散热器、半导体功率组件以及电子产品的制作方法

1.本实用新型涉及电子产品技术领域，特别涉及一种散热器、半导体功率组件以及电子产品。


背景技术：

2.相关技术中，高压功率器件因其工作时产生的热量过高，通常会采用额外的散热器来进行散热，高压功率器件与散热器之间需要增加绝缘导热措施，同时为了获得较好的散热效果，需要使高压功率器件固定在散热器上，常用的导热绝缘措施有：散热器的机壳上设置有陶瓷基片和硅脂，或者，散热器的机壳上设置导热绝缘膜等，而相关技术中通常采用螺钉加压条，或者单螺钉、单压条的形式将高压功率器件和散热器固定在一起。此类高压功率管在组装过程中都需要额外的辅助固定措施，占用空间较大，不利于产品的小型化设计。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是在散热主体上形成绝缘导热层和导热粘接层，从而可以将功率器件固定在导热粘接层，减小了固定功率器件需要的空间，实现了功率器件的小体积安装。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种散热器，应用于功率器件，所述散热器包括：
5.散热主体，所述散热主体形成有安装面；
6.绝缘导热层，所述绝缘导热层涂设于所述安装面；以及
7.导热粘接层，所述导热粘接层涂设于所述绝缘导热层背离所述安装面的一面，所述导热粘接层背离所述绝缘导热层的一面还用于粘接所述功率器件。
8.在本技术的一实施例中，所述导热粘接层的材质为硅胶或聚氨酯或丙烯酸的一种。
9.在本技术的一实施例中，所述绝缘导热层的材质为环氧树脂或聚氨酯的一种。
10.在本技术的一实施例中，定义所述导热粘接层的厚度为a，满足关系：0.04mm≤a≤0.06mm。
11.在本技术的一实施例中，定义所述导热粘接层的粘接强度为b，满足关系：b≥1mpa。
12.在本技术的一实施例中，定义所述绝缘导热层的绝缘强度为c，满足关系：c≥40kv/mm。
13.在本技术的一实施例中，定义所述绝缘导热层的厚度为d，满足关系：0.04mm≤d≤0.06mm。
14.在本技术的一实施例中，所述散热主体包括主体板和散热鳍片，所述散热鳍片设于所述主体板的一面，所述主体板背离所述散热鳍片的一侧形成有安装面。
15.本实用新型还提出一种半导体功率组件，包括功率器件和上述的散热器，所述功
率器件设于所述导热粘接层背离所述散热器的一面。
16.本实用新型还提出一种电子产品，包括上述的半导体功率组件。
17.在本技术的散热器中，散热器包括散热主体、绝缘导热层以及导热粘接层，散热主体形成有安装面，绝缘导热层涂设于安装面，通过将绝缘导热层涂设于安装面，可以起到绝缘导热的作用。通过丝网印刷、钢网印刷、喷涂等工艺，可以在散热器的安装面涂覆一层绝缘导热材料；绝缘导热材料通过加热固化、自然固化、吸湿固化、uv固化等固定方式，可以在散热器的安装面形成一层致密的绝缘导热层。导热粘接层涂设于绝缘导热层背离安装面的一面，通过在已经固化成膜的绝缘导热层上再次采用丝网印刷、钢网印刷、喷涂等工艺，在已经形成的绝缘导热层背离安装面的一面印刷一层导热粘接材料，从而可以使得功率器件能够通过导热粘接层固定在散热主体上，提高了功率器件和散热主体连接时的结构稳定性；同时绝缘导热层和导热粘接层同时起到绝缘和导热的作用，保证了功率器件工作时能够正常散热。本技术的散热器不需要其他辅助安装件，通过导热粘接层就可以完成与功率器件的连接，减小了固定功率器件需要的空间，实现了功率器件的小体积安装。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本实用新型半导体功率组件一实施例的结构示意图；
20.图2为图1中a处的局部放大图；
21.图3为本实用新型散热器一实施例的结构示意图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称1000半导体功率组件15安装面100散热器30绝缘导热层10散热主体50导热粘接层11主体板300功率器件13散热鳍片
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24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
