专利名称：具隔热保护结构的封装元件及回焊方法
技术领域：
本发明涉及一种具隔热保护结构的封装元件及回焊方法，特别是有关一种用在封装元件的封装制作及表面粘着技术(SMT)中，于回焊制程时的隔热保护结构。
背景技术：
随着3C产品不断朝高性能化、高速度化、和轻簿短小化的趋势发展，散热问题俨然成为电子产品发展的技术瓶劲与不可或缺的关键技术，尤其是纳米级运算处理器(CPU)的陆续推出，其体积小热点集中，散热问题更是棘手。因此，热管理材料与技术的研发与应用，已成为高科技产业发展最热门的课题。
目前在表面粘着技术(SMT)中，粉体材料在热管理方面应用广泛，其中具蒸气腔体(Vapor chamber)的微均热板(Micro heat spreader)即将被使用在半导体元件的散热片材料。在封装元件接合时，首先在封装元件的金属垫上生成焊料的锡球，而在基板上则生成与晶片上焊料锡球相对应可供焊料润湿附着的接点，然后将封装元件对准基板上的接点，以回焊(Reflow soldering)的方法，同时生成所有接合，但在回焊过程中会产生220℃以上高温，使得封装元件上的微均热板产生变形或爆裂，造成产品损坏，生产良率降低。
有鉴于此，本发明系针对上述之问题，提出一种具隔热保护结构的封装元件及回焊方法，使封装元件在植球封装制作及表面粘着制程中阻隔热接触微均热板，防止微均热板损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具隔热保护结构的封装元件及回焊方法，其在回焊制程时可以阻隔热直接接触微均热板，避免微均热板温度过高而损坏。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是一种具隔热保护结构的封装元件，包括一封装元件及一微均热板，该微均热板位于该封装元件上；其还包括一盖体，其位于该微均热板上，该盖体下缘设有数个卡合结构可与该封装元件四周卡合固定。
该封装元件更包括一基板，其下表面设有一层球闸阵列状覆晶锡球；以及一晶片，其位于该基板上。该晶片系由复数个锡球与该基板形成电性连接。该晶片与该基板之间的空隙填充一底胶。
在该微均热板与该封装元件之间设有一层导热胶。
该微均热板内设有蒸气腔体。
该盖体材质为轻质金属、耐高温高分子或复合材料。
该卡合结构为卡槽或卡榫。
一种具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其包括下列步骤提供一封装元件，其设有第一面和第二面，该第一面设有一微均热板，该第二面设有一基板；罩设一盖体在该封装元件上，且包覆该微均热板，并露出该基板的下表面；翻转该覆晶封装元件，植设数个锡球在该基板下表面且回焊该等锡球；再翻转该覆晶封装元件，将该封装元件放置在一电路板表面上并进行回焊，使该等锡球因高温而熔接于该电路板形成电性连接。
所述回焊方法中，所述盖体下缘设有一卡合结构。
所述回焊方法中，所述盖体的横截面可为冂字型；且该盖体的形状可依该微均热板的外形而决定。
所述回焊方法中，所述封装元件使用表面粘着技术粘着于该电路板表面上。
所述回焊方法中，所述等锡球以球闸阵列方式植设在该基板下表面上。
采用上述方案后，本发明利用所述盖体将覆晶表面上的微均热板罩住，以形成一个与外部环境隔绝的密闭空间，如此当封装元件在开始回焊制程时，可阻隔因回焊制程所产生在220℃以上的高温，从而可避免设有蒸气腔体的微均热板因直接接触高温而爆裂损坏。因此，本发明不但可有效解决习知微均热板在回焊制程中容易损坏的问题，更提供一种隔热保护结构，可确保微均热板散热可靠度及提高封装元件产品良率。
另外，本发明利用盖体的卡槽或卡榫设计可卡住覆晶封装元件，从而可方便组装和拆卸，且盖体可重复使用，节省成本。
图1为本发明的结构剖视图；图2a至图2c为本发明于使用具隔热保护结构的封装元件及回焊方法的各步骤结构剖视图。
图号说明202盖体 204卡槽 206覆晶锡球30覆晶封装元件301微均热板 302晶片304晶片锡球 308基板 400电路板
具体实施例方式
本发明系提供一种具隔热保护结构的封装元件，图1所示为本发明的结构剖示图，具隔热保护结构的封装元件包括一覆晶封装元件30，其系在一基板308上设有一晶片302，在晶片302下表面设有数个晶片锡球304与基板308形成电性连接，晶片锡球304之间则有填充胶(图中未示)将空隙填满，以保护晶片锡球304及将晶片302固定于基板308上；此外，有一微均热板301(Micro heat spreader)位于覆晶封装元件30表面上，且该微均热板301设有蒸气腔体(Vapor chamber)，可将晶片302在运算时所产生的热点(Hot spot)通过微均热板301分散开，在微均热板301与晶片302之间有一层导热胶，可将微均热板301固定在晶片302上；再者，另有一盖体202罩在覆晶封装元件30上并包覆着微均热板301，该盖体202下缘设有向内凹的卡槽204可与基板308四边卡固定，且盖体202材质为轻质金属、耐高温高分子或复合材料，可有效隔阻热源，其中，该轻质金属可为铝、镁、钛等合金。
本发明提出上述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其各步聚的结构剖视图如图2a至图2c所示，首先，如图2a，提供一覆晶封装元件30，其上表面设有一微均热板301，下表面则为一基板308；接着如图2b，罩设一盖体202在覆晶封装元件30表面上，再将盖体202下缘的凹槽204与基版308四周卡合固定，使微均热板301被包覆在一密闭空间内，并露出基板308下表面，接着翻转该覆晶封装元件30，将其置入回流焊炉(图中未示)内开始回焊覆晶锡球206至基板308下表面相对应的接点，其中覆晶锡球206是以球闸阵列方式排列，在回焊时所产生220℃以上的高温会被盖体202阻隔，使高温无法传导至微均热板301；再如图2c，翻转覆晶封装元件30将其放置在电路板400表面上，以进行表面粘着技术(SMT)的回焊，在回流焊炉中回焊覆晶锡球206，回焊时覆晶锡球206因220℃以上的高温而熔接于电路板400表面上，然而受盖体202保护的表面接着元件，因被盖体202阻隔使热传导较慢，从而使微均热板301不致因高温而爆裂或损坏。
