专利名称：一种具有绝缘散热基板的电子元件的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种具有绝缘散热基板的电子元件，特别是关于一种具镁合金绝缘散热基板的电子元件。
背景技术：
近年来，电子产品领域技术突飞猛进，加上市场对产品轻、薄、短、小及高规格、高效能的需求，种种都使散热效率成为许多产品开发的瓶颈。因此，如何在散热元件的材质选用开发等寻求突破，以追求更好的散热效果，成为许多技艺的开发重点。于其中，将具有良好散热性的镁锂合金材料应用于散热技术的想法，已逐渐为业界所采用。例如，于中国实用新型专利公告号CN201585224U中，已揭露一种可将镁锂合金应用于散热技术的想法。另一方面，目前以非打线(bonding)方式(例如,可为一种覆晶(Flip-Chip)封装方式)，将LED晶粒或IC晶粒或IC基板(电子元件)结合于贴附有一导电层的绝缘散热基板的实施方式，也因此种封装技术逐渐成熟，且散热性较佳，故业已广泛被LED业界或是IC封装业界所采用。基于此，如何将镁锂合金以外的镁合金材料，应用于上述以覆晶(Flip-Chip)封装方式将电子元件结合绝缘散热基板的元件结构中，以更进一步提高电子元件的散热效果，遂成为本实用新型的研究课题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种采用不包括锂元素在内的镁合金基板并以覆晶方式进行封装的具有绝缘散热基板的电子元件，成本低，散热效率高。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种具有绝缘散热基板的电子元件，其包括散热基板、电路层以及电子结构体，其中，该散热基板为经绝缘处理且不包括锂元素的镁合金板；该电路层直接贴覆形成于该散热基板的板体表面处；该电子结构体以覆晶方式电连接于该电路层，且该电子结构体的至少部分绝缘结构体，是经由一中介层而固定于该散热基板，以藉由该中介层与该散热基板进行散热传导。较佳地,该镁合金板是含有94% 97%重量百分比的镁元素的镁合金板。较佳地，该镁合金板是还包括少于O. I %重量百分比的硅、抑或还包括少于O. 005 %重量百分比的铁、抑或还包括少于O. 05 %重量百分比的铜、抑或还包括介于O. 2% O. 5%重量百分比的猛、抑或还包括介于O. 5% I. 5%重量百分比的锌、抑或还包括介于2. 5% 3. 5%重量百分比的铝、抑或还包括少于O. 005%重量百分比的镍的镁合金板。较佳地，该散热基板可为经物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序处理的镁合金板。[0011]较佳地，该散热基板可为经纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍(ElectIX)IessNickel)绝缘处理程序抑或微弧氧化(Micro Arc Oxidation)绝缘处理程序处理的镁合金板。[0012]较佳地，该电路层可为至少以一金属层、一铟锑氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明电极层或一石墨烯电极层为一导电层，经由蚀刻程序后所得致。较佳地,所述的具有绝缘散热基板的电子元件还包括覆晶凸块(Flip-ChipBump),该覆晶凸块电连接于该电子结构体与该电路层之间，且该覆晶凸块是以蒸镀(Evaporation)、派镀(Sputtering)、电镀(Electroplating)或印刷(Printing)方式形成于该电子结构体与该电路层之间；其中，该覆晶凸块为包括锡铅凸块或无铅凸块在内的金属凸块。较佳地，该电子结构体可为LED发光晶粒，抑或为逻辑IC晶粒或逻辑IC基板，抑或为内存IC晶粒或内存IC基板。较佳地，该中介层可为导热胶，抑或为锡团、锡堆、锡膏等焊料。本实用新型还提供一种具有绝缘散热基板的电子元件，其包括散热基板、导电层以及电子结构体，该散热基板为经绝缘处理的镁合金板；该导电层直接形成于该散基热板的板体表面；该电子结构体具有至少一电极部，该至少一电极部以非打线(bonding)方式电连接于该导电层，且该电子结构体的至少部分绝缘结构体，是经由一中介层而固定于该散热基板，以藉由该中介层与该散热基板进行散热传导。较佳地,该镁合金板是含有94% 97%重量百分比的镁元素的镁合金板。较佳地，该镁合金板是不包括锂元素的同时，还包括少于0. 1%重量百分比的硅抑或少于0. 005 %重量百分比的铁抑或少于0. 05%重量百分比的铜抑或介于0. 2 % 0. 5%重量百分比的锰抑或介于0. 5% I. 5%重量百分比的锌抑或介于2. 5% 3. 5%重量百分比的铝抑或少于0. 005%重量百分比的镍的镁合金板。较佳地，该散热基板可为经物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序处理的镁合金板。