設(shè)計的實現(xiàn)，多芯片整合封裝已為當(dāng)前趨勢。芯片A若與其它溫度低許多的芯片整合封裝，則采用已知技術(shù)散熱系統(tǒng)設(shè)計的電子產(chǎn)品中，芯片A所產(chǎn)生熱能的熱流傳導(dǎo)路徑必然會導(dǎo)向其它芯片(熱流傳導(dǎo)會自然傾向朝熱傳導(dǎo)系數(shù)較高的方向)而影響其它芯片，導(dǎo)致電子產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)升溫，不僅影響效能、增加消耗電力還縮短電子產(chǎn)品壽命O
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于提供一種芯片散熱系統(tǒng)，用于具有一第一芯片的一電子產(chǎn)品，第一芯片具有第一晶面與第一晶背，電子產(chǎn)品的外部為環(huán)境氣體，該芯片散熱系統(tǒng)包括:芯片模封材，至少包覆第一芯片的側(cè)邊；一上外殼，與電子產(chǎn)品外部的環(huán)境氣體接觸，位于第一芯片上方，接觸第一芯片的第一晶背；一封裝基板，通過多個第一凸塊與第一芯片的第一晶面連接；以及一電路板，具有第一面及第二面，通過多個焊錫，以第一面與封裝基板連接。
[0009]本發(fā)明的芯片散熱系統(tǒng)還包括一下外殼，位于電路板下方，接觸電路板的第二面。本發(fā)明的芯片散熱系統(tǒng)還包括具有第二晶面與第二晶背的一第二芯片，該芯片模封材至少包覆第二芯片的側(cè)邊。封裝基板通過多個第二焊錫與第二芯片的第二晶面連接。在本發(fā)明的一實施例中，包覆第一芯片的芯片模封材與包覆第二芯片的芯片模封材是分開獨(dú)立與封裝基板接觸。
[0010]再者，在本發(fā)明的又一實施例中，上外殼對應(yīng)第一芯片的第一晶背的位置，具有一下突出部分以與第一芯片的第一晶背接觸。下外殼對應(yīng)第一芯片的第一晶面的位置，具有一上突出部分以與電路板的第二面接觸?？蛇x擇的上外殼，還位于第二芯片的上方，接觸第二芯片的第二晶背；下外殼，還位于第二芯片的下方，對應(yīng)第二芯片的第二晶面的位置，接觸電路板的第二面。
[0011]在本發(fā)明的又一實施例中，上外殼是通過一上導(dǎo)熱材接觸第一芯片的第一晶背。下外殼是通過一下導(dǎo)熱材接觸電路板的第二面。
[0012]依據(jù)本發(fā)明，第一芯片所產(chǎn)生的熱能是通過第一晶背傳導(dǎo)至上外殼，通過第一晶面、第一凸塊、封裝基板、焊錫、電路板傳導(dǎo)至下外殼。
[0013]本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)使第一芯片至上外殼及下外殼之間的熱阻大幅縮小，而使第一芯片所產(chǎn)生熱能的熱流路徑是徑導(dǎo)向于上外殼及下外殼，也就是第一芯片在第一晶背的接面溫度小于上外殼未接觸第一晶背時，在第一晶背的接面溫度；第一芯片于第一晶面的接面溫度小于下外殼未接觸對應(yīng)第一晶面位置的電路板時，在第一晶面的接面溫度。因此大幅降低已知技術(shù)中傳導(dǎo)至第二芯片的熱能。所以，能有效地降低具有多芯片的電子產(chǎn)品的工作溫度，提升電子產(chǎn)品的工作效能，延長使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是已知技術(shù)中具有芯片的電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有芯片的電子產(chǎn)品的第一實施例的組結(jié)構(gòu)意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有芯片的電子產(chǎn)品的第二實施例的結(jié)構(gòu)意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片的電子產(chǎn)品的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片的電子產(chǎn)品的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片的電子產(chǎn)品的第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖7是已知技術(shù)中具有多芯片的電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖中標(biāo)號的對應(yīng)關(guān)系如下:
[0022]I上殼體
