[發明專利]電氣裝置的散熱結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201410043322.4
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103974601B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 山中隆廣;原芳道;山本敏久;龜山浩二;小林裕次
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H05K7/20;H05K1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 潘煒,王雪

技術領域

本公開涉及電氣裝置的散熱結構，該散熱結構用于電氣元件的散熱；以及涉及用于制造該散熱結構的方法。

背景技術

通常，例如在JP-A-2004-158545中公開了一種與多層基板有關的技術，該多層基板具有出色的半導體元件的散熱特性，并具有低廉的制造成本。該多層基板包括散熱板，散熱板設置在沿上下方向的兩側上，并與半導體元件隔絕開。

然而，在例如MOS-FET（即，金屬氧化物半導體場效應晶體管）之類的提供馬達驅動電路的半導體元件的散熱結構中，例如包括封裝構造的裸芯片和SMD（即，表面安裝設備）之類的表面安裝元件被安裝在基板的表面上，并且基板的背面接觸散熱體以便輻射熱量。在這樣的結構中，沒有元件安裝在背面上。此外，由于熱量經由基板進行輻射，因此散熱效率不佳。

替代地，提出一種結構，該結構使用具有與基板安裝表面相對的散熱表面的表面安裝元件，并且表面安裝元件的散熱表面經由導熱構件接觸散熱板。當多個表面安裝元件安裝在基板上時，散熱體被附接，如果每個表面安裝元件的厚度（即，高度）各不相同，則導熱構件的厚度也不相同。此外，由于散熱體通常為導電體，因此需要確保散熱體與帶有導熱構件的表面安裝元件之間的絕緣特性。因此，需要確保具有最小厚度的表面安裝元件與帶有導熱構件的散熱體之間的絕緣特性，并需要考慮帶有具有最大厚度的導熱構件的表面安裝元件來進行熱力方面的設計。因此，與單個物體附接于散熱體的情形相比，需要使用具有高性能的導熱構件。

在JP-A-2004-158545中描述的多層基板中也存在上述難點。

發明內容

本公開的目的是提供一種電氣裝置的散熱結構，該散熱結構具有電氣元件的高的散熱性能。此外，即使在散熱結構包括具有不同厚度的多個層以及具有不同高度的多個電氣元件時，仍然容易控制多層基板中的間隔。

根據本公開的第一方面，一種用于電氣裝置的散熱結構，包括：至少一個多層基板，該至少一個多層基板包括導體分布圖和由絕緣材料制成的多個基部部件，導體分布圖和多個基部部件堆疊成多層結構以使導體分布圖與基部部件中的層間連接部電聯接；電氣裝置，其具有內置于至少一個多層基板中的第一電氣元件和不內置于多層基板中的第二電氣元件中的至少一者；以及與電氣裝置相對的低熱阻元件。低熱阻元件具有比絕緣材料低的熱阻。

在上述結構中，即使當多個電氣元件容置在多層基板中時，低熱阻元件仍布置成面對所述多個電氣元件。即使多層基板和電氣元件的初始高度或初始厚度彼此不同，該高度或厚度仍通過加熱及擠壓過程而被均等化。因此，易于控制該結構中的間隙。此外，由于低熱阻元件具有低熱阻，因而電氣元件處產生的熱量被傳遞。因此，電氣元件的散熱性能提高。

根據本公開的第二方面，一種制造用于電氣裝置的散熱結構的方法，包括：在每個基部部件的一個表面或兩個表面上形成導體分布圖，該基部部件由絕緣材料制成；在每個基部部件的預定位置處形成貫通孔；用層間連接構件填充貫通孔；將第一電氣元件容置在基部部件中的一個基部部件的容置部中，該第一電氣元件被包括在電氣元件中；堆疊多個基部部件以形成堆疊本體；用壓模對堆疊本體進行加熱和擠壓以使得基部部件彼此結合而形成多層基部；以及，經由導熱構件將低熱阻元件加熱并壓力結合到至少一個多層基板的一個表面上，或者將低熱阻元件直接加熱并布置到至少一個多層基板的一個表面上。

在上述方法中，由于執行對低熱阻元件的加熱及壓力結合或對低熱阻元件的布置及加熱，因此低熱阻元件布置成面對多個電氣元件，包括多層基板中的電氣元件。即使多層基板和電氣元件的初始高度或初始厚度彼此不同，該高度或厚度仍通過加熱及擠壓過程而被均等化。因此，易于控制該結構中的間隙。此外，由于低熱阻元件具有低熱阻，因而在電氣元件處產生的熱量被傳遞。因此，電氣元件的散熱性能提高。

根據本公開的第三方面，一種制造用于電氣裝置的散熱結構的方法，包括：沿著多個電子元件和電路板的堆疊方向將多個電氣元件布置在電路板上；以及，經由與電路板相對的導熱構件，將低熱阻元件布置、加熱以及結合到多個電氣元件上。

在上述方法中，即使沿著不同于堆疊方向的方向布置的多個電氣元件的初始高度彼此不同，該高度仍通過加熱及擠壓過程而被均等化。因此，易于控制該結構中的間隙。此外，由于低熱阻元件具有低熱阻，因而在電氣元件處產生的熱量被傳遞。因此，電氣元件的散熱性能提高。

附圖說明

通過下文中參考附圖做出的詳細說明，本公開的上述的和其他的目的、特征和優點將變得更顯而易見。附圖中：