[發(fā)明專利]一種在半導(dǎo)體器件上涂敷導(dǎo)熱硅脂的方法及涂敷裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910042817.4
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN101546717A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃慶;李強(qiáng)輝
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/34;H01L21/00;H01L29/739
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉 熙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體器件(IGBT)上涂敷導(dǎo)熱硅脂的方法及涂敷裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件(IGBT)的散熱是通過安裝在其上的散熱器完成的。為了提高半導(dǎo)體器件的散熱效果，通常要在半導(dǎo)體器件和散熱器接觸面之間涂敷導(dǎo)熱硅脂。

導(dǎo)熱硅脂成分為硅油和填料。填料為磨得很細(xì)的粉末，成份為ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/鋁粉等(就是我們平時看到的白色的東西)。硅油保證了一定的流動性，而填料填充了半導(dǎo)體器件和散熱器之間的微小空隙，保證了導(dǎo)熱性。

散熱器與半導(dǎo)體器件之間傳熱主要通過傳導(dǎo)途徑，主要通過散熱器與半導(dǎo)體器件之間的直接接觸實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)熱硅脂的作用在于填充二者之間的空隙，，使相互接觸出更加完全。如果硅脂使用過量，在半導(dǎo)體器件和散熱器之間形成一個硅脂層，則散熱途徑變?yōu)榘雽?dǎo)體器件---硅脂---散熱器。由于硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)約λ＝1—2W/(m·K)，而鋁合金的散熱器在300W/(m·K)以上，在此情況下硅脂成了阻礙傳熱的因素。因此涂抹硅脂一定要適量，剛剛在半導(dǎo)體器件上涂上薄薄一層就可以了，目前導(dǎo)熱硅脂的厚度要求約100um-150um。(半導(dǎo)體器件和散熱器表面粗燥度要求Ra≤6.3um，平面度≤100um/100mm)。

由于導(dǎo)熱硅脂的厚度對半導(dǎo)體器件的散熱起非常關(guān)鍵的作用，因此控制導(dǎo)熱硅脂涂覆厚度和涂覆均勻度至關(guān)重要。目前的涂覆工藝，在半導(dǎo)體器件安裝前，用酒精將器件的散熱面和散熱器清洗干凈，然后在半導(dǎo)體器件的安裝面用滾筒刷反復(fù)滾刷上一層導(dǎo)熱硅脂，目測硅脂是否涂滿半導(dǎo)體器件安裝面，最后再將半導(dǎo)體器件安裝在散熱器上。這種方法由于在操作上比較粗糙，無法準(zhǔn)確控制導(dǎo)熱硅脂用量和分布，使得導(dǎo)熱硅脂涂敷不均勻，而且滾刷上的雜質(zhì)易進(jìn)入導(dǎo)熱硅脂中，因此對半導(dǎo)體器件和散熱器之間的導(dǎo)熱效果帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高半導(dǎo)體器件和散熱器之間導(dǎo)熱效果的在半導(dǎo)體器件上涂敷導(dǎo)熱硅脂的方法及涂敷裝置。

本發(fā)明在半導(dǎo)體器件上涂敷導(dǎo)熱硅脂的方法，包括以下步驟：

1、根據(jù)半導(dǎo)體器件的安裝面粗糙度制作出具有相應(yīng)網(wǎng)孔的絲網(wǎng)，半導(dǎo)體器件的散熱面粗糙度越大，絲網(wǎng)的網(wǎng)孔越大，半導(dǎo)體器件的散熱面粗糙度越小，絲網(wǎng)的網(wǎng)孔越小；

2、將絲網(wǎng)放置在半導(dǎo)體器件的散熱面上，使絲網(wǎng)上的網(wǎng)孔和半導(dǎo)體器件散熱面正好吻合；

3、將導(dǎo)熱硅脂涂敷在絲網(wǎng)上，將絲網(wǎng)的網(wǎng)孔填平；

4、去掉絲網(wǎng)；

5、將散熱器安裝在半導(dǎo)體器件的安裝面上。

進(jìn)一步的技術(shù)特征是：

所述絲網(wǎng)的厚度根據(jù)半導(dǎo)體器件的散熱面面積、需要的導(dǎo)熱硅脂的涂敷厚度和絲網(wǎng)上網(wǎng)孔的總面積確定。

本發(fā)明用于上述方法的涂敷裝置，包括由底板和支撐組成的底座、網(wǎng)板，所述網(wǎng)板用鉸鏈連接在底座的支撐上，網(wǎng)板上設(shè)有帶網(wǎng)孔的絲網(wǎng)，底座的底板與網(wǎng)板之間形成用于放置半導(dǎo)體器件的空間。

所述絲網(wǎng)上的網(wǎng)孔包括不同直徑的網(wǎng)孔。

所述網(wǎng)板上與底板相對應(yīng)設(shè)有定位部件，定位部件的高度與半導(dǎo)體器件相適應(yīng)。

本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法比較，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：可以準(zhǔn)確控制導(dǎo)熱硅脂用量和分布，使得導(dǎo)熱硅脂涂敷均勻、一致性好；導(dǎo)熱硅脂的涂敷厚度可以控制(在100-125um之間)；操作過程控制容易；可以避免雜質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)熱硅脂中；由此可以提高半導(dǎo)體器件和散熱器之間的導(dǎo)熱效果。

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涂敷裝置結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)示意圖。

圖2、圖3是本發(fā)明涂敷裝置的不同使用狀態(tài)示意圖。

圖4是在半導(dǎo)體器件上安裝散熱器的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在半導(dǎo)體器件上涂敷導(dǎo)熱硅脂的方法，按以下步驟進(jìn)行(參見圖1至圖3)：

1、對半導(dǎo)體器件5的安裝面進(jìn)行微觀放大分析，根據(jù)半導(dǎo)體器件5的散熱面粗糙度制作出具有相應(yīng)網(wǎng)孔的絲網(wǎng)3，半導(dǎo)體器件5的散熱面粗糙度越大，絲網(wǎng)3的網(wǎng)孔4越大，可以使漏的硅脂較多，半導(dǎo)體器件5的散熱面粗糙度越小，絲網(wǎng)3的網(wǎng)孔4越小，可以使漏的硅脂較少，所述絲網(wǎng)3的厚度根據(jù)半導(dǎo)體器件5的散熱面面積、需要的導(dǎo)熱硅脂9的涂敷厚度和絲網(wǎng)3上網(wǎng)孔的總面積確定；

根據(jù)網(wǎng)孔4設(shè)計(jì)絲網(wǎng)3：

①計(jì)算出半導(dǎo)體器件5安裝面S1的大小

S1＝A*B

A為半導(dǎo)體器件5安裝面長度尺寸

B為半導(dǎo)體器件5安裝面寬度尺寸

②計(jì)算導(dǎo)熱硅脂9的用量V