热电分离的半导体装置与其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种热电分离的半导体装置及其制造方法。该热电分离半导体装置包括一金属散热座与至少一树脂基板。金属散热座具有用于固定至少一发热元件的一承载区域。树脂基板被固定在金属散热座上，与发热元件位于金属散热座的同一侧，且具有至少一导电线路层，用以电性耦合发热元件，以形成热电分离的半导体装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在发光二极管晶片制作完成后，必须将晶片固定在载体上，再通过载体与印刷电路板电性连接。载体通常是金属导线架或具有导电线路层的金属基板，而固定晶片与载体的步骤称为“固晶”。现有固晶方式主要有两种，银胶接合与共晶焊接(Eutectic)。银胶接合通常使用在低功率的发光二极管。在发光二极管与载体的接合面上，涂布混合不同比例环氧树脂的银粉，并在较低的工艺温度下，使环氧树脂固化，以接合晶片与载体。银胶接合的固定强度与环氧树脂的比例有关。当环氧树脂比例越高，则固定强度越高，但导电性与导热系数下降；反之，当银粉比例越高，则固定强度越低。在最佳银胶/环氧树脂比例下，其导热系数理论上仅有25W/mK。此外，银胶接合需要使用助焊剂(Flux)，如果在固晶后，未能将其全部移除而残留，会造成固晶孔隙(Void)，从而导致热阻上升。共晶焊接法，是在晶片底部形成焊接材料，其与载体或载体表面的材料，在一共晶温度下，可相互扩散、融合从而固定。使用共晶焊接法固定的强度，优于银胶接合方法。然而，共晶焊接法的工艺温度高，可达320°C。晶片与载体的材料，必须可承受高温。此外，晶片底部的焊接材料很薄，其厚度可能只有3um。如果载体的表面粗糙度过高，则固晶结构会产生孔隙；如果载体表面高低差(PV)超过3um，则晶片会局部悬空，无法与载体紧密贴合，导致固晶强度与导热系数下降。在固晶后，发光二极管晶片再通过载体与外部电性连接。现有技术具有结构与工艺复杂、散热性不好、成本高，材料选择受到局限等缺点。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提供新的热电分离半导体装置与其制造方法。本专利技术一实施例提供一种热电分离的半导体装置，包括一金属散热座与至少一个树脂基板。金属散热座具有以固定至少一发热元件的一第一承载区域。树脂基板固定在金属散热座的一第二承载区域上，与发热兀件位于金属散热座的同一侧，且具有至少一导电线路层，用以电性耦合发热元件。本专利技术另一实施例提供一种热电分离的半导体装置的制造方法，包括:提供一金属散热座，其具有一承载区域；在承载区域上固定至少一发热元件；在金属散热座上固定至少一个树脂基板，树脂基板与发热元件位于金属散热座的同一侧，树脂基板上具有至少一导电线路层；通过至少一导线，电性连接树脂基板上的导电线路层与发热元件，以形成热电分离的半导体装置。[0011 ] 根据本案实施例的，发热元件产生的热，可直接传导至金属散热座，如此可大幅提升散热效率。此外，树脂基板设置在金属散热座上，树脂基板的材质可不受固晶温度限制，且可方便电性耦合发热元件与外部端点。【附图说明】图1是示出根据本专利技术第一实施例的热电分离半导体装置的剖面示意图。图2是示出根据本专利技术第二实施例的热电分离半导体装置的剖面示意图。图3是示出根据本专利技术第三实施例的热电分离半导体装置的俯视图。图4A与图4B是示出根据本专利技术第四实施例的热电分离半导体装置的剖面示意图。图5A至5G示出根据本专利技术第五实施例的一种热电分离半导体装置的制造方法。附图标号说明10:金属散热座IOa:第一承载区域IOb:第二承载区域IOc:散热结构20:发热元件20a:电极30:树脂基板30a:上表面30b:下表面30c:端30d:端40:波长转换护盖50:散热接合层60:连接结构70:白色填充物80:固定元件【具体实施方式】图1示出根据本专利技术第一实施例的热电分离半导体装置，其主要包括一金属散热座10、至少一发热元件20，与至少一树脂基板30。金属散热座10具有第一承载区域10a，以固定发热元件20。优选地，在第一承载区域IOa与发热元件20之间，具有散热接合层50，例如:金属接合层(焊锡)，金属-高分子复合材料(固化银胶)、固化散热膏等，以使两者紧密结合。树脂基板30固定在金属散热座10上，并且具有至少一导电线路层(未图示)，用以电性耦合发热元件20。作为例示而非限制，在本实施例的一实例中，发热元件20的数量是一个，树脂基板30的数量是两个。优选地，树脂基板30与发热兀件20位于金属散热座10的同一侧,例如,金属散热座10的上方侧。如图1所示，金属散热座10在发热元件20的相反侧，例如下方侧，可具有散热结构10c，例如鳍片(fin)，其可加速驱散发热元件20产生的热。此外，当发热元件20是发光二极管单元时，热电分离结构可具有一波长转换护盖40，其外形可以是半球型或非球型，其表面，可为光滑表面，或具有凹凸图案以增加光萃取效率。上述波长转换护盖40由护盖与波长转换材料组合而成，波长转换材料用于转换发光二极管单元的发光波长。波长转换材料可以位于护盖的外表面上或是内表面上。在一实例中，波长转换材料位于护盖的内表面上。在另一实例中，波长转换材料分布在护盖中。