较佳地，该散热基板可为经纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍(ElectiOlessNickel)绝缘处理程序抑或微弧氧化(Micro Arc Oxidation)绝缘处理程序处理的镁合金板。较佳地，该导电层可为金属层、铟锑氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)透明电极层或石墨烯电极层。较佳地，该导电层可经由蚀刻程序以得致一电路层。较佳地，该至少一电极部以覆晶封装方式电连接于该导电层。较佳地,所述具有绝缘散热基板的电子元件还包括覆晶凸块(Flip-ChipBump),该覆晶凸块电连接于该至少一电极部与该导电层之间，且该覆晶凸块是以蒸镀(Evaporation)、派镀(Sputtering)、电镀(Electroplating)或印刷(Printing)方式形成于该至少一电极部与该导电层之间；其中，该覆晶凸块可为包括锡铅凸块或无铅凸块在内的金属凸块。较佳地，该电子结构体可为LED发光晶粒，抑或为逻辑IC晶粒或逻辑IC基板，抑或为内存IC晶粒或内存IC基板。[0026]较佳地，该中介层可为导热胶，抑或为锡团、锡堆、锡膏等焊料。本实用新型将具有高散热性与低比热的镁合金板做为电子结构体的散热基板，且于其板体表面上方直接贴覆形成导电层或电路层，并再利用覆晶凸块将电子结构体直接形成覆晶式电连接结构，从而可以低成本、工序简单的方式，大幅且有效地解决目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散热问题。
图I :其为本实用新型的一第一较佳实施概念示例图。图2 :其为可应用于本实用新型的另一种LED磊晶结构体的较佳实施概念示例图。图3 :其为本实用新型的一第二较佳实施概念示例图。图4 :其为本实用新型的第二较佳实施概念中导电层(或电路层)与散热基板相结合的结构示例图。图5、图6 :其分别为本实用新型所示第二较佳实施概念中电子结构体的不同角度的结构示例图。图7 :其为可应用于本实用新型的另一种IC结构体的较佳实施概念示例图。
具体实施方式
请参阅图1，其为本实用新型的一第一较佳实施概念示例图。于其中，揭露一种电子元件1，至少包括电子结构体10、散热基板11、导电层12。其中，散热基板11为经绝缘处理的镁合金板；更佳者，于镁合金板11中可不包括锂元素，且于该镁合金板11中，至少含有94 % 97 %重量百分比的镁元素。当然，镁合金板11更可包括少于O. I %重量百分比的硅、抑或更包括少于O. 005%重量百分比的铁、抑或更包括少于O. 05 %重量百分比的铜、抑或更包括介于O. 2 %
O.5%重量百分比的猛、抑或更包括介于O. 5% I. 5%重量百分比的锌、抑或更包括介于2. 5% 3. 5%重量百分比的铝、抑或更包括少于O. 005%重量百分比的镍。再则，镁合金板11的绝缘处理方式，可包括物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序。例如，镁合金板11的绝缘处理方式，可为纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍(Electroless Nickel)绝缘处理程序,抑或为微弧氧化(MicroArc Oxidation)绝缘处理程序。当然，上述各种绝缘处理程序，应为本领域普通技术人员所熟知，在此即不再赘述。另外，直接贴覆并形成于镁合金板11上方板体表面的导电层12，可为金属层、铟铺氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明电极层或石墨烯电极层。且，导电层12可经由蚀刻程序以得致电路层。再请参阅图1，其中所示的电子结构体10，是以LED晶粒的磊晶结构体为例，但并不以此为限。申言之，LED磊晶结构体10具有至少两个电极部101，且以非打线(bonding)方式(例如，可为覆晶(Flip-Chip)封装方式)，藉由覆晶凸块(Flip-Chip Bump)13而使该些电极部101电连接于导电层(或电路层)12。其中，该些覆晶凸块13可为以蒸镀(Evaporation)、派镀(Sputtering)、电镀(Electroplating)或印刷(Printing)方式所形成；且,该些覆晶凸块13可为包括锡铅凸、块或无铅凸块在内的金属凸块。又，LED磊晶结构体10的至少部分绝缘结构体(图I中标示斜线的区块)102，可经由中介层14而固定于镁合金板11，以藉由中介层14与镁合金板11进行散热传导。其中，中介层14可为导热胶，抑或为锡团、锡堆、锡膏等焊料。且，该些部分绝缘结构体(图I中标示斜线的区块)102,可为以旋转涂布玻璃(Spin-on-glass)方式形成的一 SOG绝缘层。至于位于LED嘉晶结构体10的顶部结构，为具有银齿状粗糖面1031的监宝石基板103 ;当然，有关LED磊晶结构体10内部的其它具体结构或实施方式，应皆为本领域普通技术人员所熟知，在此即不再赘述。