[发明专利]光电半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电半导体装置及其制造方法，特别涉及一种基板具有贯穿孔结构的光电半导体装置及其制造方法。

背景技术

为了提高半导体元件的效率，越来越多的半导体元件朝向高功率发展，例如高亮度发光二极管(High Brightness LED)、聚光型太阳能电池(HCPV)、功率放大器(PA)、双极型晶体管(Bipolar Transistor)、高电子移动率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)、感光二极管，激光二极管及集成电路元件等。

由于高功率的半导体元件在工作时通常会产生大量的热，若热能无法适时地排除，将会使半导体元件的性能受损。在高温的半导体工作温度下，会导致其工作效率变差，发光二极管还有颜色飘移的问题。尤其是聚光型太阳能电池及高功率发光二极管，其散热能力更显重要。因此，高功率半导体/光电半导体元件需要快速有效的散热。

参考图1，显示现有光电半导体装置的剖视示意图。该光电半导体装置1包括一光电半导体元件，进一步的为一发光二极管(LED)元件10、一基板12、一容器16及一冷却水14。该基板12为一封装基板，且具有一第一表面121及一第二表面122。该发光二极管元件10位于该基板12的第一表面121。该基板12的第二表面122位于该容器16上。该冷却水14在该容器16内流动，以带走该发光二极管元件10发光所产生的热。

该现有光电半导体装置1的缺点如下。该发光二极管元件10的热是先通过该基板12及该容器16的侧壁之后才会进入该冷却水14，而被该冷却水14带走。由于该基板12及该容器16通常不是热的良导体，因此，该发光二极管元件10的热并无法快速地传导到该冷却水14，导致该现有光电半导体装置1的散热效率并不高。换言之，现有技术的热阻过大。

发明内容

本发明提供一种光电半导体装置，其包括一基板、一光电半导体元件、一黏着层、多条导线及一封胶材料。该基板具有一第一表面、一第二表面及一贯穿孔结构，该贯穿孔结构贯穿该基板。该光电半导体元件附着至该基板，且部分该光电半导体元件显露于该贯穿孔结构。该黏着层接合该光电半导体元件及该基板。所述导线电性连接该光电半导体元件至该基板的该第一表面。该封胶材料位于该基板的该第一表面以包覆该光电半导体元件及所述导线。

优选的，该光电半导体元件位于该基板的第一表面以完全盖住该贯穿孔结构。

优选的，该光电半导体元件至少包含发光二极管、感光二极管、光伏打电池、太阳能电池、电致发光二极管、激光二极管、功率放大器或集成电路元件。

优选的，该贯穿孔结构包括一通孔及一容置槽，该容置槽连通该通孔，且该容置槽的尺寸大于该通孔的尺寸，该光电半导体元件位于该容置槽内且完全盖住该通孔。

优选的，该光电半导体元件具有一第一表面及一第二表面，该光电半导体元件的第二表面接合该基板，且该光电半导体元件的第一表面与该基板的第一表面共平面。

优选的，光电半导体装置还包括一均热装置及一冷却液。该均热装置附着至该基板，且具有一中空容置空间及至少一开口，该中空容置空间经由该开口连通至该基板的贯穿孔结构；该冷却液位于该中空容置空间内，且用以接触该光电半导体元件，从而吸收该光电半导体元件的热以形成一蒸发气体而在该均热装置内流动。

优选的，该冷却液至少包含水、甲醇、乙醇、丙酮、氨水、石蜡、油、氟氯碳化合物(CFCs)、其任二者或更多的混合物或其任意组合。

优选的，光电半导体装置还包括多个散热鳍片，连接至该均热装置。

优选的，该均热装置为一热管，其包括一外壳体及一毛细结构，该毛细结构位于该外壳体的内侧壁以定义出该中空容置空间，该均热装置的开口贯穿该外壳体及该毛细结构，而连通至该中空容置空间，使得该蒸发气体可以在该中空容置空间内流动，进而隔着该外壳体与外界环境形成热交换，最终冷凝成液态冷却液。

优选的，该外壳体的材质为金属，且该毛细结构为铜网、铜粉烧解或沟槽。

优选的，该至少一贯穿孔结构为一具有斜面的通孔，或是具有部分斜面的通孔。

本发明还提供一种光电半导体装置的制造方法，包括以下步骤：(a)提供一基板，该基板具有一第一表面、一第二表面及至少一贯穿孔结构，该贯穿孔结构贯穿该基板；(b)利用一黏着层以附着至少一光电半导体元件至该基板，其中部分该光电半导体元件显露于该贯穿孔结构；(c)形成多条导线以电性连接该光电半导体元件至该基板的该第一表面；及(d)形成一封胶材料于该基板的该第一表面以包覆该光电半导体元件及所述导线。