用于半导体元件的散热结构制造技术

一种用于半导体元件的散热结构，包括上腔体、第一侧腔体、以及第二侧腔体。上腔体向第一方向延伸。第一侧腔体连接上腔体并向第二方向延伸。第一侧腔体与上腔体流体连通。第二侧腔体连接上腔体并向第三方向延伸。第二侧腔体与上腔体流体连通。上腔体的下边、第一侧腔体的第一内边以及第二侧腔体的第二内边围绕定义出容置空间。下边、第一内边以及第二内边上分别设置有多个热传凸块。热传凸块面向容置空间。本实用新型专利技术的散热结构通过多个散热接触面以及金对金直接键合面，达到超音波焊接时热传凸块与热传垫的热阻较现有技术降低的效果。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体元件的散热结构
本公开内容涉及用于半导体元件的散热结构。
技术介绍
此处的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。近年来，电子元件的散热渐渐成为重要的问题。相较于传统的泵、压缩机等大型机件，电子元件或电子构装的散热由于体积的限制，需要在小范围达到好的散热以及均温效果，并且需考量设置散热元件所产生的成本不能太高，因此实际上是颇具挑战性的散热领域议题。随着半导体产业最小线宽工艺精度不断提升，电子元件尺寸更是进一步缩小，但其发热量和单位面积热密度愈趋增大。为了使电子元件的运行时维持在许可的工作温度，常见的做法是在电子元件上装设各种类型的散热器(例如，散热片、均温板、水冷散热装置等)。目前所知的装设结构大多是通过导热胶作为散热器和电子元件之间的固定和热传导媒介，通过导热胶的可塑性高的性质以提升热接触面的接合品质。
技术实现思路
然而，上述散热方式所使用的导热胶的热传导系数相较于导热性较佳的金属(例如，金、铝、铜等)仍有一个数量级以上的差距，且在前述电子元件逐渐缩小的趋势下也将渐渐不足以应付如此高密度且大量的热能来源。因此，有必要提出进一步提升散热效果的结构和方法。有鉴于此，本公开的一些实施方式公开了一种用于半导体元件的散热结构，包括上腔体、第一侧腔体、以及第二侧腔体。上腔体向第一方向延伸。第一侧腔体连接上腔体并向第二方向延伸。第一侧腔体与上腔体流体连通。第二侧腔体连接上腔体并向第三方向延伸。第二侧腔体与上腔体流体连通。上腔体的下边、第一侧腔体的第一内边以及第二侧腔体的第二内边围绕定义出容置空间。下边、第一内边以及第二内边上分别设置有多个热传凸块。热传凸块面向容置空间。于本公开的一或多个实施方式中，第一方向垂直于第二方向和第三方向。于本公开的一或多个实施方式中，上腔体内位于第一侧腔体和第二侧腔体之间的部分包括至少一金属实心柱。金属实心柱的两端分别接触上腔体的上边和下边。上边和下边定义出上腔体垂直于第一方向的范围。于本公开的一或多个实施方式中，第一侧腔体内和第二侧腔体内分别包括至少一金属实心柱。位于第一侧腔体内的金属实心柱的两端分别接触第一侧腔体的第一内边和第一外边。第一内边和第一外边定义出第一侧腔体垂直于第二方向的范围。位于第二侧腔体内的金属实心柱的两端分别接触第二侧腔体的第二内边和第二外边。第二内边和第二外边定义出第二侧腔体垂直于第三方向的范围。于本公开的一或多个实施方式中，散热结构还包括至少一毛细结构，贴附于上边、下边、第一内边、第一外边、第二内边和第二外边当中的至少一者上。毛细结构位于上腔体、第一侧腔体或第二侧腔体内。于本公开的一或多个实施方式中，散热结构还包括至少一毛细支柱。毛细支柱的两端分别接触位于上边的毛细结构和位于下边的毛细结构。于本公开的一或多个实施方式中，热传凸块是由镍和金所组成。于本公开的一或多个实施方式中，第一侧腔体和第二侧腔体直接流体连通，且共同环绕容置空间。于本公开的一或多个实施方式中，第一侧腔体与第二侧腔体间隔开。本公开的一些实施方式公开了一种半导体元件与散热结构的接合方法，包括：将至少一个表面设置有热传垫的半导体元件置入散热结构的容置空间中，容置空间是由散热结构的上腔体、第一侧腔体和第二侧腔体所围绕，设置在前述表面上的热传垫面向设置在上腔体上的多个热传凸块；施加第一压力使得热传垫接触设置在上腔体的热传凸块；以及将已相互接触的热传凸块和热传垫进行超音波焊接。于本公开的一或多个实施方式中，半导体元件与散热结构的接合方法还包括施加第二压力使得设置在半导体元件的另一表面的另一热传垫接触设置在第一侧腔体的另一些热传凸块。于本公开的一或多个实施方式中，半导体元件与散热结构的接合方法还包括以导热胶填充于第二侧腔体和半导体元件之间以使得第二腔体热耦合至半导体元件。本公开通过散热结构三面以上接触半导体元件的方式提高了散热面积，且通过金对金的直接超音波焊接降低热传递时的热阻，并辅以直接无缝接触且连接散热结构相对的两个相隔金属面的金属实心柱提升超音波的震动传递量，达到同时提高散热效能并降低设置均温板于待散热工作物的所需温度及能量(即降低成本)的多重技术效果。