[0023]2芯片模封材
[0024]3凸塊
[0025]4封裝基板
[0026]5焊錫
[0027]6電路板
[0028]7下殼體
[0029]A第一芯片
[0030]Al第一晶面
[0031]A2第一晶背
[0032]B第二芯片
[0033]BI第二晶面
[0034]B2第二晶背
[0035]100、102 上外殼
[0036]110上導(dǎo)熱材
[0037]200芯片模封材
[0038]210分離間隙
[0039]300第一凸塊
[0040]302第二凸塊
[0041]400封裝基板
[0042]500焊錫
[0043]600電路板
[0044]700、702 下外殼
[0045]710下導(dǎo)熱材
【具體實施方式】
[0046]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0047]請參考圖2，是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有芯片A的電子產(chǎn)品的第一實施例的組結(jié)構(gòu)意圖。芯片A具有第一晶面Al與第一晶背A2。本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)包括上外殼100、芯片模封材200、多個第一凸塊300、封裝基板400、多個焊錫500、電路板600、下外殼700。其中，芯片A內(nèi)具有半導(dǎo)體組件，可以經(jīng)由外部電路量測其半導(dǎo)體接面溫度(Junctiontemperature)。
[0048]如圖所示， 芯片模封材200至少包覆第一芯片A的側(cè)邊，可露出第一晶背A2?；蛘?，芯片模封材200也可僅以非常薄的厚度覆蓋第一芯片A的第一晶背A2全部或至少一部分，例如第一晶背A2中最需要散熱的部份面積亦可，實務(wù)上芯片模封材也具有一定程度的導(dǎo)熱效果。上外殼100位于第一芯片A上方，對應(yīng)第一芯片A的第一晶背A2的位置，具有一下突出部分，或者呈凹口向上的π型接觸第一芯片A的第一晶背A2。封裝基板400具有多個介電層(未顯不)，每一介電層的厚度均小于30 μ m。封裝基板400通過多個第一凸塊300與第一芯片A的第一晶面Al連接。如圖中虛線所示，多個凸塊300之間也可加入填充材料，例如環(huán)氧樹脂類的材料。電路板具有朝上的第一面及朝下的第二面，通過多個焊錫500，以第一面與封裝基板400連接。下外殼700位于電路板600下方，對應(yīng)第一芯片A的第一晶面Al的位置，具有一上突出部分，或者呈凹口向下的π型接觸電路板600的第二面。可選擇地，上外殼100或下外殼700可以由金屬制成。
[0049]由于空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)非常低，20 °C時大約僅0.0257 (ff/mK) ；60 °C時也僅
0.0287 (ff/mK)。而例如:銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)20°C時約386 (W/mK);鋁的熱傳導(dǎo)系數(shù)20°C時約386 (ff/mK)。環(huán)氧樹脂Epoxy的熱傳導(dǎo)系數(shù)約0.19 (W/mK);而即便經(jīng)由改良而熱傳導(dǎo)較佳的環(huán)氧樹脂Epoxy類材料，其熱傳導(dǎo)系數(shù)也僅達(dá)1-10 (W/mK)。因此依據(jù)本發(fā)明，通過上外殼100或下外殼700與第一晶背A2或電路板600對應(yīng)第一晶面Al的位置接觸,能大幅降低此些方向熱流路徑中的熱阻，從而操控?zé)崃鞣较蚨玫蕉嘀匦б妗?br> [0050]請參照圖2及以下本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的相關(guān)公式:T代表第一芯片A的半導(dǎo)體組件接面溫度(Junction temperature), RT代表外界環(huán)境氣體溫度,Qc代表第一芯片A所產(chǎn)生的總熱流，Ql代表朝上外殼100的熱流，Q2代表朝下外殼700的熱流，Q3代表朝側(cè)方向的熱流。
[0051]Rl代表朝上外殼100方向的熱阻,R2代表朝下外殼700方向的熱阻,R3代表側(cè)方向的熱阻。
[0052]各方向的熱流QX等于該方向第一芯片A溫度與外界環(huán)境氣體溫度(RT)溫度間的溫度差，或者與側(cè)方向一預(yù)設(shè)位置的溫度間的溫度差A(yù)T除以該方向的熱阻，ΛΤ/RX。
[0053]Ql= Δ T/Rl ；Q2= Δ T/R2 ；Q3= Δ T/R3
