散热鳍片的制造方法与流程

1.本发明涉及一种散热鳍片的制造方法，且特别涉及一种可以因应不同尺寸的电子组件的散热鳍片的制造方法。


背景技术：

2.近年来，为因应电子产品日益轻、薄、短、小之趋势，对电子产品中各组件的要求也日益增加。因此，如何以低成本、快速制作出散热组件，且可以客制化以因应不同尺寸的电子组件的散热需求，已成为本领域技术人员的一大挑战。


技术实现要素：

3.本发明提供一种散热鳍片的制造方法，其可以以低成本、快速制作出散热鳍片，且可以客制化散热鳍片以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。
4.本发明提供一种散热鳍片的制造方法，其至少包括以下步骤。提供衬底。衬底包括载体层以及导电层。载体层具有第一表面以及与第一表面相反的第二表面。导电层至少位于第一表面上。形成第一介电层于导电层上，以覆盖导电层。形成第一导热层于第一介电层上。形成至少一第一开口于第一介电层与第一导热层中，以暴露出部分导电层，其中至少一第一开口为沟槽或盲孔。形成第一导热结构于至少一第一开口中。
5.本发明提供另一种散热鳍片的制造方法，其至少包括以下步骤。提供衬底。衬底包括载体层以及导电层。载体层具有第一表面以及与第一表面相反的第二表面。导电层位于第一表面与第二表面上。形成第一开口于衬底中，以暴露出部分导电层，其中第一开口为沟槽或盲孔。形成第一导热结构于第一开口中。
6.基于上述，形成介电层于具有导电层与载体层的衬底上，以覆盖导电层。接着，形成具有至少一开口的导热层于介电层，以暴露出部分导电层，其中至少一开口为沟槽或盲孔。然后，形成导热结构于至少一开口中。本发明藉由上述制造方法可以以低成本、快速制作出散热鳍片，且可以客制化散热鳍片以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。
附图说明
7.包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
8.图1a至图1d是依照本发明的第一实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。
9.图1e是图1b中开口之第一种样式的部分顶视图。
10.图1f是图1b中开口之第二种样式的部分顶视图。
11.图2a至图2h是依照本发明的第二实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。
12.图2i是图2d的部分顶视图。
13.图2j是图2h中堆叠导热结构的立体示意图。
14.图3a至图3c是依照本发明的第三实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。
15.图4a至图4g是依照本发明的第四实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。
16.图5a至图5f是依照本发明的第五实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。
17.附图标记说明
18.20：堆叠导热结构；
19.41：核心层；
20.41a：外表面；
21.42：离型层；
22.100、200、200a、300、400、500：散热鳍片；
23.110、210、410、510：衬底；
24.111、211、411、511：载体层；
25.111a、211a、411a、511a：第一表面；
26.111b、211b、411b、511b：第二表面；
27.112、212、412、512：导电层；
28.112a、120a、140a、240a、540a：顶面；
29.1121、2121：导电接垫；
30.120、220、420：第一介电层；
31.130、230、430：第一导热层；
32.140、240、240a、440、540：第一导热结构；
33.250、350、450、550：第二介电层；
34.260、360、460、560：第二导热层；
35.270、270a、370、470、570：第二导热结构；
36.142、242、272、372、442、472：导热材料层；
37.d：距离；
38.d：孔径；
39.l：槽长；
40.op11、op12、op13、op14：第一开口；
41.op21、op22：第二开口；
42.op3：第三开口；
43.r1、r2：方向；
44.w：槽宽。
具体实施方式
45.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同附图标记在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
46.本文所使用之方向用语(例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅作为参看所绘附图使用且不意欲暗示绝对定向。
47.除非另有明确说明，否则本文所述任何方法绝不意欲被解释为要求按特定顺序执行其步骤。
