[實(shí)用新型]金屬基板、散熱部件以及具有該散熱部件的半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920236750.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN201549488U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冬雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東德豪潤(rùn)達(dá)電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/00
• 分類號(hào): H01L23/00;H01L23/12;H01L23/427;H01L23/367;H01L25/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 李雙皓

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及金屬基板、散熱部件以及具有該散熱部件的半導(dǎo)體裝置。特別涉及一種用于LED光源且?guī)в形⒉蹮峁艿慕饘倩濉?/p>

背景技術(shù)

電子及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有兩大趨勢(shì)，一是追求小型化和集成化，二是追求高頻率及高運(yùn)算速度，導(dǎo)致單位容積電子元器件的發(fā)熱量大幅增加，事實(shí)上，電子設(shè)備的散熱問題已成為制約電子工業(yè)發(fā)展的瓶頸。

對(duì)于大多數(shù)的半導(dǎo)體電子元件而言，它們是溫度敏感型器件，其自身溫度變化會(huì)影響器件的性能，例如LED，雖然LED光源以其優(yōu)異的發(fā)光效率和良好的顯色性，以及長(zhǎng)壽命、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，正在很多場(chǎng)合逐步取代傳統(tǒng)光源。但是，LED光源會(huì)有80％左右的電能在LED芯片工作時(shí)被轉(zhuǎn)化為熱量，如果LED芯片的發(fā)熱量不能及時(shí)疏導(dǎo)出去，就會(huì)燒壞LED，有測(cè)試證明，LED芯片結(jié)溫每升高25度，LED的壽命將遞減一半。因此，為確保LED芯片使用達(dá)到較長(zhǎng)壽命，必須要將LED芯片工作溫度控制在一定范圍之內(nèi)。根據(jù)權(quán)威LED芯片制造商的資料，若可將LED芯片結(jié)點(diǎn)工作溫度控制在65℃以下，LED的整體壽命可連10萬小時(shí)(以光衰30％計(jì)算)。

在目前的LED光源模塊中，基本上都是將多顆LED燈珠焊接在所謂的金屬核心的印刷電路板(Metal?Core?PCB，MCPCB)金屬基板上，以此來強(qiáng)化散熱效果，再將金屬基板安裝在有多片散熱鰭片的鋁合金散熱器上，通過散熱鰭片與空氣的自然對(duì)流換熱來散熱，解決LED芯片的散熱問題。在這種結(jié)構(gòu)中，熱量由LED芯片內(nèi)部發(fā)出，通過LED封裝外殼傳遞到金屬基板上，然后熱量再由金屬基板傳導(dǎo)到散熱器基板，再由散熱器基板橫向及縱向傳導(dǎo)到散熱鰭片。最后熱量由多片散熱鰭片通過自然對(duì)流方式散發(fā)到周圍空氣中，完成整個(gè)散熱過程。

在上述整個(gè)熱量傳遞過程中，導(dǎo)熱環(huán)節(jié)較多且熱阻大，散熱翅片溫場(chǎng)不均勻造成散熱器效果低下，并且通常需要采用體積較大散熱器，使得散熱成本居高不下且燈具重量增加造成安全隱患，這樣的設(shè)計(jì)不能有效地將LED芯片工作溫度控制在較低的水平。

就目前已知的電子冷卻方式中，微熱管(MHP)是已獲得證實(shí)是傳熱性能最佳且最具潛力冷卻技術(shù)，它的等效導(dǎo)熱率是純銅的幾百倍，近年來已被應(yīng)用于航空、航天、核能、微電子等尖端領(lǐng)域，能有效地解決這些領(lǐng)域急需解決的散熱難題。本實(shí)用新型便是披露與一種用于LED光源且?guī)в形⒉蹮峁艿慕饘倩宓男录夹g(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種金屬基板、散熱部件以及具有該散熱部件的半導(dǎo)體裝置，能有效解決半導(dǎo)體元件的散熱問題，并將半導(dǎo)體元件工作溫度控制在較低的水平。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

金屬基板，其中，所述金屬基板內(nèi)部設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)微槽熱管，所述金屬基板兩頭封閉，所述微槽熱管內(nèi)部抽真空并容納受熱易汽化的工質(zhì)，所述金屬基板外表面覆蓋有導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層外表面涂覆導(dǎo)電層，所述導(dǎo)熱絕緣層，導(dǎo)電層與所述金屬基板結(jié)合成為一體。

散熱部件，其中，包括有上述金屬基板以及與所述金屬基板重疊放置的散熱器；所述金屬基板包括有相互平行的第一表面和第二表面，所述散熱器包括有散熱基板及散熱鰭片，所述散熱基板的底面與所述金屬基板的第一表面貼合；所述散熱鰭片位于散熱基板的頂部。

所述導(dǎo)電層和導(dǎo)熱絕緣層位于所述金屬基板的第二表面上。

具有上述散熱部件的半導(dǎo)體裝置，其中，包括有上述散熱部件和半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件固定在所述導(dǎo)電層上。

所述半導(dǎo)體元件為一種LED光源裝置。

綜上，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型提供一種金屬基板、散熱部件以及具有該散熱部件的半導(dǎo)體裝置，用于LED光源且?guī)в形⒉蹮峁艿慕饘倩鍍?nèi)部設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)微槽熱管，本實(shí)用新型應(yīng)用于LED光源模塊并采用一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將微槽熱管、多顆LED燈珠和散熱器集成在一個(gè)模塊內(nèi)，能有效解決LED芯片的散熱問題，并將LED芯片工作溫度控制在較低的水平。采用此新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，熱量由LED芯片內(nèi)部發(fā)出，通過LED封裝外殼傳遞到內(nèi)部設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)微槽熱管的金屬基板上，微槽熱管管壁受熱后內(nèi)部的工質(zhì)迅速地汽化，并將熱量傳遞到微槽熱管各處，再由微槽熱管各處均勻地傳導(dǎo)至散熱器的散熱基板，最后由散熱鰭片以自然對(duì)流方式散發(fā)到周邊空氣中，完成整個(gè)散熱過程。通過微槽熱管超強(qiáng)的熱傳導(dǎo)能力，使LED芯片工作時(shí)所發(fā)出的熱量迅速地傳導(dǎo)到散熱鰭片上并散發(fā)到周圍空氣中，使芯片保持較低的工作溫度，延長(zhǎng)芯片使用壽命。