[0054]未采用本發(fā)明時，總熱流等于各方向的熱流加總合:
[0055]Qc=Ql+Q2+Q3=ΔT/R1+ΔT/R2+ΔT/R3 ；
[0056]AT=Qc/(l/Rl+l/R2+l/R3)
[0057]采用本發(fā)明時，即至少改變了朝上外殼100方向的熱阻，則各方向的熱流QX’等于該方向第一芯片A溫度與外界環(huán)境氣體溫度(RT)溫度間的溫度差,或者與側(cè)方向一預(yù)設(shè)位置的溫度間的溫度差除以該方向的熱阻，即AT’ /RX’。
[0058]所以在Qc沒有改變的情況下，前開各方向的熱流則改變成為:
[0059]Q1，=ΛΤ，/Rr ;Q2，=ΛΤ，/R2 ;Q3，=ΛΤ，/R3
[0060]Qc=Ql，+Q2，+Q3，=ΛΤ，/Rl，+ AT，/R2+AT，/R3
[0061]AT’ =Qc/(l/Rl’ +1/R2+1/R3)
[0062]依據(jù)本發(fā)明圖2的實施例,若改變朝上外殼100方向的熱阻,換言之降低此方向的熱阻，即R1>R1’，但R2，R3不變，則Q1〈Q1’ ;ΛΤ>ΛΤ，。換言之，依據(jù)本發(fā)明降低了朝上外殼100方向的熱阻R1>R1’，或還進(jìn)一步降低了朝下外殼700的熱阻R2>R2’，從而操控?zé)崃鱍1’、Q2’及Q3’的比例，Q1’與Q2’可大幅增加，Q3’相對地大幅地減少。
[0063]所以，如圖中箭頭所標(biāo)示方向，相較圖1，第一芯片A所產(chǎn)生熱能的較大部分是通過第一晶背A2傳導(dǎo)至上外殼100,通過第一晶面Al、第一凸塊300、封裝基板400、焊錫500、電路板600傳導(dǎo)至下外殼700。也就是,第一芯片A的接面溫度小于上外殼100未接觸第一晶背A2時第一芯片A的接面溫度；第一芯片A的接面溫度小于下外殼700未接觸對應(yīng)第一晶面Al位置的電路板600時第一芯片A的接面溫度。
[0064]請參考圖3，是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有芯片A的電子產(chǎn)品的第二實施例的結(jié)構(gòu)意圖。芯片A具有第一晶面Al與第一晶背A2。本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)包括上外殼102、上導(dǎo)熱材110、芯片模封材200、多個第一凸塊300、封裝基板400、多個焊錫500、電路板600、下外殼702、下導(dǎo)熱材710。
[0065]如圖所不,芯片模封材200至少包覆第一芯片A的側(cè)邊,可露出第一晶背A2。上外殼100位于第一芯片A上方，通過上導(dǎo)熱材110的設(shè)置接觸第一芯片A的第一晶背A2。封裝基板400具有多個介電層(未顯示)，每一介電層的厚度均小于30 μ m。封裝基板400通過多個第一凸塊300與第一芯片A的第一晶面Al連接。如圖中虛線所示，多個凸塊300之間也可加入填充材料，例如環(huán)氧樹脂類的材料。電路板具有朝上的第一面及朝下的第二面，通過多個焊錫500，以第一面與封裝基板400連接。下外殼700位于電路板600下方，通過下導(dǎo)熱材710的設(shè)置接觸電路板600的第二面。上導(dǎo)熱材110與下導(dǎo)熱材710的材質(zhì)可以為有機(jī)體參雜高導(dǎo)熱材料粉末以提升熱傳導(dǎo)效率，抑或膠態(tài)或液態(tài)組成利用對流方式提升效率的散熱組件，抑或是利用熱電效應(yīng)致冷(Peltier effect)組件所組成。
[0066]所以，如圖中箭頭所標(biāo)示方向，第一芯片A所產(chǎn)生的熱能是通過第一晶背A2、上導(dǎo)熱材110傳導(dǎo)至上外殼100，通過第一晶面Al、第一凸塊300、封裝基板400、焊錫500、電路板600、下導(dǎo)熱材710傳導(dǎo)至下外殼700。也就是第一芯片A的接面溫度小于上外殼100未接觸該第一晶背A2時第一芯片A的接面溫度；第一芯片A的接面溫度小于下外殼700未接觸對應(yīng)第一晶面Al位置的電路板600時第一芯片A的接面溫度。
[0067]請參考圖4及圖5。圖4是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片A、B的電子產(chǎn)品的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片A、B的電子產(chǎn)品的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。芯片A具有第一晶面Al與第一晶背A2。芯片B具有第二晶面BI與第二晶背B2。本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)包括上外殼100、芯片模封材200、多個第一凸塊300、多個第二凸塊302、封裝基板400、多個焊錫500、電路板600、下外殼700。
