[发明专利]半导体散热体的制造方法及专用模具

说明书

本发明有关一种半导体散热体的制造方法及专用模具。

一般有半导体元件10，请参见第一图所示，为避免其工作时的温度过高，而导致半导体元件10的操作功率降低，多是将该半导体元件10灌胶固定于一散热体11内，再将该散热体11接设于一具有大散热面积的散热片上，使该半导体元件10操作时所产生的热量，经由该散热体11而传到散热片上，从而使该半导体元件10产生的热，可藉由该散热片的大幅面积而幅射到空气中。

为使该半导体元件10所产生的热能有效地逸散，该半导体元件10的散热体11与散热片之间接触面积须最大，即该散热体11与散热片的接触面12须非常平整。

然而，一般半导体元件10的散热体11的制造程序为：将锌合金块置入地热式压铸机的熔槽内，将该锌合金块溶解成400℃的溶液，再以压铸机将该熔液高速压入一加热温度约180℃-220℃的钢模中，以铸成该散热体11所需的形状。当该熔液的温度下降到锌合金块的凝固温度(约380℃)以下时，再将该成形的散热体11由钢模中取出。

当散热体11成品由钢模取出后，散热体11将会因冷却凝固而收缩变形，造成该散热体11的底部变形，使该散热体11与散热片的接触面12无法达到平整的要求。因此，该成形的散热体11须再由机械研磨的方可达到平整的要求。如此的制造过程不仅导致其制造成本的提高，而且其制程费时、产量低，相对造成产品的竞争力降低；此外，散热体11为一锌合金的材料制成，往往会对半导体元件10产生的磁场效应，进而对精密的半导体工作特性造成负面的影响。

为避免上述习用的锌合金散热体11的缺陷，现有一种胶质的散热体21问市，其结构如图2所示，该胶质散热体21主要以胶质(可为尿素化合物)形成散热体的主体22，而于该主体22的底部有一铝材23，藉该铝材23以供半导体元件的散热用。

该胶质散热体21的制造方法，请参见图3所示，主要是将铝材23置放于该胶质散热体21的铸造模具的底模24中，将顶模25与底模24合模后，藉注入口26以提供熔液状的胶质液高速压入模具中的流通管道，待凝固后以形成散热体的本体，这避免该高压胶质液冲击铝材23而使铝材23倾斜失去平整的要求，如图4所示，该顶模25须向下凸设有复数个顶针251，因此在合模时，由该等顶针251紧抵于该铝材23，使高速胶质液不致冲击铝材23而使其产生任何偏移。

然而，此种制法所产生的胶质散热体21，请参见图2所示，由于顶模25具有复数外顶针251的设置，该成型散热体21的主体22的底面上亦相对形成复数个与铝材相贯通的针孔252，当半导体元件设置于该散热体主体22中时，极易因该等针孔252而发生短路、跳电…等情况，而严重影响半导体元件的正常工作。

本发明的目的在于提供一种半导体散热体的制造方法，使之于该半导体散热体的散热材置放于该底模上后，将该散热材紧密吸覆于该底模上，使该散热材恰可平整地连接该散热体的底面，而形成一体，使散热体可藉由该平整的散热材而与散热片紧密连接，从而使散热体的半导体具有良好的散热功效，且具有加工过程简单和成本低的实用价值。

本发明的另一目的，在于提供一种半导体散热体的制造方法，该成型散热体的底面的散热材能绝对的平整，且成型散热体的底座主体底面上无任何针孔产生，具有良好的散热且无短路、跳电等缺失。

本发明的目的是这样实现的：一种半导体散热体的制造方法，将一中间设有穿孔的散热材予先放置于底模内，再将一顶模向下压靠在底模上，同时以150℃～195℃温度加热欲注入的胶液，再将已呈熔融状态的胶液以100～130kg/cm的压力由注入口压入，其特征在于，在顶模向底模下压之前，先将散热材与底模间的空气抽光，使该散热材紧密贴覆于底模的底面，完成注入后，将模具冷却至温度降至120℃以下，再打开模具，使散热材平整地连结于该成型散热体的底面，而形成一体，该散热体的胶质主体内部底面，形成平整的平面。

本发明的目的还可由如下措施实现的，一种制造半导体散热体的专用模具，包括有配合散热体设计的底模和与之相配合的顶模，底模的中间设有凸柱，在底模的一侧边上设有注入口，其特征在于该凸柱的周边的适当位置处设有真空设置通道；上述的真空设置通道可为两个以上，并对称地设置于凸柱的周边；所述的顶模上设有一与底模上的凸柱相对且口径较大的凹槽，而凹槽凹入的深度小于凸柱的高度。

本发明是利用抽真空的方法，使散热材紧密地吸附于底模上，因此在成型之后，能使该散热材平整地连结于成型散热体的底平面，而形成一体，藉由散热材与散热片的紧密连接，使该散热体中的半导体具有良好的散热功效；