CN2831425Y - 一种半导体封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种半导体封装结构，其主要包括有一基板、一半导体芯片、一热传导体、一封装体及一散热块，其中热传导体设置于基板上，半导体芯片直接设置于热传导体上，而散热块则结合于热传导体上，使得半导体芯片导电后所产生的热能通过热传导体传递至散热块上进行热交换。

Description

一种半导体封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种半导体封装结构，特别是一种具有高散热效率的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)封装结构。
背景技术
以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为应用光源的消费性电子产品已扩充至背光模块、车灯、投影机等。在发光效率、产品寿命及应用模式需求增加的情况下，高亮度与高效率的功率型LED成为LED的发展趋势。
就提高发光效率而言，一般LED制造厂商即着手提高光电转换效率或加大LED功率，由于LED芯片输入功率不断提高，而高功率(High Power)LED所衍生的热量累积问题将导致芯片发光效率与寿命的严重劣化。影响LED封装体单位面积输出光通量的因素包含量子效率、芯片尺寸(发光面积)、输入功率与封装体的散热能力等。为了维持芯片具有稳定的发光效率，由发光区所发散出的热量必须快速地排出封装体。若封装体无法消散(Dissipation)这些热量，除了封装体内各种组成材料会因为彼此间膨胀系数的不同而有导线断裂或封装胶材黄化等可靠度的疑虑，晶粒的发光效率更会随着温度的上升而有明显地下降，并造成其寿命明显地缩短与波长、顺向电压(Vf)飘移等现象。
为了解决高功率LED散热的问题，美国第6274924号专利案提出了表面黏着LED封装结构(Surface mountable LED package)，924案提出了将芯片直接黏着在散热垫上，使热量由下方导出至外加的散热块上，924案通过配置在芯片下方的散热块进行散热，而封装的结构体是用组装方式再与散热块接合，然而这样的做法将会改变原有的封装作业流程，而其将散热块设置在芯片的下方，在实际应用于产品(如车灯)上，其与车灯电路板的组装位置，仍需考量实际的配置空间，又或者实际应用的产品可以提供配置空间，然而实际应用产品的下方通常空间较为狭隘，其无法提供较充分的热交换介质(空气)，使其散热效率仍受到限制，因而924案提出在芯片下方结合散热块的设计，在实际应用于产品上时，仍有许多的问题存在。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种高散热效率的高功率光电半导体封装结构，以解决高功率LED的散热问题，从而提高发光效率及产品寿命。
目前虽已有提出利用散热块结合于芯片下方进行热交换的设计，然而上述所公开的专利案在具体实现仍需大幅改变封装制程，应用产品组装空间，以及散热效率不佳等问题，因此，本实用新型提出了一种高散热效率的高功率光电半导体封装结构。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体封装结构，其包括有：一基板；一热传导体，所述热传导体设置于所述基板上；至少一半导体芯片，所述半导体芯片设置于所述热传导体上；多个导电片，所述导电片设置于所述基板底部，多条导电引线与所述半导体芯片电性连接；一封装体，包覆于所述半导体芯片；及一散热块，所述散热块结合于所述热传导体上，使得半导体芯片导电后所产生的热能通过热传导体传递至散热块上进行热交换。
所述的半导体封装结构，其中，所述的半导体芯片为发光二极管。
所述的半导体封装结构，其中，所述的半导体芯片为激光二极管。
所述的半导体封装结构，其中，所述散热块对应所述半导体芯片位置处设有一光反射部。
所述的半导体封装结构，其中，所述光反射部表面设有镜面层。
所述的半导体封装结构，其中，更包括有多个穿过所述基板的导热柱，所述导热柱下方有至少一个第二散热块。
根据本实用新型所提供的半导体封装结构，其中半导体芯片直接设置在基板上的热传导体上，而使散热块结合于热传导体上进行热传递及热交换，因散热块设置在基板的上方，在与实际应用产品组装时，其配置空间较不受到限制，而且位于基板上方的散热块能够有效地进行热交换，而提高散热效率，而成为半导体封装结构的最佳设计。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的结构组成分解示意图；
图2为本实用新型第一实施例的结构组成组合示意图；
图3为本实用新型第一实施例的结构组成剖面示意图；
图4A、4B为本实用新型第二实施例的结构组成示意图；及
图5为本实用新型第三实施例的结构组成示意图。
其中，附图标记如下：
11-基板
12-热传导体
13-半导体芯片
141、142-导电引线
15-封装体
161、162-导电片
17-散热块
171-散热鳍片
172-光反射部
1721-镜面层
18-导热柱
19-第二散热块
具体实施方式
根据本实用新型所提供的半导体封装结构，其中所应用的半导体芯片为如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、激光二极管(Laser Diode，LD)等的光电半导体，而在以下本实用新型的详细说明中，将以应用于发光二极管做为本实用新型的最佳实施例。
请参阅图1、图2及图3所示，根据本实用新型所提供的半导体封装结构，其包括有一基板11、一热传导体12、至少一半导体芯片13、至少二导电引线141、142、一封装体15、至少二导电片161、162及一散热块17，其中热传导体12设置于基板11上，热传导体12采用如铜等具有高热传导系数的材质，半导体芯片13直接设置于热传导体12中央位置处，导电引线141、142分别一端电性连接至半导体芯片13的两侧，另一端则电性连接至设置在基板11下方的两导电片161、162；续而将封装体15包覆住半导体芯片13，散热块17则通过共晶工艺(Eutectic)、焊接(Soldering)或是高热传导粘结剂(HighConductivity Adhesion)等结合手段固定于热传导体12上，且散热块17可以根据散热效率的需求，在散热块17上可以设计出不同形状、不同数量的散热鳍片171。
因此当半导体芯片13通过导电片161、162与导电引线141、142导电后，其工作所产生的热能通过热传导体12传递至散热块17上进行热交换，通过散热块17位于基板11上方的设计，配置空间较不受限制，且能够有效地对半导体芯片13所产生的热能进行散热，如应用于发光二极管等的光电半导体，其可有效提升发光效率，并防止封装体15因高温而黄化，延长使用寿命。
如图4A、4B所示，图中所示为本实用新型的第二实施例，其中散热块17对应半导体芯片13处开设出一圆锥面而形成一光反射部172，光反射部172表面可以通过涂布或黏着等技术而形成一镜面层1721，因而可以根据不同的发光需求，设计出光反射部172的曲率，以使得半导体芯片13所产生的光线可以通过光反射部172来使光线集中或使光线散射。
如图5所示，图中所示为本实用新型第三实施例，其中在基板11上设置有多个导热柱18，导热柱18穿过基板11而与热传导体12接触，因而也可在基板11的下方设置第二散热块19，以根据散热需求而增加散热面积，提高散热效率。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括有：
一基板；
一热传导体，所述热传导体设置于所述基板上；
至少一半导体芯片，所述半导体芯片设置于所述热传导体上；
多个导电片，所述导电片设置于所述基板底部，多条导电引线与所述半导体芯片电性连接；
一封装体，包覆于所述半导体芯片；及
一散热块，所述散热块结合于所述热传导体上。
2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体芯片为发光二极管。
3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体芯片为激光二极管。
4.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述散热块对应所述半导体芯片位置处设有一光反射部。
5.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，所述光反射部表面设有镜面层。
6.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，更包括有多个穿过所述基板的导热柱，所述导热柱下方有至少一个第二散热块。
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