[0068]如圖4所不,芯片模封材200至少包覆第一芯片A的側(cè)邊,可露出第一晶背A2,同時，也至少包覆第二芯片B的側(cè)邊，可露出第二晶背B2?；蛘撸酒７獠?00也可僅以非常薄的厚度覆蓋第一芯片A的第一晶背A2至少一部分及第二芯片B的第二晶背B2至少一部分。例如第一晶背A2及第二晶背B2中最需要散熱的部份面積也可。上外殼100位于第一芯片A上方，對應(yīng)第一芯片A的第一晶背A2的位置，具有一下突出部分接觸第一芯片A的第一晶背A2。當(dāng)然在本實施例中，也可采用如圖3中的上導(dǎo)熱材110。但上外殼100對應(yīng)第二芯片B的第二晶背B2的位置則維持平坦?fàn)?，而未與第二芯片B接觸。具有多個介電層(未顯不)，每一介電層的厚度均小于30 μ m。封裝基板400通過多個第一凸塊300與第一芯片A的第一晶面Al連接；通過多個第二凸塊302與第二芯片B的第二晶面BI連接。
[0069]如圖4中虛線所示，多個凸塊300、多個第二凸塊302之間也可加入填充材料，例如環(huán)氧樹脂類的材料。電路板具有朝上的第一面及朝下的第二面，通過多個焊錫500，以第一面與封裝基板400連接。下外殼700位于電路板600下方，對應(yīng)第一芯片A的第一晶面Al的位置，具有一上突出部分接觸電路板600的第二面。當(dāng)然在本實施例中，也可采用如圖3中的下導(dǎo)熱材710。但下外殼700對應(yīng)第二芯片B的第二晶面BI的位置則維持平坦?fàn)?，而未與電路板600的第二面接觸。[0070]所以，如圖4中箭頭所標(biāo)示方向，第一芯片A所產(chǎn)生的熱能是通過第一晶背A2傳導(dǎo)至上外殼100，通過第一晶面Al、第一凸塊300、封裝基板400、焊錫500、電路板600傳導(dǎo)至下外殼700。也就是第一芯片A的接面溫度小于上外殼100未接觸第一晶背A2時第一芯片A的接面溫度;第一芯片A的接面溫度小于下外殼700未接觸對應(yīng)第一晶面Al位置的電路板600時第一芯片A的接面溫度。同時，第二芯片B的接面溫度也將小于上外殼100未接觸第一晶背A2時第二芯片B的接面溫度；第二芯片B的接面溫度也將小于下外殼700未接觸對應(yīng)第一晶面Al位置的電路板600時第二芯片B的接面溫度。
[0071]因此本發(fā)明使外殼100、700與第一晶背A2或電路板600接觸能大幅降低熱流路徑中的熱阻，從而操控?zé)崃鞣较蚴沟谝恍酒珹所產(chǎn)生熱能的較大部分是通過第一晶背A2傳導(dǎo)至上外殼100，通過第一晶面Al、第一凸塊300、封裝基板400、焊錫500、電路板600傳導(dǎo)至下外殼700。以大幅減少由第一芯片A傳導(dǎo)至第二芯片B的熱能,避免第一芯片A的熱能提高第二芯片B的溫度，導(dǎo)致第二芯片B的性能下降。
[0072]于圖5所不本發(fā)明第四實施例中，與第三實施例不同的處在,上外殼100對應(yīng)第二芯片B的第二晶背B2的位置，還具有一下突出部分與第二芯片B的第二晶背B2接觸。下外殼700對應(yīng)第二芯片B的第二晶面BI的位置則維持平坦?fàn)?，還具有一上突出部分與電路板600的第二面接觸。還可大幅降低此些方向熱流路徑中的熱阻，而使第二芯片B所產(chǎn)生熱能的熱流路徑是徑導(dǎo)向于上外殼100及下外殼700。
[0073]請參考圖6，是本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)用于具有多芯片A、B的電子產(chǎn)品的第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與本發(fā)明第三實施例相似，芯片A具有第一晶面Al與第一晶背A2。芯片B具有第一晶面BI與第一晶背B2。本發(fā)明第四實施例的芯片散熱系統(tǒng)同樣地包括上外殼100、芯片模封材200、多個第一凸塊300、多個第二凸塊302、封裝基板400、多個焊錫500、電路板600、下外殼700。但本發(fā)明第四實施例與第三實施例不同之處在于:第一芯片A與第二芯片B雖同為芯片模封材200包覆,但第一芯片A、第二芯片B間的芯片模封材200被分割而具有分離間隙210。當(dāng)然，本發(fā)明也可結(jié)合第四及第五實施例，使第五實施例中，上外殼100對應(yīng)第二芯片B的第二晶背B2的位置，還具有一下突出部分與第二芯片B的第二晶背B2接觸。下外殼700對應(yīng)第二芯片B的第二晶面BI的位置則維持平坦?fàn)?，具還有一上突出部分與電路板600的第二面接觸。