请参阅图2，其为可应用于本实用新型的 另一种LED磊晶结构体的较佳实施概念示例图。于图2中，LED磊晶结构体20类似图I中所示的LED磊晶结构体10，其亦至少包括由数个电极部201、绝缘结构体(图2中标示斜线的区块)202、以及蓝宝石基板203所组成；图2不同于图I之处在于，LED磊晶结构体20的蓝宝石基板203，其顶部表面为一平整面2031，而非如图I所示的具有锯齿状粗糙面1031的蓝宝石基板103。请参阅图3，其为本实用新型的一第二较佳实施概念示例图，并请配合参阅图4所示第二较佳实施概念中导电层(或电路层)与散热基板相结合的结构示例图、以及图5与图6所示第二较佳实施概念中电子结构体的不同角度的结构示例图。亦即，图3揭露一种电子元件3，至少包括电子结构体30、散热基板31、导电层(或电路层)32。其中，散热基板31为一经绝缘处理的镁合金板；更佳者，于镁合金板31中可不包括锂元素，且于该镁合金板31中，至少含有94 % 97 %重量百分比的镁元素。申言之，图3与图I的不同处在于，电子结构体30为一逻辑IC晶粒或逻辑IC基板，抑或可为一内存IC晶粒或内存IC基板。当然，镁合金板31更可包括少于O. I %重量百分比的硅、抑或更包括少于O. 005%重量百分比的铁、抑或更包括少于O. 05 %重量百分比的铜、抑或更包括介于O. 2 %
O.5%重量百分比的猛、抑或更包括介于O. 5% I. 5%重量百分比的锌、抑或更包括介于
2.5% 3. 5%重量百分比的铝、抑或更包括少于O. 005%重量百分比的镍。再则，镁合金板31的绝缘处理方式，可包括物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序。例如，镁合金板31的绝缘处理方式，可为纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍(Electroless Nickel)绝缘处理程序,抑或为微弧氧化(MicroArc Oxidation)绝缘处理程序。当然，上述各种绝缘处理程序，应为本领域普通技术人员所熟知，在此即不再赘述。另外，请参阅图4所示者，其中直接贴覆并形成于镁合金板31上方板体表面的导电层32,可为金属层、铟铺氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)透明电极层或石墨烯电极层。且，导电层32可经由蚀刻程序以得致电路层。又，请参阅图3、5、6所示者，IC结构体30具有数个侧边导电垫(电极部)301及中央导电垫(电极部)304，该侧边导电垫301和中央导电垫304形成于IC结构体30的底部表面3011的部分区域与侧面表面3013的部分区域，至于IC结构体30的顶部表面3010、与底部表面3011及侧面表面3013的其它部分区域，则为属于绝缘材料的绝缘结构体302 ；因此，IC结构体30即可以非打线(bonding)方式(例如,可为一覆晶(Flip-Chip)封装方式)，藉由覆晶凸块(Flip-Chip Bump)33而使该些电极部301、304电连接于导电层(或电路层)32。[0050]其中，该些覆晶凸块33可为以蒸镀(Evaporation)、派镀(Sputtering)、电镀(Electroplating)或印刷(Printing)方式所形成；且,该些覆晶凸块33可为包括锡铅凸块或无铅凸块在内的金属凸块。又，IC结构体30的至少部分绝缘结构体302，可经由中介层34而固定于镁合金板31，以藉由中介层34与镁合金板31进行散热传导。其中，中介层34可为导热胶，抑或为锡团、锡堆、锡膏等焊料。请参阅图7，其为可应用于本实用新型的另一种IC结构体的较佳实施概念示例图。其与图5所示的IC结构体30的不同处在于，IC结构体40亦具有形成于IC结构体40的底部表面4011的部分区域的数个导电垫(电极部)401和中央导电垫(电极部)404，但该些导电垫(电极部)401并未延伸到IC结构体40的侧边，所以，IC结构体40的顶部表面4010与侧面表面4013的区域，以及底部表面4011的其它部分区域，皆属于绝缘材料的绝缘结构体402。简言之，透过本实用新型的作法，将具有高散热性与低比热的镁合金板做为电子结构体的散热基板，且于其板体表面上方直接贴覆形成导电层或电路层，并再利用覆晶凸块(Flip-Chip Bump)将电子结构体直接形成覆晶式电连接结构，即可以低成本、工序简单的方式，大幅且有效地解决目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散热问题；故，本实用新型实为一极具产业价值之作。上述各实施仅为说明而非限制本实用新型，本实用新型领域的普通技术人员得以其它方式变化实施之，然皆不脱如所附权利要求所欲保护的范畴。
