[发明专利]具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板

说明书

技术领域

本发明是关于一种具有散热垫及电性突柱的散热增益型线路板，尤其指一种具有用于导热的金属块及用于电性路由的金属柱的散热增益型线路板。

背景技术

半导体组件具有高电压、高频率及高性能应用，其需要高功率以执行该些特定功能。由于功率增加，半导体组件产生更多热能。对于可携式电子设备，其高封装密度及小外观尺寸将缩减其散热的表面积，可能会使热能的累积更加严重。热能不仅会使芯片劣化，同时会因热膨胀不匹配而将热压力施加于芯片与周围组件。因此，芯片必须组装至散热板，使产生的热能可以快速及有效地从芯片扩散至散热板再到周围环境，以确保有效及可靠的操作情形。

作为一种良好有效的散热板设计，一般需要导热并散热至比芯片更大的表面积、或散热至设置于其上的散热座。此外，散热板需要提供半导体组件的电性路由及机械性支撑。由此，散热板通常包含：用于移除热能的散热件或散热座；以及用于讯号路由的内连接基板，内连接基板包含用于电性连接至半导体组件的连接垫、及用于电性连接至另一层级组体的端子。

Juskey等人的美国专利6,507,102公开一种组体板，其中具有纤维玻璃和热固化树脂的复合物基板，该基板包含一中央开口；一相似于该中央开口的方形或矩形散热座是于该中央开口的侧壁附着至基板；顶部和底部导电层附着至该基板的顶部和底部，并由贯穿基板的被覆穿孔而互相电性连接；芯片设置于散热座上，并经由打线连结至顶部导电层；封装层设置在芯片上；且在底部导电层上设置锡球。此结构是由散热座使热能从芯片传导至周围环境。然而，由于散热座仅从侧壁附着至外围基板，因支撑不足而易碎，并可能在热循环时破裂，使电路板在实际使用上非常不可靠。

Ding等人的美国专利6,528,882和Yokozuka等人的美国专利7,554,039公开一种散热增益型球门阵列封装，其基板包含一金属芯层。芯片设置于金属芯层顶面的芯片垫区，绝缘层形成于金属芯层底面，盲孔是延伸穿过绝缘层至金属芯层，散热球填充于盲孔内，且锡球设置于基板上，并对齐散热球。芯片的热能流动通过金属芯层至散热球再达印刷电路板(PCB)。然而，由于金属芯层是一连续平板，其限制了电力传输能力，需要大片导电金属连接顶部和底部的图案化线路层。

Woodall等人的美国专利7,038,311及Zhao等人的美国专利8,310,067公开一种散热增益型球门阵列封装(BGA)，其中一具有倒放T型的散热座设置于基板的开口上，以提供有效的散热性，使热能从芯片通过基座至延伸基底再传至印刷电路板(PCB)。然而，较相似于其他内插外露式(drop-in)散热座类型，电路板不具任何促进电力传输功能，且易碎、不平衡，并在组装时可能会弯曲；此点在可靠性上有较多疑虑并造成低产率。

此外，若半导体组件在执行高频传输或接收时容易发生电力短缺问题，对于这些组件的讯号完整性将有不利影响。综观现今用于高功率及高性能装置的线路板，仍存在多种发展阶段及限制，目前亟需一种具有适当散热性、通过固态传导通道而达成优异讯号完整性、且于制造时维持低成本的线路板。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有散热垫和电性突柱的散热增益型线路板，其可提供附着于其上的半导体组件的热传导路径和电性路由。散热垫和电性突柱延伸进入图案化内连接基板的通孔，且更由增层电路加以延伸。图案化内连接基板可提供机械性支撑及讯号路由。增层电路热性连接至散热垫且通过导电盲孔电性连接至电性突柱。并且，增层电路可通过被覆穿孔或/及导电盲孔更电性连接至图案化内连接基板。总结来说，形成于增层电路中的散热垫及导电盲孔提供了线路板的导热路径，其中增层电路系直接接触散热垫。线路板的电性连接可由电性突柱、图案化内连接基板及增层电路而保持灵活讯号路由或电力传输及返回。

为实现上述目的，本发明提供的散热增益型线路板，包含图案化内连接基板、金属块、金属柱、黏着剂、增层电路及选择性包含被覆穿孔。