48.参照本实施例之附图以更全面地阐述本发明。然而，本发明亦可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述之实施例。附图中的层或区域的厚度、尺寸或大小会为了清楚起见而放大。相同或相似之参考号码表示相同或相似之组件，以下段落将不再一一赘述。
49.图1a至图1d是依照本发明的第一实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。图1e是图1b中开口之第一种样式的部分顶视图。图1f是图1b中开口之第二种样式的部分顶视图。
50.在本实施例中，散热鳍片100的制造方法可以包括以下步骤。
51.请参照图1a，提供衬底110。衬底110包括载体层111以及导电层112。载体层111具有第一表面111a以及与第一表面111a相反的第二表面111b，其中导电层112至少位于第一表面111a上。在本实施例中，导电层112可以是仅位于第一表面111a上，如图1a所示。导电层112的材料例如是铜，但本发明不限于此，导电层112的材料可依实际需求而定。
52.在一实施例中，载体层111可以为与导电层112电性绝缘的贴合膜，其中前述贴合膜可以是适宜的黏着膜，以使后续形成的散热鳍片可以为贴片式的散热鳍片。进一步而言，由于载体层111可以是与导电层112电性绝缘的贴合膜，因此后续形成的散热鳍片不局限于直接制作于电子组件的散热区上，可以预先形成散热鳍片后视需求将其贴合于不同的电子组件上，使散热鳍片可以更广泛应用于不同的电子组件中。然而，本发明不限于此，在另一实施例中，载体层111可以是与导电层112电性连接的铜箔衬底。
53.请继续参照图1a，在提供衬底110后，于导电层112上形成介电层120，以覆盖导电层112。举例而言，介电层120可以是覆盖导电层112的顶面112a与侧壁112s。接着，于介电层120上形成导热层130。在此，介电层120可以为第一介电层；而导热层130可以为第一导热层。
54.在一实施例中，导电层112的顶面112a与介电层120的顶面120a之间的距离d例如是20微米至100微米，但本发明不限于此，前述距离d可以视实际需求调整。
55.在本实施例中，导电层112可以为导电接垫1121。换句话说，衬底110可以是由载体层111与位于载体层111上的导电接垫1121所构成。在一实施例中，载体层111为铜箔衬底时，可以藉由蚀刻铜箔衬底来形成导电接垫1121，但本发明不限于此。在其他实施例中，导电接垫1121可以藉由适宜的工艺所形成。
56.请同时参照图1b、图1e与图1f。在形成导热层130后，于介电层120与导热层130中形成至少一开口op11(于图1b中示意地绘示三个)，以暴露出部分导电层112。在此，开口op11可以为第一开口。应说明的是，图1e与图1f为了清楚绘示开口op11，省略了部分构件。
57.在本实施例中，开口op11为沟槽或盲孔。举例而言，第一开口op11为沟槽时可以形成如图1e中之第一种样式，其中沟槽可以沿第一方向r1延伸并沿第二方向r2排列；而开口op11为盲孔时可以形成如图1f中之第二种样式，其中盲孔可以以阵列方式排列于衬底110上。
58.在本实施例中，如图1e所示，开口op11为沟槽时，槽长l可以是300微米至4000微
米，槽宽w可以是50微米至125微米。在另一实施例中，如图1f所示，开口op11为盲孔时，孔径d可以是50微米至150微米。然而，本发明不限于此，上述开口op11的尺寸可视实际需求调整，因此可以客制化散热鳍片100以因应不同尺寸的电子组件。
59.在一实施例中，以俯视观之，导电接垫1121的形状可以对应于沟槽或盲孔，因此以俯视观之，导电接垫1121的形状可以是圆形或长方形。举例而言，如图1e所示，以俯视观之，导电接垫1121的形状可以是长方形；而如图1f所示，以俯视观之，导电接垫1121的形状可以是圆形。然而，本发明不限于此，导电接垫1121的形状可以是任何适宜的几何形状。
60.请参照图1c，在形成开口op11后，于开口op11中形成导热材料层142。导热材料层142可以是填满开口op11并延伸至导热层130上。在一实施例中，导热材料层142的边缘、导热层130的边缘与介电层120的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。导热材料层142例如是藉由电镀填孔的方式形成于开口op11中。
61.请参照图1d，在形成导热材料层142后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层130与部分导热材料层142，以暴露出介电层120并形成导热结构140。换句话说，导热结构140形成于开口op11中。导热结构140的顶面140a可以高于介电层120。部分介电层120可以夹于相邻的导热结构140之间。在此，导热结构140可以为第一导热结构。
62.导热结构140的尺寸与导电接垫1121的尺寸可以不同。在本实施例中，导热结构140的尺寸例如是小于导电接垫1121的尺寸。因此，导电接垫1121与导热结构140可以是以一对多的方式配置。举例而言，如图1d所示，一个导电接垫1121上可以对应至少三个导热结构140。
