[发明专利]功率芯片的封装制程

说明书

技术领域

本发明系提供一种功率芯片的封装制程，尤指利用金属凹杯状的凹槽嵌入结合于电路板上，并将芯片置放于金属的凹槽内，而后打线封胶，然后将封胶完成的封装组件与散热金属基板结合，所完成的功率芯片封装制程。

背景技术

传统芯片采直接封装(Chip on Board；简称COB)，是集成电路封装的一种方式，其将裸芯片直接黏贴、封装于印刷电路板或铜、铝基板上，并结合有三项基本制程：芯片黏着、导线连接、应用封胶技术等，可有效将IC制造过程中的封装与测试步骤，直接转移到电路板组装阶段，这种封装技术其实是小型化的表面黏着技术，至于电气传导部分则是利用导线将芯片的接点打线到电路板或基板的接点上，形成电性导通，外部再应用封胶技术予以覆盖。

是以，此种芯片直接封装技术(COB)广泛运用在各类消费性电子产品上，例如多功能事务机、手机、数字相机、计算机上，也是使得各类消费性产品朝向小型化、多功能化的一项重要制程，而传统芯片的直接封装(COB)结构，尤其以发光功率芯片为例，如图9所示，系为习用的侧视剖面图，由图中可清楚看出，传统的封装结构是将发光芯片B直接定位于基板A上(如：铜基板、铝基板或其它金属基板等)，并于基板A上铺设有绝缘体A1，如此，即可将导电区段A2布设于基板A的绝缘体A1上，并利用打线的方式将导线B1由发光芯片B的接点拉至绝缘体A1的导电区段A2上形成电性导通，而后再封胶于上述发光功率芯片B及导电区段A2上，以形成发光功率芯片的COB封装结构。

然而，此种结构仍具有热阻高的缺点，在发光芯片B效能的增加下，相对的它所产生出的热量也不断的增加，倘若没有良好的散热方式来引导发散发光芯片B所产生及囤积的热量，因之过高的温度将导致发光芯片B产生电子游离与热应力等现象，进而造成整体的稳定性降低，以及缩短发光芯片B本身的寿命，因此，如何引导排除这些热量以避免发光芯片B过热，便有以下的结构设计，如图10所示，系为另一习用的侧视剖面图，由图中可清楚看出，另一习用是于发光芯片B的置放位置处，设计将基板A的绝缘体A1让开，即绝缘体A1上开设槽孔A11，以供发光芯片B直接定位于金属构成的基板A上，这样就可以将发光芯片B抵贴于金属基板A上，如此，发光芯片B于运作时，可将产生的热量藉由基板A传导散热，以降低其发光芯片B所囤积的热，惟，上述二件习用高功率发光芯片的封装结构于使用时仍具有诸多缺失，例如以基板(如：铜基板、铝基板或其它金属基板等)作为功率芯片的封装结构时，其基板A背面无法作为电性导通的导体，且基板A的使用会使得整体重量较重，体积也无法微小化、组件化，故无法将此封装结构应用于表面组装组件(Surface Mounted Devices；SMD)上。

是以，针对导热良好、快速散热、电热分离以及将高功率芯片的COB封装结构应用于SMD的组装结构等考量，即为从事此产业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

故，根据上述背景技术的诸项缺失，发明人乃针对芯片封装的特性，作深入的分析与探讨，并经由多方评估及考量，通过苦心思虑与研发，进而以锲而不舍的试作与修改，研发出此种功率芯片的封装制程，应用本案的结构设计而达到导热良好、快速散热、电热分离以及可将高功率芯片的COB封装结构应用于SMD的组装结构，若为发光功率芯片，更可获得金属凹杯的光源反射增益效果，具备应用于半导体及光电产业的组件封装与模块结构设计的良好效用，适合产业批量生产的发明专利。

本发明的主要目的乃在于功率芯片的封装制程中，利用金属呈凹杯状的凹槽嵌入结合于电路板表面的对应孔内，并使金属凹槽的底部凸出电路板背面，而金属凹槽所设的开孔则可供电路板表面的接点露出，以此结构设计，将功率芯片置入凹槽内，并以打线方式使芯片与接点呈电性连接，而后封胶打线，再将完成的组件与金属基板结合，进而将功率芯片运作时所产生的高热，通过金属凹槽而传导至基板处予以散热，且芯片若为高功率发光芯片时，更可通过金属凹槽得到光源反射的增益效果，完成此一导热良好、快速散热、电热分离、结构简单稳固的功率芯片封装，具备应用于半导体及光电产业的组件封装与模块结构设计的良好效用。