專利名稱：散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，特別涉及 到在散熱器表面電鍍可焊性金屬導(dǎo)熱層，使用低熱阻金屬焊料，將功率元器 件與散熱器焊接在一起，以便使功率元器件工作中所產(chǎn)生的熱量能夠及時地 通過低熱阻金屬、可焊性金屬導(dǎo)熱層傳導(dǎo)給散熱器的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了從功率元 器件到散熱器之間的低熱阻金屬化熱傳導(dǎo)。
(二)
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子元器件日趨小型化，集成度越來越高， 電子元器件工作中所產(chǎn)生的熱量也越來越集中、總量也越來越高。如果沒有 一個好的散熱方式將電子元器件工作中所產(chǎn)生的熱量及時傳導(dǎo)出去，電子元 器件內(nèi)部的溫度將逐漸升高、過熱，其內(nèi)部的應(yīng)力將增大，性能將降低，壽 命將縮短，甚至?xí)驗檫^熱而燒毀。所以，電子元器件、尤其是功率元器件 的散熱問題，是一個不容忽視的問題。
散熱器與功率元器件之間的傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)接合結(jié)構(gòu)是采用導(dǎo)熱硅脂，艮P， 在散熱器與功率元器件之間的接觸表面涂敷導(dǎo)熱硅脂，借以提高功率元器件 與散熱器之間的熱傳導(dǎo)效率。這種結(jié)構(gòu)的缺點是，導(dǎo)熱硅脂的熱傳導(dǎo)系數(shù)還
偏低，只有1.5-4.5W/mK，伴隨著電子元器件集成度的不斷提高，其單位體積
所產(chǎn)生的熱量也越來越高、越來越集中，通過導(dǎo)熱硅脂來傳導(dǎo)熱量，已經(jīng)無
法滿足電子元器件實際應(yīng)用的需要。
因此，提高功率元器件與散熱器之間的熱傳導(dǎo)效率，是亟待解決的問題。 本實用新型就是針對這一問題，經(jīng)不斷試驗、完善而提出的一種散熱器
與功率元器件之間的新的低熱阻接合結(jié)構(gòu)。(三) 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，提供一種能夠?qū)⒐β试骷ぷ髦兴a(chǎn)生的熱 量快速傳導(dǎo)出去的功率元器件與散熱器之間的低熱阻接合結(jié)構(gòu)。 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的-
它包括表'面電鍍有可焊性金屬導(dǎo)熱層的散熱器、低熱阻金屬焊料。在散 熱器與功率元器件的接合面上電鍍可焊性金屬導(dǎo)熱層，該金屬導(dǎo)熱層可以是 金、銀、錫等，通常選擇錫；如散熱器的體積過大，本實用新型可以采用鑲 嵌件，只在鑲嵌件上電鍍上述的可焊性金屬導(dǎo)熱層；在可焊性金屬導(dǎo)熱層上 涂敷低熱阻金屬焊料，該低熱阻金屬焊料可以是錫膏(導(dǎo)熱系數(shù)〉50W/mK)、 銀漿(導(dǎo)熱系數(shù)〉10W/mK)，或其他經(jīng)加熱可以固化還原為金屬的高導(dǎo)熱材 料；將功率元器件(包括底部金屬基板)放置于低熱阻金屬焊料涂敷層上，然后， 加溫固化，將功率元器件與散熱器焊接在一起，實現(xiàn)了從功率元器件的金屬 散熱襯底到低熱阻金屬、再經(jīng)過可焊性金屬導(dǎo)熱層到金屬散熱器的低熱阻通 道。
本實用新型的優(yōu)點在于方法簡單、設(shè)計合理、成本低廉，適合于大規(guī) 模生產(chǎn)。
(四)

圖1本實用新型主視圖2本實用新型俯視圖3本實用新型采用鑲嵌件的主視圖4本實用新型采用鑲嵌件的俯視圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1至圖2，本實用新型是散熱器l，表面電鍍有可焊性金屬導(dǎo)熱層 2，可焊性金屬導(dǎo)熱層2上涂有低熱阻金屬焊料3，功率元器件(包括底部金 屬基板)4放置于低熱阻金屬焊料3表面。經(jīng)過一定的加溫工藝過程后，功率 元器件(包括底部金屬基板)與散熱器被焊接在一起。
結(jié)合圖3至圖4，如果散熱器的體積過大，本實用新型可以采用鑲嵌件5， 是散熱器1，鑲嵌件5置于散熱器1內(nèi)，并于表面電鍍有可焊性金屬導(dǎo)熱層2， 可焊性金屬導(dǎo)熱層2表面涂有低熱阻金屬焊料3，功率元器件(包括底部金屬 基板)4放置于低熱阻金屬3焊料表面。經(jīng)過一定的加溫工藝過程后，功率元 件與散熱器被焊接在一起。
權(quán)利要求1.一種散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，由散熱器(1)、可焊性金屬導(dǎo)熱層(2)、低熱阻金屬焊料(3)、功率元器件(4)、鑲嵌件(5)組成，其特征是散熱器(1)與功率元器件(4)的接合面上電鍍有可焊性金屬導(dǎo)熱層(2)，在可焊性金屬導(dǎo)熱層(2)上涂敷低熱阻金屬焊料(3)在低熱阻金屬焊料(3)涂敷層上放置功率元器件(4)，采用適當(dāng)?shù)募訜峁に囀沟蜔嶙杞饘俸噶?3)固化還原為金屬，將功率元器件(4)與散熱器(1)焊接在一起。
2. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，其 特征在于若散熱器(1)的體積過大，可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，鑲 嵌件(5)與功率元器件(4)的接合面上事先要電鍍?nèi)鐧?quán)利要求1 所述的可焊性金屬導(dǎo)熱層(2)，然后再鑲嵌在散熱器上(1)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述的可焊性金屬導(dǎo)熱層(2)的材料可以為金、銀、 錫等，通常選擇錫。
4. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述的低熱阻金屬焊料(3)可以是錫膏、導(dǎo)熱銀漿或 其他經(jīng)高溫可以固化還原為金屬的高導(dǎo)熱材料。
5. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述的功率元器件(4)可以是一個，也可以是多個。
專利摘要本實用新型是一種散熱器與功率元器件之間的低熱阻接合結(jié)構(gòu)。散熱器與功率元器件的接合面上電鍍有可焊性金屬導(dǎo)熱層，該導(dǎo)熱層的材料可以是金、銀、錫等，通常選擇錫?？珊感越饘賹?dǎo)熱層上涂敷有低熱阻金屬焊料，該焊料可以是錫膏、銀漿，或其他經(jīng)高溫可以固化還原為金屬的高導(dǎo)熱材料。將功率元器件(包括金屬基板)放置于低熱阻金屬焊料涂敷層上，通過適當(dāng)?shù)募訜峁に囀沟蜔嶙杞饘俸噶瞎袒€原為低熱阻金屬，將功率元器件與散熱器焊接在一起，實現(xiàn)了功率元器件與散熱器之間的低熱阻接合，形成了從功率元器件的散熱襯底、經(jīng)過低熱阻金屬和可焊性金屬導(dǎo)熱層到散熱器的高效率導(dǎo)熱通道。實現(xiàn)本結(jié)構(gòu)操作簡單，導(dǎo)熱效率高，可有效地提高功率元器件的可靠性。
文檔編號H01L21/50GK201294223SQ200820090488
公開日2009年8月19日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者勇 姜, 楊家象, 趙國東 申請人:哈爾濱海格科技發(fā)展有限責(zé)任公司