63.在一实施例中，导热层130的材料可以是与导热结构140的材料实质上相同，因此例如是进行电镀工艺时，可以藉由导热层130有效的将导热结构140形成于介电层120上。在一实施例中，导热层130与导热结构140的材料例如是铜。但本发明不限于此，导热层130与导热结构140可以是适宜且散热效率较佳的材料。
64.经过上述工艺后即可大致上完成本实施例之散热鳍片100的制作。本实施例之散热鳍片100至少包括以下步骤。提供衬底110。衬底110包括载体层111以及导电层112。载体层111具有第一表面111a以及与第一表面111a相反的第二表面111b。导电层112至少位于第一表面111a上。形成介电层120于衬底110上，以覆盖导电层112。形成导热层130于介电层120上。形成至少一开口op11于介电层120与导热层130中，以暴露出部分导电层112，其中至少一开口op11为沟槽或盲孔。形成导热结构140于至少一开口op11中。
65.藉由上述制造方法可以以低成本、快速制作出散热鳍片100，且可以客制化散热鳍片100以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。
66.在此必须说明的是，以下实施例沿用上述实施例的组件附图标记与部分内容，其中采用相同或近似的附图标记来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明，关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
67.图2a至图2h是依照本发明的第二实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。图2i是图2d的部分顶视图。图2j是图2h中堆叠导热结构上的立体示意图。在本实施例中，散热鳍片200与散热鳍片100相似，其类似的构件以相同的附图标记表示，且具有类似的功能、材质或形成方式，并省略描述。
68.请参照图2a，提供衬底210。衬底210包括载体层211以及导电层212，其中衬底210
具有第一表面211a以及与第一表面211a相反的第二表面211b，且导电层212可以是仅位于第一表面211a上。在本实施例中，导电层212可以为导电接垫2121，且于图2a中示意地绘示三个导电接垫2121。载体层211可以类似于载体层111于此不再赘述。接着，于导电层212上形成介电层220，以覆盖导电层212。然后，于介电层220上形成导热层230。在此，介电层220可以为第一介电层；而导热层230可以为第一导热层。
69.请参照图2b，在形成导热层230后，于介电层220与导热层230中形成至少一开口op12，以暴露出部分导电层212。举例而言，如图2b所示，一个开口op12可以暴露出三个导电接垫2121。开口op12类似于开口op11，开口op12为沟槽或盲孔，于此不再赘述。在此，开口op12可以为第一开口。
70.请参照图2c，在形成开口op12后，于开口op12中形成导热材料层242。导热材料层242可以是填满开口op12并延伸至导热层230上。在一实施例中，导热材料层242的边缘、导热层230的边缘与介电层220的边缘可以切齐，但本发明不限于此。
71.请参照图2d，在形成导热材料层242后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层230与部分导热材料层242，以暴露出介电层220并形成导热结构240。导热结构240的顶面240a可以高于介电层220。部分介电层220可以夹于相邻的导热结构240之间。在此，导热结构240可以为第一导热结构。
72.本实施例的导热结构240与第一实施例的导热结构140的差异在于：导电接垫2121与导热结构240以多对一的方式配置。换句话说，一个导热结构240可以对应多个导电接垫2121。举例而言，如图2d与图2i所示，导热结构240对应三个导电接垫2121，但本发明不限于此，导热结构240对应导电接垫2121的数量可视实际需求而定。
73.请参照图2e，在形成导热结构240后，可以进一步包括于导热结构240上形成介电层250与导热层260。接着，形成至少一开口op21(图2e中示意地绘示一个)于介电层250与导热层260中，以暴露出导热结构240。在此，介电层250可以为第二介电层；导热层260可以为第二导热层；而开口op21可以为第二开口。
74.请参照图2f，在形成开口op21后，于开口op21形成导热材料层272。导热材料层272可以是填满开口op21并延伸至导热层260上。在一实施例中，导热材料层272的边缘、导热层260的边缘、介电层250的边缘与介电层220的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。
75.请参照图2g，在形成导热材料层272后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层260与部分导热材料层272，以暴露出介电层250并形成导热结构270，其中导热结构270堆叠于导热结构240上。在此，导热结构270可以为第二导热结构。