权利要求1.一种具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，包括 散热基板；其中，该散热基板为经绝缘处理且不包括锂元素的镁合金板； 电路层，直接贴覆形成于该散热基板的板体表面处；以及 电子结构体，以覆晶方式电连接于该电路层，且该电子结构体的至少部分绝缘结构体，是经由一中介层而固定于该散热基板，以藉由该中介层与该散热基板进行散热传导。
2.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该散热基板为经物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序处理的镁合金板。
3.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该散热基板为经纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍绝缘处理程序抑或微弧氧化绝缘处理程序处理的镁合金板。
4.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该电路层为至少以一金属层、一铟锑氧化物透明电极层或一石墨烯电极层为一导电层，经由蚀刻程序后所得致。
5.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，还包括覆晶凸块，该覆晶凸块电连接于该电子结构体与该电路层之间，且该覆晶凸块是以蒸镀、溅镀、电镀或印刷方式形成于该电子结构体与该电路层之间；其中，该覆晶凸块为包括锡铅凸块或无铅凸块在内的金属凸块。
6.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该电子结构体为LED发光晶粒，抑或为逻辑IC晶粒或逻辑IC基板，抑或为内存IC晶粒或内存IC基板。
7.如权利要求I所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该中介层为导热胶，抑或为锡团、锡堆或锡膏。
8.一种具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，包括 散热基板；其中，该散热基板为经绝缘处理的镁合金板； 导电层，直接形成于该散基热板的板体表面；以及 电子结构体，具有至少一电极部，该至少一电极部以非打线方式电连接于该导电层，且该电子结构体的至少部分绝缘结构体，是经由一中介层而固定于该散热基板，以藉由该中介层与该散热基板进行散热传导。
9.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该散热基板为经物理式绝缘处理程序及/或化学式绝缘处理程序处理的镁合金板。
10.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该散热基板为经纳米真空溅镀绝缘处理程序、无电解镍绝缘处理程序抑或微弧氧化绝缘处理程序处理的镁合金板。
11.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该导电层为金属层、铟锑氧化物透明电极层或石墨烯电极层。
12.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该导电层经由蚀刻程序以得致一电路层。
13.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该至少一电极部以覆晶封装方式电连接于该导电层。
14.如权利要求13所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，还包括覆晶凸块，该覆晶凸块电连接于该至少一电极部与该导电层之间，且该覆晶凸块是以蒸镀、溅镀、电镀或印刷方式形成于该至少一电极部与该导电层之间；其中，该覆晶凸块为包括锡铅凸块或无铅凸块在内的金属凸块。
15.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该电子结构体为LED发光晶粒，抑或为逻辑IC晶粒或逻辑IC基板，抑或为内存IC晶粒或内存IC基板。
16.如权利要求8所述的具有绝缘散热基板的电子元件，其特征在于，该中介层为导热胶，抑或为锡团、锡堆或锡膏。
专利摘要本实用新型提供一种具有绝缘散热基板的电子元件，包括一散热基板；其中，该散热基板为一经绝缘处理的镁合金板，且该镁合金板不包括锂元素；一电路层，直接贴覆形成于该散热基板的板体表面处；以及一电子元件，以覆晶方式电连接于该电路层，且该电子元件的至少部分绝缘结构体，是经由一中介层而固定于该散热基板，以藉由该中介层与该散热基板进行散热传导。本实用新型成本低，实现工序简单，且可有效地解决目前LED晶粒、IC晶粒或IC基板的散热问题。
文档编号H01L23/367GK202363451SQ20112030338
公开日2012年8月1日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者吴柏毅, 吴献桐, 蔡欣仓 申请人:吴献桐