[0074]請參考本發(fā)明第4飛圖所示實施例與圖7所示采用已知技術(shù)的具有多芯片A、B的電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行比對。由于空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)非常低，20°C時大約僅0.0257 (W/mK)；60°C時也僅0.0287 (W/mK)。而例如:銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)20°C時約386 (W/mK);鋁的熱傳導(dǎo)系數(shù)20°C時約386 (W/mK)。環(huán)氧樹脂Epoxy的熱傳導(dǎo)系數(shù)約0.19 (W/mK);而即便經(jīng)由改良而熱傳導(dǎo)較佳的環(huán)氧樹脂Epoxy類材料，其熱傳導(dǎo)系數(shù)也僅達(dá)1-10 (W/mK)。
[0075]由于熱流傳導(dǎo)會自然傾向朝熱傳導(dǎo)系數(shù)較低的方向，而由前述可知，圖7所示采用已知技術(shù)的散熱設(shè)計，當(dāng)芯片A發(fā)熱時，所產(chǎn)生熱能的熱流傳導(dǎo)路徑朝上則止于芯片模封材2，向下許多組件則多會阻礙芯片A所產(chǎn)生熱能的傳導(dǎo)，例如非熱傳導(dǎo)性良好的凸塊3間加入的填充材料、封裝基板4中的介電層材料、電路板6的介電層材料等。因空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)非常低，如圖7中所示，芯片A所產(chǎn)生的熱能必然大量地被導(dǎo)向芯片B，導(dǎo)致電子產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)升溫，不僅影響效能、增加消耗電力還縮短電子產(chǎn)品壽命。
[0076]反觀本發(fā)明圖4所不實施例中，由于第一芯片A的第一晶背Al接觸上外殼100,封裝基板400的每一介電層厚度均小于30 μ m,再加上對應(yīng)第一芯片A的第二晶面A2的位置，電路板600朝下的第二面接觸下外殼700,也就是第一芯片A的接面溫度小于上外殼100未接觸第一晶背A2時第一芯片A的接面溫度；第一芯片A的接面溫度小于下外殼700未接觸對應(yīng)第一晶面Al位置的電路板600時第一芯片A的接面溫度。所以第一芯片A所產(chǎn)生的大量熱能多能有效地弓I導(dǎo)至上外殼100及下外殼700，大幅地減少了第一芯片A產(chǎn)生熱能對第二芯片B的影響。
[0077]本發(fā)明圖5所示實施例中，同時由于第二芯片B的第二晶背BI接觸上外殼100，封裝基板400的每一介電層厚度均小于30 μ m,再加上對應(yīng)第二芯片B的第二晶面B2的位置，電路板600朝下的第二面接觸下外殼700。也就是同時地，第二芯片B的接面溫度小于上外殼100未接觸第二晶背B2時第二芯片B的接面溫度；第二芯片A的接面溫度小于下外殼700未接觸對應(yīng)第二晶面BI位置的電路板600時第二芯片B的接面溫度。所以第二芯片B所產(chǎn)生的熱能也大多能有效地引導(dǎo)至上外殼100及下外殼700。
[0078]再者，本發(fā)明圖6所示實施例中，還進(jìn)一步地分割第一芯片A、第二芯片B間的芯片模封材200，而設(shè)置分離間隙210于第一芯片A、第二芯片B之間。分離間隙210使得包覆第一芯片A的芯片模封材200與包覆第二芯片B的芯片模封材200分開獨(dú)立地與封裝基板400接觸并結(jié)合。更有效率地，還進(jìn)一步減少第一芯片A產(chǎn)生熱能對第二芯片B的影響。
[0079]依據(jù)本發(fā)明芯片散熱系統(tǒng)，使第一芯片至上外殼及下外殼之間的熱阻大幅縮小，而使第一芯片所產(chǎn)生熱能的熱流路徑是徑導(dǎo)向于上外殼及下外殼，因此大幅降低已知技術(shù)中第一芯片熱能大量傳導(dǎo)至第二芯片的缺點(diǎn)。所以，能有效地降低具有多芯片的電子產(chǎn)品的工作溫度，提升電子產(chǎn)品的工作效能，延長使用壽命。
