一种高功耗器件导热结构的制作方法

本技术设计绝缘散热技术，具体为一种高功耗导热结构。

背景技术：

1、陶瓷导热片由于其自身特性，因而具有良好的散热和导热效果，再加上是一种绿色环保和电气绝缘材料，所以它经常安装在发热量较大的电子器件上，一般为高功耗的功率模块器件。

2、然而现有的陶瓷导热片结构简单，均为平板形，只能起到在高功耗器件垂直方向的导热和绝缘作用，并没有针对水平方向上的安全规范要求包括电气绝缘和爬电距离进行改善，限制了陶瓷导热片的应用以及电子器件设计应用，不利于整机的轻量化和小型化。

3、现有中国专利公开号为cn201921286539.2的“一种微电子器件用陶瓷散热片”，它能根据实际电子器件安装位置需要对陶瓷导热片进行快速方便的调整，但是该专利采用阵列式固定位置的安装结构，电子器件安装会受安装板中槽的距离位置限制，不利于整机轻量小型化，而且陶瓷片连接十分繁琐，效率低。

技术实现思路

1、本实用新型需要解决的技术问题是高功耗器件散热问题，电子器件垂直和水平方向的绝缘性能以及爬电距离的问题。本实用新型提供了一种高功耗导热结构，采用多面的陶瓷导热结构配合散热器件，可以有效满足高功耗器件散热效果解决的同时，还能够改善水平方向上其他电子器件的电气绝缘和爬电距离，有利于整机的轻量化。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种高功耗器件导热结构，其特征在于，包括：散热器件以及绝缘导热器件，所述绝缘导热器件包含一个水平部和至少一个竖向部，所述水平部上表面贴合连接电路板中的高功耗器件，所述竖向部围绕散热器件设置，所述高功耗器件、水平部以及散热器件在纵向上依次贴合固定，所述散热器件包括壳体和水道，所述壳体上表面间隔设有若干个用于连接水平部的限位凸起。所述水平部与高功耗器件紧密贴合，采用高导热系数材料如氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷灯，将热量传导至散热器件。若干个竖向部作用在于将其他的电子器件与高功耗器件间电气隔离。

4、作为优选，所述竖向部数目为1-4个，所述水平部与竖向部组成的形状包括l形、n形、抽屉形或盖形。由于高功耗器件位置、功能和电气安规的不同，可以根据不同情况选择特定形状的绝缘导热器件，满足不同情况的要求。现有的陶瓷导热片多为片状，对于水平方向的电气绝缘和爬电距离没有办法改善，竖向部可以隔离水平方向的其他电子器件，方便整机的轻量化设计。

5、作为优选，所述竖向部外设置其他电子器件，所述其他电子器件、竖向部和散热器件在横向上由外向内依次设置且均相互隔离。竖向部用于改善水平方向上的爬电距离和电气绝缘，由于电气安规要求，上述其他电子器件、竖向部和散热器件不宜太近，竖向部主要起电气绝缘功能。

6、作为优选，所述散热器件中的壳体与绝缘导热器件的竖向部间有0.05-0.2mm的间隙。由于电气安规要求和装配要求，上述其他电子器件、竖向部和散热器件不宜太近，竖向部主要起电气绝缘功能。由于空气导热系数约为0.022w/mk，导热能力很差，根据实际情况因此采用0.05-0.2mm的间隙既能满足电气安规要求、装配要求，也能起到自然隔热的效果。

7、作为优选，所述限位凸起与所述壳体一体成型，且限位凸起关于壳体的中心线呈均匀对称分布，所述限位凸起的顶面与所述水平部的下表面接触。限位凸起用于对绝缘导热器件进行限位，限位凸起的顶面与所述水平部的下表面接触能且限位凸起关于壳体的中心线呈均匀对称分布，能够保证组装过程中避免绝缘导热器件倾斜，还能对连接处用的第二导热介质起到限制最小厚度的作用。

8、作为优选，所述水平部的上表面设有第一导热介质，所述水平部的下表面设有第二导热介质，所述第一导热介质粘接所述高功耗器件和水平部，第二导热介质粘接所述水平部和壳体。第一导热介质和第二导热介质将绝缘导热器件粘接固定在高功耗器件和散热器件之间，同时导热，第一导热介质可省略。

