[發明專利]散熱裝置及其制造方法有效

申請號：	201110251757.4	申請日：	2011-08-29
公開（公告）號：	CN102956576A	公開（公告）日：	2013-03-06
發明（設計）人：	楊修維	申請（專利權）人：	奇鋐科技股份有限公司
主分類號：	H01L23/36	分類號：	H01L23/36;H01L23/373;H01L21/48
代理公司：	北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369	代理人：	史霞
地址：	中國臺灣新北市***	國省代碼：	中國臺灣;71
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	散熱裝置及其制造方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

一種散熱裝置及其制造方法，尤指一種直接將散熱元件與陶瓷材質之元件結合，藉以改善散熱裝置與發熱源間因熱疲勞(thermal?fatigue)產生接合界破裂問題的散熱裝置及其制造方法。

背景技術

按，隨著半導體技術的進步，積體電路的體積亦逐漸縮小，而為了使積體電路能處理更多的資料，相同體積下的積體電路，已經可以容納比以往多上數倍以上的計算元件，當積體電路內的計算元件數量越來越多時，計算元件工作時所產生的熱能亦越來越大，以常見的中央處理器為例，在高滿載的工作量時，中央處理器散發出的熱度，足以使中央處理器整個燒毀，因此，積體電路的散熱裝置變成為重要的課題。

電子設備中之中央處理單元及晶片系為電子設備中的發熱源，當電子設備運作時，則發熱源將會產生熱量，該中央處理單元及晶片外部封裝主要系以陶瓷材料作為封裝材料，該陶瓷材料具有熱膨脹系數低且不導電等性質，并且該熱膨脹系數系與晶片相近，故被大量使用于封裝材料及半導體材料。

散熱裝置一般采用鋁、銅材質做散熱結構之材料，并搭配風扇及熱導管等散熱元件來增強散熱效果，不過在考慮散熱裝置整體可靠度時，采用冷卻風扇與熱導管的設計都會損及整體產品的可靠度值。

一般而言設計愈簡單散熱裝置整體之可靠度愈好，因此，若能用比銅散熱能力更好的材料做散熱結構材料，可直接改善熱能的傳遞。

另外，“熱應力”是散熱裝置與發熱源間另一個可靠度潛在問題。發熱源(如CPU內之晶片)的熱膨脹系數低，業界為追求產品可靠度，多采用AlN(氮化鋁)或SiC(碳化硅)等熱膨脹系數低的陶瓷材料來封裝晶片。

再者，舉例來說，于LED散熱之應用領域中，鋁、銅材質的熱膨脹系數比藍寶石(sapphire)高許多，容易導致高亮度LED在長期使用下接合面因熱疲勞(thermal?fatigue)產生接合界破裂(crack)，衍生接合界面熱阻上升。對于高亮度LED產品，當散熱界面熱阻的上升會造成熱累積并進而損傷LED晶片，造成發光體永久損壞。

故針對發熱源外部陶瓷材質與金屬材質之散熱裝置間因不同之熱膨脹系數所衍生之接合面因熱疲勞(thermal?fatigue)產生接合界破裂(crack)此一問題則為現行最需改善之目標。

發明內容

為此，為解決上述公知技術之缺點，本發明之主要目的，系提供一種改善散熱裝置與發熱源間因熱疲勞(thermal?fatigue)產生接合界破裂問題的散熱裝置。

本發明次要目的，系提供一種改善散熱裝置與發熱源間因熱疲勞(thermal?fatigue)產生接合界破裂問題的散熱裝置的制造方法。

為達上述之目的，本發明系提供一種散熱裝置，系包含：一散熱元件；

所述散熱元件具有一導熱部，并該散熱元件相反前述導熱部之另端具有一散熱部，該導熱部連接一陶瓷本體。

所述散熱元件系為一散熱器及一均溫板及一熱管及一水冷頭其中任一。

所述陶瓷本體之材質系為氮化硅(Si₃N₄)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)其中任一。

為達上述之目的，本發明系提供一種散熱裝置之制造方法，系包含下列步驟：

提供一散熱元件及一陶瓷本體；

將該散熱元件與該陶瓷本體結合。

所述散熱元件及該陶瓷本體結合系通過軟焊及硬焊及擴散接合及超音波焊接及直接覆銅法(Direct?Bonding?Cooper，DBC)其中任一。