[0080]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片散熱系統(tǒng)，用于具有一第一芯片的一電子產(chǎn)品，該第一芯片具有第一晶面與第一晶背，該電子產(chǎn)品的外部為環(huán)境氣體，該芯片散熱系統(tǒng)包括: 芯片模封材，至少包覆該第一芯片的側(cè)邊； 一上外殼，與該電子產(chǎn)品外部的該環(huán)境氣體接觸，位于該第一芯片上方，接觸該第一芯片的該第一晶背； 一封裝基板，通過多個第一凸塊與該第一芯片的該第一晶面連接；以及 一電路板，具有第一面及第二面，通過多個焊錫，以該第一面與該封裝基板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括一下外殼位于該電路板下方，對應(yīng)所述第一芯片的第一晶面，接觸所述電路板的第二面。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述封裝基板具有多個介電層，每一介電層的厚度都小于30 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有第二晶面與第二晶背的一第二芯片，所述芯片模封材至少包覆第二芯片的側(cè)邊。
5.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二芯片的接面溫度小于所述上外殼未接觸第一晶背時第二芯片的接面溫度。
6.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括一下外殼位于所述電路板下方，對應(yīng)所述第一芯片的第一晶面，接觸電路板的第二面，且所述第二芯片的接面溫度小于下外殼未接觸對應(yīng)第一晶面位置的電路板時第二芯片的接面溫度。
7.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述封裝基板通過多個第二凸塊與第二芯片的第 二晶面連接。
8.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述上外殼，還位于第二芯片的上方，接觸第二芯片的第二晶背。
9.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括一下外殼位于該電路板下方，對應(yīng)所述第二芯片的第二晶面的位置，接觸所述電路板的第二面。
10.如權(quán)利要求4所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，其中包覆所述第一芯片的芯片模封材與包覆第二芯片的芯片模封材是分開獨(dú)立與封裝基板接觸。
11.如權(quán)利要求7所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一芯片的接面溫度小于上外殼未接觸第一晶背時第一芯片的接面溫度。
12.如權(quán)利要求2所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一芯片的接面溫度小于所述下外殼未接觸對應(yīng)第一晶面位置的電路板時第一芯片的接面溫度。
13.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一芯片的接面溫度小于所述上外殼未接觸第一晶背時第一芯片的接面溫度。
14.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述上外殼對應(yīng)所述第一芯片的第一晶背的位置，具有一下突出部分以與所述第一芯片的第一晶背接觸。
15.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述上外殼是通過一上導(dǎo)熱材接觸所述第一芯片的第一晶背。
16.如權(quán)利要求1所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述上外殼是由金屬制成。
17.如權(quán)利要求2所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述下外殼對應(yīng)所述第一芯片的第一晶面的位置，具有一上突出部分與電路板的第二面接觸。
18.如權(quán)利要求2所述的芯片散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述下外殼是通過一下導(dǎo)熱材接觸所述電路板的第二面。
19.如權(quán)利要求2所述的芯片散熱`系統(tǒng)，其特征在于，所述下外殼是由金屬制成。
【文檔編號】H01L23/04GK103871982SQ201310043561
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】楊之光 申請人:巨擘科技股份有限公司