76.在本实施例中，导热结构240的边缘与导热结构270的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。在其他实施例中，导热结构240的边缘与导热结构270的边缘可以不切齐。换句话说，导热结构240与导热结构270可以部分不重叠。
77.应说明的是，图2e至图2g的步骤可以重复执行多次，以形成所需的堆叠导热结构20(本实施例示意地绘示堆叠导热结构240与导热结构270)，藉由上述步骤所制造出的多层堆叠导热结构可以以低成本、快速制作出散热鳍片200，且可以客制化散热鳍片200以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。此外，可以藉由多层堆叠导热结构进一步提升散热鳍片200的散热效率。
78.请同时参照图2h与图2j，在本实施例中，还可以进一步于导热结构270的顶面形成
多个开口，以形成顶面具有凹陷的导热结构270a。具有导热结构270a的散热鳍片200a可以进一步增加散热面积提升散热效率。形成多个开口的方法例如是对导热结构270的顶面进行光刻蚀刻工艺，但本发明不限于此。
79.图3a至图3c是依照本发明的第三实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。在本实施例中，散热鳍片300与散热鳍片200相似，其类似的构件以相同的附图标记表示，且具有类似的功能、材质或形成方式，并省略描述。具体而言，图3a至图3c绘示接续图2d的步骤的散热鳍片的制造方法的部分剖面示意图。
80.接续图2d，请参照图3a，在形成导热结构240后，于导热结构240的顶面形成至少一开口op3(图3a中示意地绘示两个)，以形成顶面具有凹陷的导热结构240a。在本实施例中，开口op3的底面可以实质上与介电层220的顶面共面。在此，开口op3可以为第三开口。
81.请参照图3b，于形成导热结构240a之后，可以于导热结构240a上依序形成介电层350与导热层360，其中部分介电层350填入开口op3中。接着，形成开口于介电层350与导热层360中。然后，于开口中形成导热材料层372，其中导热材料层372可以延伸至导热层360上。在此，介电层350可以为第二介电层；而导热层360可以为第二导热层。
82.请参照图3c，于形成导热材料层372之后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层360与部分导热材料层372，暴露出介电层350以形成顶面具有凹陷的导热结构370，其中导热结构370堆叠于第一导热结构240上。
83.在本实施例中，导热结构240a的边缘与第二导热结构370的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。在其他实施例中，导热结构240a的边缘与导热结构370的边缘可以不切齐。换句话说，导热结构240a与导热结构370可以部分不重叠。
84.藉由上述步骤所制造出的多层堆叠导热结构(本实施例示意地绘示堆叠导热结构240a与导热结构370)可以以低成本、快速制作出散热鳍片300，且可以客制化散热鳍片300以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。此外，可以藉由多层堆叠导热结构进一步提升散热鳍片300的散热效率。
85.图4a至图4g是依照本发明的第四实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。在本实施例中，散热鳍片400与散热鳍片100相似，其类似的构件以相同的附图标记表示，且具有类似的功能、材质或形成方式，并省略描述。
86.请参照图4a，提供衬底410。衬底410包括载体层411以及导电层412，其中导电层412可以是位于第一表面411a与第二表面411b上。接着，于导电层412上形成介电层420，以覆盖导电层412。然后，于介电层420上形成导热层430。
87.本实施例的衬底410与第一实施例的衬底110的差异在于：衬底410的载体层411可以包括核心层41与位于核心层41的外表面41a上的离型层42。另外，如图4a所示，导电层412可以全面地形成于载体层411上，且导电层412可以不为导电接垫。
88.请参照图4b，在形成导热层430后，于介电层420与导热层430中形成至少一开口op13(于图4b中示意地绘示一个)，以暴露出部分导电层412。在本实施例中，开口op13类似于开口op11，开口op13为沟槽或盲孔。在此，介电层420可以为第一介电层；导热层430可以为第一导热层；而开口op13可以为第一开口。
89.请参照图4c，在形成开口op13后，于开口op13形成导热材料层442。导热材料层442可以是填满开口op13并延伸至导热层430上。在一实施例中，导热材料层442的边缘、导热层
130的边缘与介电层120的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。
90.请参照图4d，在形成导热材料层442后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层430与部分导热材料层442，以暴露出介电层420并形成导热结构440。在此，导热结构440可以为第一导热结构。
