一種用于半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其散熱底板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其散熱底板，所述絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括用于安置半導(dǎo)體元件的導(dǎo)熱層及用于灌封的絕緣導(dǎo)熱硅膠層；所述導(dǎo)熱層包括第一導(dǎo)熱硅脂層、第二導(dǎo)熱硅脂層和聚酰亞胺薄膜層，所述第一導(dǎo)熱硅脂層設(shè)置在散熱底板上的半導(dǎo)體元件固定位置上；所述聚酰亞胺薄膜層對(duì)應(yīng)設(shè)置在第一導(dǎo)熱硅脂層的上表面上；所述第二導(dǎo)熱硅脂層對(duì)應(yīng)設(shè)置在聚酰亞胺薄膜的上表面上；所述絕緣導(dǎo)熱硅膠層整體灌封導(dǎo)熱層以及其上的半導(dǎo)體元件。本實(shí)用新型可將多個(gè)半導(dǎo)體元件安裝在一塊散熱底板上，并且具有可靠的絕緣性能和良好的導(dǎo)熱性能。
【專利說明】一種用于半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其散熱底板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，具體涉及一種半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]因某些封裝的功率型半導(dǎo)體元件的散熱背板與電極(通常是陰極)是相連的，這就要求安裝這每個(gè)與半導(dǎo)體元件直接接觸的散熱底板必須彼此絕緣并且與設(shè)備外殼也良好絕緣；
[0003]但實(shí)際設(shè)備中通常會(huì)有多個(gè)半導(dǎo)體元件組成，若半導(dǎo)體元件直接與散熱板接觸就需要多個(gè)彼此絕緣的散熱板，這樣就會(huì)使得結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，并且也使得體積變大，安裝不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:若半導(dǎo)體元件直接與散熱板接觸就需要多個(gè)彼此絕緣的散熱板，這樣就會(huì)使得結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，并且也使得體積變大，安裝不便，從而提供一種半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，所述絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括用于安置半導(dǎo)體元件的絕緣導(dǎo)熱層及用于灌封的導(dǎo)熱硅膠層；所述絕緣導(dǎo)熱層包括第一導(dǎo)熱硅脂層、第二導(dǎo)熱硅脂層和聚酰亞胺薄膜絕緣層，所述第一導(dǎo)熱硅脂層設(shè)置在散熱底板上的半導(dǎo)體元件固定位置上；所述聚酰亞胺薄膜絕緣層對(duì)應(yīng)設(shè)置在第一導(dǎo)熱硅脂層的上表面上；所述第二導(dǎo)熱硅脂層對(duì)應(yīng)設(shè)置在聚酰亞胺薄膜絕緣層的上表面上；所述導(dǎo)熱硅膠層整體灌封導(dǎo)熱層以及其上的半導(dǎo)體元件。
[0007]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述聚酰亞胺薄膜的四周邊緣大于半導(dǎo)體元件背板的四周邊緣3?6mm。
[0008]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)熱硅脂層與第二導(dǎo)熱硅脂層的厚度為0.0lmm?0.03mm，聚酰亞胺薄膜絕緣層的厚度為0.02mm。
[0009]一種半導(dǎo)體元件散熱底板，其包括散熱底板和若干半導(dǎo)體元件，其特征在于，所述散熱底板上的半導(dǎo)體元件固定位置上分別設(shè)置有權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，所述若干半導(dǎo)體元件分別對(duì)應(yīng)的安置在絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)熱層上，并由絕緣導(dǎo)熱硅膠層整體灌封。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體元件通過固定壓板安置在絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)熱層上。
[0011]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型可將多個(gè)半導(dǎo)體元件安裝在一塊散熱底板上，并且具有可靠的絕緣性能和良好的導(dǎo)熱性能。
[0013]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]參見圖1，在本實(shí)用新型中，若干個(gè)半導(dǎo)體元件200設(shè)置在同一個(gè)散熱底板100上，為了使得干個(gè)半導(dǎo)體元件200與散熱底板100之間能夠有可靠的絕緣和有良好的導(dǎo)熱性能，在若干個(gè)半導(dǎo)體元件200與散熱底板100之間設(shè)置一個(gè)絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。
[0019]參見圖1和圖2絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)第一導(dǎo)熱硅脂層300、若干個(gè)聚酰亞胺薄膜400和若干個(gè)第二導(dǎo)熱娃脂層500。
[0020]若干個(gè)第一導(dǎo)熱硅脂層300，每個(gè)第一導(dǎo)熱硅脂層300都相同，厚度均為0.0lmm?