为了让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。附图说明图1示出本公开一些实施例中散热结构的剖面示意图。图2A示出本公开一些实施例中散热结构的立体示意图。图2B示出本公开一些实施例中散热结构的立体示意图。图3示出本公开一些实施例中接合散热结构与半导体元件的流程示意图。图4A示出本公开一些实施例中接合散热结构与半导体元件的中间阶段的剖面示意图。图4B示出本公开一些实施例中接合散热结构与半导体元件的中间阶段的剖面示意图。图4C示出本公开一些实施例中接合散热结构与半导体元件的中间阶段的剖面示意图。图5示出本公开一些实施例中散热结构与半导体元件接合后的剖面示意图。附图标记说明：100、100A、100B：散热结构120：上腔体122：下边124：上边1222、1422、1622：热传凸块130、150：金属实心柱140：第一侧腔体142：第一内边144：第一外边160：第二侧腔体162：第二内边164：第二外边170：毛细结构180：毛细支柱200：半导体元件220、220A1、220A2、220A3：热传垫300：导热胶D1：第一方向D2：第二方向D3：第三方向AS：容置空间S：方法S1、S2、S3：操作A1、A2、A3：表面P1：第一压力P2：第二压力G：缝隙具体实施方式为使本公开的叙述更加详尽与完备，下文针对了本公开的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本公开具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下的描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无这些特定细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况下，为简化附图，熟知的结构与装置仅示意性地示出于图中。参考图1。图1示出本公开一些实施例中散热结构100的剖面示意图。散热结构100包括上腔体120、第一侧腔体140以及第二侧腔体160。上腔体120向第一方向D1延伸。第一侧腔体140连接上腔体120并向第二方向D2延伸，且第一侧腔体140与上腔体120流体连通。第二侧腔体160连接上腔体120并向第三方向D3延伸，且第二侧腔体160与上腔体120流体连通。在一些实施例中，第一方向D1垂直于第二方向D2和第三方向D3。第二方向D2可以是平行于第三方向D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体元件的散热结构，其特征在于，包括：/n一上腔体，向一第一方向延伸；/n一第一侧腔体，连接该上腔体并向一第二方向延伸，该第一侧腔体与该上腔体流体连通；以及/n一第二侧腔体，连接该上腔体并向一第三方向延伸，该第二侧腔体与该上腔体流体连通；/n其中，该上腔体的一下边、该第一侧腔体的一第一内边以及该第二侧腔体的一第二内边围绕定义出一容置空间，且该下边上设置有多个热传凸块，该些热传凸块面向该容置空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体元件的散热结构，其特征在于，包括：
一上腔体，向一第一方向延伸；
一第一侧腔体，连接该上腔体并向一第二方向延伸，该第一侧腔体与该上腔体流体连通；以及
一第二侧腔体，连接该上腔体并向一第三方向延伸，该第二侧腔体与该上腔体流体连通；
其中，该上腔体的一下边、该第一侧腔体的一第一内边以及该第二侧腔体的一第二内边围绕定义出一容置空间，且该下边上设置有多个热传凸块，该些热传凸块面向该容置空间。


2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，该第一内边与该第二内边的至少一者分别设置有多个热传凸块。


3.如权利要求2所述的散热结构，其特征在于，该些热传凸块是由镍和金所组成。


4.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，该第一方向垂直于该第二方向和该第三方向。


5.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，该上腔体内位于该第一侧腔体和该第二侧腔体之间的部分包括至少一金属实心柱，该金属实心柱的两端分别接触该上腔体的一上边和该下边，该上边和该下边定义出该上腔体垂直于该第一方向的范围。


6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天曜，郭哲玮，庄翔智，
申请(专利权)人：双鸿科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71