9、作为优选，所述第一导热介质为绝缘导热胶，所述水平部的上表面与第一导热介质之间还涂覆有填隙材料，所述第二导热介质为绝缘导热胶，且包裹所述限位凸起。针对固体与固体之间难以通过改变接触面形状来提高散热面积，同时为了整机轻量化又要避免横向上增大器件面积。本实用新型采用水平部的上表面涂覆填隙材料提高接触面面积，使得绝缘导热器件表面不存在气隙。所述第二导热介质覆盖包裹限位凸起，限制了第二导热介质的最小厚度，根据不同情况可以选择或者导热胶固定连接。与此同时，限位凸起还增加了第二导热介质与壳体的接触面积以及粘结强度。

10、作为优选，所述绝缘导热器件为氧化铝或氮化铝陶瓷，或者上述导热陶瓷材料表面覆铜等高导热金属，导热系数不低于30w/mk，厚度为0.5mm-4mm。氧化铝和氮化铝陶瓷都是优质的导热陶瓷材料，导热系数高，本实用新型采用不低于30w/mk，厚度为0.5mm-4mm，足以满足一般高功耗器件的散热需求。

11、本实用新型的有益效果是：1、改善水平方向器件的电气绝缘和爬电距离。

12、2、改善垂直方向器件的电气绝缘和爬电距离。

13、3、限位凸起配合导热胶对绝缘导热器件进行限位，防止倾斜，确保其位置准确度。

14、4、采用导热胶配合填隙材料，确保高功耗器件和绝缘导热器件贴合紧密。

技术特征：

1.一种高功耗器件导热结构，其特征在于，包括：散热器件（1）以及绝缘导热器件（2），所述绝缘导热器件（2）包含一个水平部（21）和至少一个竖向部（22），所述水平部（21）上表面贴合连接电路板中的高功耗器件（3），所述竖向部（22）围绕散热器件（1）设置，所述高功耗器件（3）、水平部（21）以及散热器件（1）在纵向上依次贴合固定，所述散热器件（1）包括壳体（11）和水道（12），所述壳体（11）上表面间隔设有若干个用于连接水平部（21）的限位凸起（111）。

2.根据权利要求1所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述竖向部（22）数目为1-4个，所述水平部（21）与竖向部（22）组成的形状包括l形、n形、抽屉形或盖形。

3.根据权利要求1所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述竖向部（22）外设置其他电子器件（4），所述其他电子器件（4）、竖向部（22）和散热器件（1）在横向上由外向内依次设置且均不接触。

4.根据权利要求3所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述散热器件（1）中的壳体（11）与绝缘导热器件（2）的竖向部（22）间有0.05-0.2mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述限位凸起（111）与所述壳体（11）一体成型，且限位凸起（111）关于壳体（11）的中心线呈均匀对称分布，所述限位凸起（111）的顶面与所述水平部（21）的下表面接触。

6.根据权利要求1所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述水平部（21）的上表面设有第一导热介质（5），所述水平部（21）的下表面设有第二导热介质（6），所述第一导热介质（5）粘接所述高功耗器件（3）和水平部（21），第二导热介质（6）粘接所述水平部（21）和壳体（11）。

7.根据权利要求6所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述第一导热介质（5）为绝缘导热胶，所述第一导热介质（5）中还包含填隙材料，所述第二导热介质（6）为绝缘导热胶，且包裹所述限位凸起（111）。

8.根据权利要求1所述的一种高功耗器件导热结构，其特征是，所述绝缘导热器件（2）为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷，所述氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷表面覆高导热金属铜，所述绝缘导热器件（2）导热系数不低于30w/mk，厚度为0.5mm-4mm。

技术总结
本技术涉及一种高功耗器件导热结构，包括散热器件以及绝缘导热器件，所述绝缘导热器件包含一个水平部和至少一个竖向部，所述水平部上表面贴合连接电路板中的高功耗器件，所述竖向部围绕散热器件设置，所述高功耗器件、水平部以及散热器件在纵向上依次贴合固定，所述散热器件包括壳体和水道，所述壳体上表面间隔设有若干个用于连接水平部的限位凸起。本技术通过水平部结合竖向部的结构，既满足了垂直方向器件的散热和爬电距离的要求，也兼具了改善水平方向爬电距离的功能，使得水平方向的电子器件可以更紧凑，便于整机的轻量化和小型化。

技术研发人员：汤沁民,王蓬勃
受保护的技术使用者：浙江富特科技股份有限公司
技术研发日：20210721
技术公布日：2024/1/11