[發明專利]熱電分離的半導體裝置與其制造方法

無效

• 申請號: 201210322672.5
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN103579480A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 邵世豐
• 申請（專利權）人: 華夏光股份有限公司
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/62;H01L33/48
• 代理公司: 北京泛誠知識產權代理有限公司 11298
• 代理人: 陳波;文琦

技術領域

本發明涉及一種熱電分離的半導體裝置與其制造方法。

背景技術

在發光二極管晶片制作完成后，必須將晶片固定在載體上，再通過載體與印刷電路板電性連接。載體通常是金屬導線架或具有導電線路層的金屬基板，而固定晶片與載體的步驟稱為“固晶”。現有固晶方式主要有兩種，銀膠接合與共晶焊接(Eutectic)。

銀膠接合通常使用在低功率的發光二極管。在發光二極管與載體的接合面上，涂布混合不同比例環氧樹脂的銀粉，并在較低的工藝溫度下，使環氧樹脂固化，以接合晶片與載體。

銀膠接合的固定強度與環氧樹脂的比例有關。當環氧樹脂比例越高，則固定強度越高，但導電性與導熱系數下降；反之，當銀粉比例越高，則固定強度越低。在最佳銀膠/環氧樹脂比例下，其導熱系數理論上僅有25W/mK。此外，銀膠接合需要使用助焊劑(Flux)，如果在固晶后，未能將其全部移除而殘留，會造成固晶孔隙(Void)，從而導致熱阻上升。

共晶焊接法，是在晶片底部形成焊接材料，其與載體或載體表面的材料，在一共晶溫度下，可相互擴散、融合從而固定。使用共晶焊接法固定的強度，優于銀膠接合方法。

然而，共晶焊接法的工藝溫度高，可達320℃。晶片與載體的材料，必須可承受高溫。此外，晶片底部的焊接材料很薄，其厚度可能只有3um。如果載體的表面粗糙度過高，則固晶結構會產生孔隙；如果載體表面高低差(PV)超過3um，則晶片會局部懸空，無法與載體緊密貼合，導致固晶強度與導熱系數下降。

在固晶后，發光二極管晶片再通過載體與外部電性連接。現有技術具有結構與工藝復雜、散熱性不好、成本高，材料選擇受到局限等缺點。

發明內容

鑒于上述，本發明提供新的熱電分離半導體裝置與其制造方法。

本發明一實施例提供一種熱電分離的半導體裝置，包括一金屬散熱座與至少一個樹脂基板。金屬散熱座具有以固定至少一發熱元件的一第一承載區域。樹脂基板固定在金屬散熱座的一第二承載區域上，與發熱元件位于金屬散熱座的同一側，且具有至少一導電線路層，用以電性耦合發熱元件。

本發明另一實施例提供一種熱電分離的半導體裝置的制造方法，包括：提供一金屬散熱座，其具有一承載區域；在承載區域上固定至少一發熱元件；在金屬散熱座上固定至少一個樹脂基板，樹脂基板與發熱元件位于金屬散熱座的同一側，樹脂基板上具有至少一導電線路層；通過至少一導線，電性連接樹脂基板上的導電線路層與發熱元件，以形成熱電分離的半導體裝置。

根據本案實施例的熱電分離的半導體裝置與其制造方法，發熱元件產生的熱，可直接傳導至金屬散熱座，如此可大幅提升散熱效率。此外，樹脂基板設置在金屬散熱座上，樹脂基板的材質可不受固晶溫度限制，且可方便電性耦合發熱元件與外部端點。

附圖說明

圖1是示出根據本發明第一實施例的熱電分離半導體裝置的剖面示意圖。

圖2是示出根據本發明第二實施例的熱電分離半導體裝置的剖面示意圖。

圖3是示出根據本發明第三實施例的熱電分離半導體裝置的俯視圖。

圖4A與圖4B是示出根據本發明第四實施例的熱電分離半導體裝置的剖面示意圖。

圖5A至5G示出根據本發明第五實施例的一種熱電分離半導體裝置的制造方法。

附圖標號說明

10：金屬散熱座

10a：第一承載區域

10b：第二承載區域

10c：散熱結構

20：發熱元件

20a：電極

30：樹脂基板

30a：上表面

30b：下表面

30c：端

30d：端

40：波長轉換護蓋

50：散熱接合層

60：連接結構

70：白色填充物

80：固定元件

具體實施方式

圖1示出根據本發明第一實施例的熱電分離半導體裝置，其主要包括一金屬散熱座10、至少一發熱元件20，與至少一樹脂基板30。