91.请参照图4e，在形成导热结构440后，可以进一步包括于导热结构440上形成介电层450与导热层460。介电层450可以是全面形成于导电层412上，并覆盖导热结构440的顶面440a与侧壁440s。在此，介电层450可以为第二介电层；而导热层460可以为第二导热层。
92.请参照图4f，在形成介电层450与导热层460后，形成开口于介电层450与导热层460中。然后，于开口中形成导热材料层472。导热材料层472可以是填满开口并延伸至导热层460上。在一实施例中，导热材料层472的边缘、导热层460的边缘、介电层450的边缘、介电层420的边缘与导电层412的边缘可以实质上切齐，但本发明不限于此。
93.请参照图4g，在形成导热材料层472后，例如是进行蚀刻工艺，移除导热层460与部分导热材料层472，以形成导热结构470，其中导热结构470堆叠于导热结构440上，且导热结构470的顶部具有凹陷。在此，导热结构470可以为第二导热结构。接着，可以移除载体层411，以形成散热鳍片400，其中导电层412可以藉由图案化工艺形成导电层412a。
94.在本实施例中，由于载体层411可以包括核心层41与位于核心层41的外表面41a上的离型层42，且导电层412位于第一表面411a与第二表面411b上，因此可以于衬底410的两侧进行散热鳍片400的工艺，藉由移除载体层411分离第一表面411a与第二表面411b上的散热鳍片400，因此本实施例可以以更低成本且快速地制造出多个散热鳍片400。
95.图5a至图5f是依照本发明的第五实施例的散热鳍片在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。在本实施例中，散热鳍片500与散热鳍片100相似，其类似的构件以相同的附图标记表示，且具有类似的功能、材质或形成方式，并省略描述。
96.请参照图5a，提供衬底510。衬底510包括载体层511及导电层512。载体层511具有第一表面511a以及与第一表面511a相反的第二表面511b，其中导电层512位于第一表面511a与第二表面511b上，如图5a所示。导电层512可以全面地形成于载体层511上，且导电层512可以不为导电接垫。
97.请参照图5b，在提供衬底510后，于衬底510中形成至少一开口op14(于图5b中示意地绘示一个)，以暴露出部分导电层512。开口op14类似于开口op11，开口op14为沟槽或盲孔，于此不再赘述。在此，开口op14可以为第一开口。
98.请参照图5c，在形成开口op12后，于开口op12中形成导热结构540。导热结构540的顶面540a可以高于载体层511。部分导热结构540的侧壁540s可以被载体层511覆盖，而另一部分导热结构540被暴露出来。在此，导热结构540可以为第一导热结构。
99.请参照图5d，在形成导热结构540后，于导热结构540与导电层512上形成介电层550，以覆盖导热结构540与导电层512。介电层550可以是覆盖导热结构540、导电层512与部分载体层511的第一表面511a与第二表面511b。接着，于介电层550上形成导热层560。
100.请参照图5e，在形成导热层560后，形成至少一开口op22(图5e中示意地绘示一个)于介电层550与导热层560中，以至少暴露出导热结构540。开口op22可以形成第一表面511a与第二表面511b上，以暴露出导热结构540与导电层511。在此，开口op22可以为第二开口。
101.请参照图5f，在形成导热层560后，形成导热结构570于开口op22中，其中导热结构
570堆叠于导热结构540上。导热结构570可以覆盖导热层560及部分介电层550。在此，导热结构570可以为第二导热结构。
102.藉由上述步骤所制造出的多层堆叠导热结构可以以低成本、快速制作出散热鳍片500，且可以客制化散热鳍片500以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。此外，可以藉由多层堆叠导热结构进一步提升散热鳍片500的散热效率。
103.应说明的是，本发明不限制前述任一实施例中介电层与导热层的材料，前述介电层与导热层可以分别由适宜介电材料与适宜导热材料所形成，只要前述介电层与导热层以上述任一实施例中的方式形成，都属于本发明的保护范围。
104.此外，开口op11、op12、op13、op14、op21、op22、op3可以是藉由激光钻孔工艺或其他适宜的工艺所形成。
105.综上所述，形成介电层于具有导电层与载体层的衬底上，以覆盖导电层。接着，形成具有至少一开口的导热层于介电层，以暴露出部分导电层，其中至少一开口为沟槽或盲孔。然后，形成导热结构于至少一开口中。本发明藉由上述制造方法可以以低成本、快速制作出散热鳍片，且可以客制化散热鳍片以因应不同尺寸的电子组件的散热需求。再者，藉由载体层可以为与导电层电性绝缘的贴合膜，使散热鳍片可以更广泛应用于不同的电子组件中。此外，藉由多层堆叠导热结构或于导热结构顶部形成凹陷增加散热面积可以进一步提升散热鳍片的散热效率。
106.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。