其中，盖体202除了在其下缘设有凹槽204者外，亦可以设置一卡榫(图中未示)，将覆晶封元件30卡合，盖体202的形状则依微均热板301的外形而决定；另盖体202可以和覆晶封装元件30一起出货成为一封装品的成品，或取出盖体202，将盖体回收重复在回焊时使用，以减少生产成本，当盖体202仅在回焊制程中才使用而不与覆晶封装元件30一同出货时，则盖体202亦可设计为无卡合结构，即其横截面呈冂字型；再者，盖体202并不局限于上述覆晶封装元件30实施例中使用，举凡任何有使用微均热板301的封装元件，在回焊制程的微均热板301隔热保护皆包括在本发明运用范围内。
本发明利用上述的盖体将覆晶表面上的微均热板罩住，以形成一个与外部环境隔绝的密闭空间，如此当封装元件在开始回焊制程时，可阻隔因回焊制程所产生在220℃以上的高温，从而可避免设有蒸气腔体的微均热板因直接接触高温而爆裂损坏。因此，本发明不但可有效解决习知微均热板在回焊制程中容易损坏的问题，更提供一种隔热保护结构，可确保微均热板散热可靠度及提高封装元件产品良率。
以上所述系借助实施例来说明本发明的特点，其目的在使熟习该技术者能了解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的专利范围，故，凡其他未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效修饰或修改，仍应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种具隔热保护结构的封装元件，包括一封装元件及一微均热板，该微均热板位于该封装元件上；其特征在于还包括一盖体，其位于该微均热板上，该盖体下缘设有数个卡合结构可与该封装元件四周卡合固定。
2.如权利要求1所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该封装元件更包括一基板，其下表面设有一层球闸阵列状覆晶锡球；以及一晶片，其位于该基板上。
3.如权利要求2所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该晶片系由复数个锡球与该基板形成电性连接。
4.如权利要求2所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该晶片与该基板之间的空隙填充一底胶。
5.如权利要求1所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于在该微均热板与该封装元件之间设有一层导热胶。
6.如权利要求1所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该微均热板内设有蒸气腔体。
7.如权利要求1所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该盖体材质为轻质金属、耐高温高分子或复合材料。
8.如权利要求1所述具隔热保护结构的封装元件，其特征在于该卡合结构为卡槽或卡榫。
9.一种具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该方法包括下列步骤提供一封装元件，其设有第一面和第二面，该第一面设有一微均热板，该第二面设有一基板；罩设一盖体在该封装元件上，且包覆该微均热板，并露出该基板的下表面；翻转该覆晶封装元件，植设数个锡球在该基板下表面且回焊该等锡球；再翻转该覆晶封装元件，将该封装元件放置在一电路板表面上并进行回焊，使该等锡球因高温而熔接于该电路板形成电性连接。
10.如权利要求9所述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该盖体下缘设有一卡合结构。
11.如权利要求9所述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该盖体横截面为冂字型。
12.如权利要求9所述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该盖体的形状依该微均热板的外形而决定。
13.如权利要求9所述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该封装元件使用表面粘着技术粘着于该电路板表面上。
14.如权利要求9所述具隔热保护结构的封装元件回焊方法，其特征在于该等锡球以球闸阵列方式植设在该基板下表面上。
全文摘要
本发明公开了一种具隔热保护结构的封装元件及回焊方法，包括一封装元件，其表面铺设一具有蒸气腔体(Vapor chamber)的微均热板(Micro heat spreader)，且有一盖体罩在该封装元件上并包覆该微均热板，其借由盖体形成一密闭的空间，以隔绝在植球封装制作及表面粘着制程中所产生的回焊高温，避免高温造成微均热板爆裂及损坏。因此本发明可使产品在回焊制程中受到保护，提高良率，并且其盖体可回收连续使用，有效节省成本。
文档编号H05K3/34GK1588632SQ200410056168
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者陈振贤, 许文辅, 林俊仁 申请人:业强科技股份有限公司