[發明專利]電子/光電組件的散熱裝置

無效

• 申請號: 201010288113.8
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102412212A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王維漢
• 申請（專利權）人: 王維漢
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L33/64
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶;周春發

技術領域

本發明有關一種電子組件或光電組件的散熱裝置，尤指一種用于電子組件或光電組件中，可將電子組件或光電組件的工作熱源有效排放，以確保電子組件或光電組件的工作效能及效率的散熱裝置。

背景技術

隨著對電子產品輕薄短小化的要求，整合高密度電子組件及電子電路的半導體晶片的半導體封裝件，已逐漸成為封裝產品的主流。然而，由于該種半導體封裝件于運作時所產生的熱量較高，若不實時將半導體晶片的熱量快速釋除，積存的熱量會嚴重影響半導體晶片的電性功能與產品穩定度。另一方面，為避免封裝件內部電路受到外界水塵污染，半導體晶片表面必須外覆一封裝膠體予以隔絕，并與以機械固定，然而構成該封裝膠體的封裝樹脂卻一熱傳導性差的塑料材質，其熱傳導系數(thermal?conductivity)僅0.8w/m-K，是以，半導體晶片上鋪設多數電路的主動面上產生的熱量無法有效藉該封裝膠體傳遞到大氣外，而往往導致熱累積現象產生，使晶片性能及使用壽命備受考驗。因此，為提高半導體封裝件的散熱效率，遂有于封裝件中增設散熱件的構想應運而生。

如圖1所示為一種半導體封裝件(例如高功率發光二極管)的散熱結構，該結構以一絕緣熱塑體10為主體，該絕緣熱塑體10內部設有復數導線架101，該導線架自絕緣熱塑體10與電路板15作電性連接，而絕緣熱塑體10并固設有一均熱塊11，該均熱塊11上并用以容置發光二極管晶片12，該均熱塊11與發光二極管晶片12間利用一固晶膠131做接合，該固晶膠含有如銀粉、銅粉或低溫焊料，具有導電、導熱及機械固定的效果，再藉由一金屬導線將電性連接于導線架101上，該絕緣熱塑體10上并設有封裝膠材層14，而該均熱塊11下方亦藉由熱介面材料做為第一接合層132與電路板15接合，所以當發光二極管在運作時，該封裝膠材層14通常是具有絕熱效果的樹脂，其熱導效果不佳，因此晶片產生的熱，無法向上由樹脂傳導致而散發至空氣，只能從裝置于發光二極管晶片12下方的固晶膠131傳導，并經由該均熱塊11完成散熱，同時加裝一系列的Zener二極管，將電氣回路與熱傳導路徑隔離，以避免發光二極管晶片12所產生的工作熱能利用導線架作為一導熱途徑，產生更大的熱阻作用，造成該發光二極管晶片12無法在正常的工作溫度下運作，當然，亦可于電路板15下方藉由熱介面材料做為的第二接合層133進一步結合散熱片16，增加散熱效果。

傳統的發光二極管封裝的散熱路徑是依序由該發光二極管晶片12下方的固晶膠131、均熱塊11、第一介面層132、電路板15、第二介面層133以及散熱片16將發光二極管晶片12產生的作用熱散發至空氣；然而，各介面層的熱傳導系數較小，例如銀膠僅為10-25?w/m-K，一般是以熱傳導系數用以評估材料的導熱特性，當熱傳導系數值越大，其散熱導熱效果越佳；反之，熱傳導系數值越小，其散熱導熱效果越差，其中固晶膠的熱傳導系數值最低，其所產生的界面溫度最高，也是整個發光二極管或IC封裝散熱路徑的瓶頸。

發明內容

本發明的主要目的即在提供一種電子/光電組件的散熱裝置，可應用于電子組件或光電組件中，該電子組件可以為半導體組件，該光電組件可以為發光二極管晶片，可降低電子組件或光電組件的工作熱源，以確保電子/光電組件的工作效能及提升信賴度的散熱裝置。

為達上揭目的，本發明中電子/光電組件與均熱塊間設有固晶膠與熱介面材料，該固晶膠與熱介面材料至少包含有樹脂以及石墨烯(graphene)或樹脂以及奈米碳管，而該石墨烯或奈米碳管的重量百分比小于或等于樹脂的10?wt%，或者，該光電組件作用表面(例如發光二極管的出光表面)設有透明散熱封裝材料，該透明散熱封裝材料至少包含有樹脂以及透明石墨烯(graphene)或樹脂以及透明奈米碳管，而該透明石墨烯或透明奈米碳管的重量百分比小于或等于樹脂的10?wt%，藉由石墨烯或奈米碳管具有高熱傳導系數(約4600-5300?w/m-K)以及導熱均勻的特點，以提高整體散熱裝置的散熱效果。

附圖說明

圖1為一般半導體封裝件散熱結構的結構示意圖。

圖2為本發明中光電組件的散熱裝置第一實施例的結構示意圖。

圖3為本發明中光電組件的散熱裝置第二實施例的結構示意圖。

圖4為本發明中光電組件的散熱裝置第三實施例的結構示意圖。

圖5為本發明中電子組件的散熱裝置第四實施例的結構示意圖。

圖6為本發明中電子組件的散熱裝置第五實施例的結構示意圖。

【圖號說明】　　　

絕緣熱塑體10