[實用新型]表貼式薄型高可靠隔離二極管組件的封裝結構

有效

• 申請號: 201320806321.1
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203774336U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 程志君;王訓春;陳萌炯;雷剛
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L23/373;H01L23/367;H01L23/31
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本實用新型屬于新能源及太陽電池領域的研究，涉及一種表面貼裝式薄型高可靠隔離二極管組件，具體涉及隔離二極管組件封裝結構及其材料等方面的內容。

背景技術

隔離二極管組件安裝于太陽電池電路正極終端與電池陣母線之間，起到避免電池串消耗電池陣輸出功率和防止電池陣子陣短路的作用。

傳統的半導體器件封裝一般采用熱輻射能力較差的陶瓷等材料，導致器件的熱輻射系數非常低，很難將功耗引起的熱量充分釋放。因此在太陽電池陣的受光面上隔離二極管仍然存在著結溫過高導致的老化甚至實效風險，特別是當太陽電池陣的輸出功率較大時更是如此。此外，目前的商用片狀整流二極管的厚度與抗輻照能力優異的超薄型疊層太陽電池片厚度難以匹配，導致電池陣表面的厚度均勻性差，這樣在電池陣收攏工況下容易造成嚴重的機械損傷。

本實用新型，表貼式薄型高可靠隔離二極管組件的問世將為大功率電池陣電池電路的安全設計提供了條件，特別適合于抗輻射性能優異的薄型長壽命太陽電池陣。另外，本實用新型可以在-100℃~+120℃的極限溫度內工作，大大提高了應用范圍，潛在的市場包括航空航天領域的能源系統，地面野戰部隊的能源系統以及地面大型光伏電站，為國防和民用光伏市場作出貢獻。

實用新型內容

本實用新型解決的問題是現有太陽電池陣的受光面上隔離二極管結溫過高；為解決所述問題，本實用新型提供一種表貼式隔離二極管組件。

本實用新型提供的表貼式隔離二極管組件包括：二極管，熱控涂層，中間絕緣層，背面襯底層，引線；所述隔離二極管下表面粘合于背面襯底層表面；所述隔離二極管側面粘合中間絕緣層；所述隔離二極管上表面粘合熱控涂層；所述各層中間通過粘合層粘合；所述隔離二極管上表面焊接第一引線的一端，所述第一引線的另一端穿過粘合層裸露；所述隔離二極管下表面焊接第二引線的一端，所述第二引線的另一端穿過粘合層裸露。

進一步，中間絕緣層的材料是聚酰亞胺膜或環氧樹脂膜或氟樹脂材料，厚度小于200μm，邊長大于20mm，中心腔體邊長小于8mm。

進一步，所述二極管選用整流二極管。

進一步，所述二極管的厚度不大于所述中間絕緣層的厚度。

進一步，所述粘合層的材料為EVA膜或硅樹脂或環氧樹脂。

進一步，背面襯底層的材料是聚酰亞胺膜或聚氨酯薄膜時，厚度不大于50μm；背面襯底層的材料是玻璃纖維增強的環氧、酚醛或者硅樹脂層時，厚度大于1mm。

進一步，所述熱控涂層背離中間絕緣層的表面具有防靜電的ITO導電膜，對于二次表面鏡型熱控涂層，金屬層位于涂層下表面，金屬層的材料是鋁或銀；熱控涂層的邊長大于20mm，且與中間絕緣層大小相同。

進一步，所述第一引線、第二引線靠近裸露的一端形成減應力環，所述第一引線、第二引線的材料是鉬鍍銀復合材料，所述第一引線、第二引線的厚度不大于25μm，寬度不大于5mm，減應力環內徑大于0.1mm。

進一步，本實用新型提供的隔離二極管組件還可以包含至少兩個相互串聯或者并聯的，且相互隔離的二極管。

本實用新型的優點包括：

選用具有耐反向高壓的特種整流二極管來實現隔離二極管組件的耐反向偏壓能力，這種二極管不僅耐400V以上反向電壓，而且厚度極薄，小于0.2mm；通過選用具有低吸收發射比熱控涂層作為組件的主散熱窗口來實現組件的耐高溫性能，提高了組件的散熱效率，解決了當前的隔離二極管難以直接應用到太陽電池陣受光面上的問題，同時，組件的大尺寸和薄型化特點保證了結殼熱阻小于30℃/W，解決了當前的隔離二極管封裝后的結殼熱阻較大的問題，確保芯片工作在適當的溫度范圍，有利于隔離二極管組件延長使用壽命；通過引入中間絕緣層結構作為組件結構基礎以提高組件的可靠性，一方面隔離了組件的正、負極引線端，提高了電學可靠性，另一方面作為組件結構基礎，提高了組件的承壓能力（大于30kPa）等機械性能。

另外，本實用新型的厚度不大于0.35mm，非常匹配具有28%以上轉換效率、抗輻射能力強的高性能太陽電池片，有利于提高電池陣的平面度；本實用新型可以串并聯連接，以滿足各功率水平的太陽電池陣安全防護能力。

附圖說明

圖1?為本實用新型實施例所提供的分離式隔離二極管組件俯視圖（熱控涂層未顯示）；

圖2?為本實用新型實施例所提供的分離式隔離二極管組件截面圖（視角垂直于引線，截面經過二極管）；

圖3?為本實用新型實施例所提供的分離式隔離二極管組件的并聯示意圖（熱控涂層未顯示）；