护盖的材质可以为环氧树脂、硅基类或其它材质。如图1所示，在本实施例的一实例中，第一承载区域IOa可以是金属散热座10的中央区域，而树脂基板30可固定在金属散热座10的第二承载区域IOb上，并且第一承载区域IOa大致上是一凸台。在本实施例中，可通过一固定元件80，例如螺丝，将树脂基板30固定在金属散热座10上。在本实施例的一实例中，固定元件80未穿透金属散热座10。在另一实例中，固定元件80可穿透金属散热座10。在又一实例中，可利用一黏着剂代替固定元件80，将树脂基板30固定在金属散热座10上。在本实施例的一实例中，树脂基板10的上表面30a具有一导电线路层(未图标),其通过连接结构60，例如导线(wire)，电性耦合发热元件20的电极20a。连接结构60可被波长转换护盖40覆盖。在本实施例中，该导电线路层在树脂基板10的一端30c耦合发热元件20，而在树脂基板10的另一端30d，作为与外部电性连接的端点。上述固定元件80可以作为与外部电性连接的端点。在本实施例的另一实例中，树脂基板10的上表面30a与下表面30b各具有一导电线路层(未图示)，其中位于上表面30a的导电线路层电性耦合发热元件20，而位于下表面30b的导电线路层可作为与外部电性连接的端点。例如，金属散热座10可具有至少一贯通孔(未图示)，其电性连接位于下表面30b的导电线路层，并作为与外部电性连接的端点。上述穿透(或未穿透)金属散热座10的固定元件80，可以电性连接位于上表面30a的导电线路层，或电性连接位于下表面30b的导电线路层，且固定元件80可作为与外部电性连接的端点。[0041 ] 上述发热元件20可包括发光二极管单元、光伏电池，集成电路元件，或其它电子元件等。当发热元件20为具有透明生长基板的发光二极管单元，可以选择将其固定在凸台上，从而可避免树脂基板30阻挡由透明成长基板导出的侧向光。上述透明成长基板包括蓝宝石、氮化硅等。上述树脂基板30包括绝缘层与覆盖绝缘层的至少一导电线路层。绝缘层可直接接触金属散热座10。绝缘层的主体材料为树脂或树脂/补强材复合材料，树脂种类例如酹醒树脂(Phenolic)、环氧树脂(Epoxy)、聚亚酰胺树脂(Polyimide)、聚四氟乙烯(PolytetraOluorethylene,简称PTFE或称TEFLON),或双马来酰亚胺三嗪树脂(Bismaleimide Triazine,简称BT)等。补强材则有玻璃纤维布、玻璃纤维席、绝缘纸,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电分离的半导体装置的制造方法，包括：提供一金属散热座，该金属散热座具有一承载区域；在所述承载区域上固定至少一发热元件；在所述金属散热座上固定至少一个树脂基板，该树脂基板与所述发热元件位于所述金属散热座的同一侧，所述树脂基板上具有至少一导电线路层；以及通过至少一导线，电性连接所述树脂基板上的所述导电线路层与所述发热元件，以形成所述热电分离的半导体装置。

【技术特征摘要】
2012.07.27 TW 1011272981.一种热电分离的半导体装置的制造方法，包括: 提供一金属散热座，该金属散热座具有一承载区域； 在所述承载区域上固定至少一发热元件； 在所述金属散热座上固定至少一个树脂基板，该树脂基板与所述发热元件位于所述金属散热座的同一侧，所述树脂基板上具有至少一导电线路层；以及 通过至少一导线，电性连接所述树脂基板上的所述导电线路层与所述发热元件，以形成所述热电分离的半导体装置。2.如权利要求1所述的制造方法，其中在所述承载区域上固定所述至少一发热元件的步骤包括: 在所述承载区域上放置一金属接合材料； 在所述承载区域上放置所述发热元件；以及 通过使所述金属接合材料熔融并冷却的回焊步骤，形成所述金属接合层，以结合所述发热元件与所述承载区域。3.如权利要求2所述的制造方法，还包括对所述承载区域进行表面处理，以便于与所述金属接合材料接合。4.如权利要求1所述的制造方法，其中所述树脂基板包括两层导电线路层，该两层导电线路层分别位于所述树脂基板的相反两侧，其中一层导电线路层耦合所述发热元件，所述金属散热座具有至少一贯通孔来连接另一层导电线路层，用以形成外部电性连接点。·5.如权利要求1所述的制造方法，其中所述发热元件包括一共基板的发光二极管阵列，所述发光二极管阵列通过多个互连线彼此电性连接。6.一种热电分离的半导体装置，包括: 一金属散热座，具有一第一承载区域，以固定至少一发热兀件； 至少一个树脂基板，该树脂基板固定在所述金属散热座的一第二承载区域上，并且所述树脂基板与所述发热元件位于所述金属散热座的同一侧，所述树脂基板上具有至少一导电线路层，用以电性耦合所述发热元件。7.如权利要求6所述的热电分离的半导体装置，其中所述导电线路层的一端耦合所述发热元件，所述导电线路层的另一端作为外部电性连接点。8.如权利要求6所述的热电分离的半导体装置，其中所述树脂基板包括两层导电线路层，该两层导电线路层分别位于所述树脂基板的相反两侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵世丰，
申请(专利权)人：华夏光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：