28.本实用新型提出一种散热器100，应用于功率器件300，散热器100包括散热主体10、绝缘导热层30以及导热粘接层50，散热主体10形成有安装面15，绝缘导热层30涂设于安装面15；导热粘接层50涂设于绝缘导热层30背离安装面15的一面，导热粘接层50背离绝缘导热层30的一面还用于粘接功率器件300。
29.在本技术的散热器100中，散热器100包括散热主体10、绝缘导热层30以及导热粘接层50，散热主体10形成有安装面15，绝缘导热层30涂设于安装面15，通过将绝缘导热层30涂设于安装面15，可以起到绝缘导热的作用。通过丝网印刷、钢网印刷、喷涂等工艺，可以在散热器100的安装面15涂覆一层绝缘导热材料；绝缘导热材料通过加热固化、自然固化、吸湿固化、uv固化等固定方式，可以在散热器100的安装面15形成一层致密的绝缘导热层30。导热粘接层50涂设于绝缘导热层30背离安装面15的一面，通过在已经固化成膜的绝缘导热层30上再次采用丝网印刷、钢网印刷、喷涂等工艺，在已经形成的绝缘导热层30背离安装面15的一面印刷一层导热粘接材料，从而可以使得功率器件300能够通过导热粘接层50固定在散热主体10上，提高了功率器件300和散热主体10连接时的结构稳定性；同时绝缘导热层30和导热粘接层50同时起到绝缘和导热的作用，保证了功率器件300工作时能够正常散热。本技术的散热器100不需要其他辅助安装件，通过导热粘接层50就可以完成与功率器件300的连接，减小了固定功率器件300需要的空间，实现了功率器件300的小体积安装。
30.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，导热粘接层50的材质为硅胶。
31.硅胶的吸附力强，导热性能好、具有一定的绝缘性能，所以本实施例中将导热粘接层50的材质可选为硅胶，即导热粘接层50在能够固定连接功率器件300的同时，也可以使得其产生的热量可以传给散热器100，以进行及时的散热。
32.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，导热粘接层50的材质为聚氨酯。
33.聚氨酯的绝缘强度大、粘接性能和导热性能高，本实施例中导热粘接层50的材质可选为聚氨酯，即导热粘接层50在能够固定连接功率器件300的同时，也可以使得其产生的热量可以传给散热器100，以进行及时的散热。
34.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，导热粘接层50的材质为丙烯酸。
35.丙烯酸的绝缘强度大、粘接性能和导热性能高，本实施例中导热粘接层50的材质可选为丙烯酸，即导热粘接层50在能够固定连接功率器件300的同时，也可以使得其产生的热量可以传给散热器100，以进行及时的散热。
36.可以知道的是，导热粘接层50的材质也可以为粘接性能、导热性能以及绝缘性能好的材质，在此不做限定。
37.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，绝缘导热层30的材质为环氧树脂。
38.环氧树脂的绝缘强度较大，防刺穿性比较好，绝缘性能高、结构强度大和密封性能好，具有较好的耐热性和电绝缘性，所以本实施例中绝缘导热层30的材质可选为环氧树脂。
39.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，绝缘导热层30的材质为聚氨酯。
40.聚氨酯的绝缘强度较大，防刺穿性比较好，绝缘性能高、结构强度大和密封性能好，具有较好的耐热性和电绝缘性，所以本实施例中绝缘导热层30的材质可选为聚氨酯。
41.在本技术的其他实施例中，绝缘导热层30的材质也可以为耐热、绝缘强度位于本技术绝缘强度区间范围内的材质即可，在此不做限定。
42.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，定义导热粘接层50的厚度为a，满足关系：0.04mm≤a≤0.06mm。
