[實用新型]功率半導體分立器件散熱結構及電氣裝置

有效

• 申請號: 201820349477.4
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN208028049U
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 肖齊
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川聯合動力系統有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本實用新型提供了一種功率半導體分立器件散熱結構及電氣裝置，所述功率半導體分立器件包括封裝在絕緣外殼內的芯片以及焊接到所述芯片的銅框架，且所述銅框架露出于所述絕緣外殼的底部，其特征在于，所述散熱結構包括散熱器和陶瓷基片；所述陶瓷基片的上表面具有第一金屬層、下表面具有第二金屬層，且所述第一金屬層和第二金屬層相互絕緣；所述功率半導體分立器件的銅框架焊接到所述陶瓷基片的第一金屬層，所述散熱器焊接到所述陶瓷基片的第二金屬層。本實用新型通過將功率半導體分立器件的銅框架焊接到陶瓷基片上表面的第一金屬層，同時將散熱器焊接到陶瓷基片下表面的第二金屬層，可大大簡化功率半導體分立器件散熱結構，并提高散熱效率。

技術領域

本實用新型涉及散熱技術領域，更具體地說，涉及一種功率半導體分立器件散熱結構及電氣裝置。

背景技術

功率器件在使用過程中，其散熱效果好壞，往往決定了功率器件的輸出能力。目前，考慮到散熱等因素，功率器件普遍采用分立形式，可稱為功率半導體分立器件。功率半導體分立器件由于其封裝形式，底部的銅框架是帶電的，因此在與散熱器連接時，除了考慮散熱問題，還需要考慮絕緣問題。

功率半導體分立器件在裝配時，常常使用陶瓷基片加硅脂的方法(對散熱需求不高的電源類產品則采用導熱墊片形式)，如圖1所示。如圖1，功率半導體分立器件的芯片11通過焊層12焊接到銅框架13后封裝在絕緣外殼10內，且銅框架13露出于絕緣外殼10的底部。散熱器17通過陶瓷基片14與上述功率半導體分立器件相連，從而為功率半導體分立器件散熱。

陶瓷基片14具有優良的電絕緣性能以及高導熱特性，同時為了減小陶瓷基片14與功率半導體分立器件之間的接觸熱阻，以及陶瓷基片14與散熱器17之間的接觸熱阻，保證功率半導體分立器件和陶瓷基片14之間以及陶瓷基片14與散熱器17之間的充分接觸，還需在功率半導體分立器件和陶瓷基片14之間以及陶瓷基片14和散熱器17之間分別涂覆有硅脂層15、16。

上述裝配結構需涂覆兩次硅脂，工藝復雜。并且，由于硅脂導熱系數在2-8KW/(m·℃)左右，越來越不能滿足現在功率器件的散熱需求。此外，現有裝配結構中，還需通過安裝螺釘或卡簧的方式對功率器件進行固定，裝配復雜，且功率器件引腳定位困難。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對上述功率半導體分立器件散熱結構工藝復雜、越來越不能滿足散熱需求的問題，提供一種功率半導體分立器件散熱結構及電氣裝置。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案是，提供一種功率半導體分立器件散熱結構，所述功率半導體分立器件包括封裝在絕緣外殼內的芯片以及焊接到所述芯片的銅框架，且所述銅框架露出于所述絕緣外殼的底部，所述散熱結構包括散熱器和陶瓷基片；所述陶瓷基片的上表面具有第一金屬層、下表面具有第二金屬層，且所述第一金屬層和第二金屬層相互絕緣；所述功率半導體分立器件的銅框架焊接到所述陶瓷基片的第一金屬層，所述散熱器焊接到所述陶瓷基片的第二金屬層。

在本實用新型所述的功率半導體分立器件散熱結構中，所述第一金屬層和第二金屬層為覆銅。

在本實用新型所述的功率半導體分立器件散熱結構中，所述第一金屬層和第二金屬層分別鍵合在所述陶瓷基片的上表面和下表面。

在本實用新型所述的功率半導體分立器件散熱結構中，所述功率半導體分立器件的銅框架與所述陶瓷基片的第一金屬層之間通過釬焊方式焊接，所述散熱器與所述陶瓷基片的第二金屬層之間通過釬焊方式焊接。

在本實用新型所述的功率半導體分立器件散熱結構中，所述第一金屬層的面積小于所述陶瓷基片上表面的面積并大于所述銅框架露出絕緣外殼的面積。

在本實用新型所述的功率半導體分立器件散熱結構中，所述第二金屬層的面積小于所述陶瓷基片下表面的面積。