43.导热粘接层50的厚度范围值在0.04mm-0.06mm之间，例如导热粘接层50的厚度可以为0.04mm、0.041mm、0.043mm、0.047mm、0.05mm、0.055mm、0.059mm、0.06mm，当然也可以为此厚度范围值内任意一值，当导热粘接层50的厚度位于此范围值内时，可以获得比较好的导热性能，可以将功率器件300产生的热量传递至散热器100上，以对功率器件300进行及时地散热。本实施例中，导热粘接层50的厚度可选为0.05mm。
44.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，定义导热粘接层50的粘接强度为b，满足关系：b≥1mpa。
45.导热粘接层50的粘接强度的范围值为大于等于1mpa，例如导热粘接层50的粘接强度可以为1mpa、2mpa、3mpa、4mpa、5mpa、6mpa、7mpa、8mpa，当然也可以为此粘接强度范围值内任意一值，当导热粘接层50的粘接强度位于此范围值内时，可以让功率器件300更好地固定在导热粘接层50上，从而提高了功率器件300和散热器100之间连接的稳定性。
46.在本实施例中，导热粘接层50可以为双组份混合固化，也可以是单组分加热固化或吸湿固化，在此不做限定。
47.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，定义绝缘导热层30的绝缘强度为c，满足关系：c≥40kv/mm。
48.绝缘导热层30的绝缘强度的范围值为大于等于40kv/mm，例如绝缘导热层30的绝缘强度可以为40kv/mm、41kv/mm、42kv/mm、45kv/mm、50kv/mm、70kv/mm、75kv/mm、80kv/mm，当然也可以为此绝缘强度范围值内任意一值，当绝缘导热层30的绝缘强度位于此范围值内时，绝缘导热层30可以具有较好的抵抗电击穿的能力，防刺穿性也比较好。
49.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，定义绝缘导热层30的厚度为d，满足关系：0.04mm≤d≤0.06mm。
50.绝缘导热层30的厚度范围值在0.04mm-0.06mm之间，例如绝缘导热层30的厚度可以为0.04mm、0.045mm、0.047mm、0.049mm、0.05mm、0.053mm、0.058mm、0.06mm，当然也可以为此厚度范围值内任意一值，当绝缘导热层30的厚度位于此范围值内时，可以使得绝缘导热层30的绝缘性能和导热性能都更加好，从而可以更好地对功率器件300进行散热。当然，若是进一步提高导热系数时，绝缘导热层的厚度可以增加，绝缘导热层的绝缘强度还可以降低，在此不再过多赘述。
51.同时，在散热主体10的安装面15上涂覆一层绝缘材料，固化后形成一层致密的绝缘导热层30，由于形成的绝缘导热层30厚度薄，因此绝缘导热层30的涂覆成本低，印刷在绝缘导热层30上的导热粘接层50，在加热或者吸湿条件下发生交联反应，不需要额外的固定件，就可以完成功率器件300和散热器100的连接，简化了功率器件300的安装步骤，可以降低功率器件300的装配成本。
52.参阅图1至图3，在本技术的一实施例中，散热主体10包括主体板11和散热鳍片13，散热鳍片13设于主体板11的一面，主体板11背离散热鳍片13的一侧形成有安装面15。
53.通过设置散热鳍片13，可以扩大散热主体10的散热面积，散热效果好，散热速度快，散热鳍片13的材质可以为铝，也可以为铜，在此不做限定。
54.本实用新型还提出一种半导体功率组件1000，包括功率器件300和上述的散热器100，功率器件300设于导热粘接层50背离散热器100的一面。本技术中的半导体功率组件1000可以为整流器、振荡器、发光器等电子器件。上述散热器100的具体结构参照上述实施例，由于本半导体功率组件1000采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
55.本实用新型还提出一种电子产品，包括上述的半导体功率组件1000，半导体功率组件1000的具体结构参照上述实施例，由于本电子产品采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
56.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。