0.03mm,每個(gè)第一導(dǎo)熱娃脂層300對(duì)應(yīng)設(shè)置在散熱底板100上每個(gè)半導(dǎo)體兀件200的固定
位置上。
[0021]第一導(dǎo)熱硅脂層300，具有良好的導(dǎo)熱性能，有利于將半導(dǎo)體元件200產(chǎn)生的熱量快速傳遞到散熱底板100上，另外，第一導(dǎo)熱硅脂層300也具有一定的絕緣性能。
[0022]若干個(gè)聚酰亞胺薄膜400，厚度為0.02mm,具有良好的絕緣性能，這樣，使得每個(gè)半導(dǎo)體元件200與散熱底板100之間都具有有良好的絕緣性，每個(gè)聚酰亞胺薄膜400對(duì)應(yīng)覆蓋在每個(gè)第一導(dǎo)熱硅脂層300上，并且在覆蓋時(shí)，要擠出聚酰亞胺薄膜400與第一導(dǎo)熱硅脂層300之間的氣泡。
[0023]為了滿足設(shè)備電壓等級(jí)下的爬電距離，聚酰亞胺薄膜400的四周邊緣大于半導(dǎo)體元件背板的四周邊緣3?6mm。
[0024]若干個(gè)第二導(dǎo)熱硅脂層500，具體與第一導(dǎo)熱硅脂層300相同，厚度也均為
0.0lmm?0.03mm,具有良好的導(dǎo)熱性能。
[0025]每個(gè)第二導(dǎo)熱硅脂層500對(duì)應(yīng)設(shè)置在每個(gè)聚酰亞胺薄膜400上表面，其是用來進(jìn)一步的提高本機(jī)構(gòu)傳熱性能，從而有利于將半導(dǎo)體元件200產(chǎn)生的熱量快速傳遞到散熱底板100上。
[0026]若干個(gè)半導(dǎo)體元件200，每個(gè)半導(dǎo)體元件200對(duì)應(yīng)安置在每個(gè)第二導(dǎo)熱硅脂層500的中間位置上，從而實(shí)現(xiàn)與絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)接觸。
[0027]為了使得半導(dǎo)體元件200能夠與絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)緊密接觸，加快傳熱性能，在半導(dǎo)體元件200上設(shè)置有固定壓板600。[0028]固定壓板600，蓋壓在半導(dǎo)體元件200上，并且固定壓板500蓋壓在半導(dǎo)體元件200上后，再用螺栓將壓板600緊固于絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)上，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件200與絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)緊密接觸。
[0029]將上述元件都安置好后，本實(shí)用新型通過澆筑模具將所有元件框好，然后將調(diào)好的絕緣導(dǎo)熱硅膠倒入模具，這樣絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)上為形成一個(gè)絕緣導(dǎo)熱硅膠層700，并且絕緣導(dǎo)熱娃膠層700會(huì)將導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)與散熱底板100和若干個(gè)半導(dǎo)體兀件200整體灌封。
[0030]絕緣導(dǎo)熱硅膠層700，具有良好的導(dǎo)熱性能和具有一定的絕緣性能。
[0031]本實(shí)用新型提供的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體元件200在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量提供了兩個(gè)散熱通道，分別為主散熱通道和副散熱通道。
[0032]主散熱通道:半導(dǎo)體元件200在工作時(shí)產(chǎn)生熱量的一部分會(huì)經(jīng)過半導(dǎo)體元件200背板向下傳遞到第二導(dǎo)熱硅脂層500，第二導(dǎo)熱硅脂層500再將熱量傳遞到聚酰亞胺薄膜400，聚酰亞胺薄膜400再將熱量傳遞到第一導(dǎo)熱硅脂層300，第一導(dǎo)熱硅脂層300最后將熱量傳遞到散熱底板100上，從而將熱量耗散掉。
[0033]副散熱通道:半導(dǎo)體元件200在工作時(shí)產(chǎn)生熱量的另一部分會(huì)經(jīng)過半導(dǎo)體元件200的塑殼向上傳遞到固定壓板600上，固定壓板600再將熱量傳遞到絕緣導(dǎo)熱硅膠層700，絕緣導(dǎo)熱硅膠層700最后將熱量傳遞到散熱底板100和空氣中，從而將熱量耗散掉。
[0034]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括用于安置半導(dǎo)體元件的絕緣導(dǎo)熱層及用于灌封的導(dǎo)熱硅膠層；所述絕緣導(dǎo)熱層包括第一導(dǎo)熱硅脂層、第二導(dǎo)熱硅脂層和聚酰亞胺薄膜絕緣層，所述第一導(dǎo)熱硅脂層設(shè)置在散熱底板上的半導(dǎo)體元件固定位置上；所述聚酰亞胺薄膜絕緣層對(duì)應(yīng)設(shè)置在第一導(dǎo)熱硅脂層的上表面上；所述第二導(dǎo)熱硅脂層對(duì)應(yīng)設(shè)置在聚酰亞胺薄膜絕緣層的上表面上；所述導(dǎo)熱硅膠層整體灌封導(dǎo)熱層以及其上的半導(dǎo)體元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述聚酰亞胺薄膜的四周邊緣大于半導(dǎo)體元件背板的四周邊緣3?6_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體元件散熱底板的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一導(dǎo)熱硅脂層與第二導(dǎo)熱硅脂層的厚度為0.0lmm?0.03mm，聚酰亞胺薄膜絕緣層的厚度為0.02mm。
4.一種半導(dǎo)體元件散熱底板，其包括散熱底板和若干半導(dǎo)體元件，其特征在于，所述散熱底板上的半導(dǎo)體元件固定位置上分別設(shè)置有權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，所述若干半導(dǎo)體元件分別對(duì)應(yīng)的安置在絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)熱層上，并由絕緣導(dǎo)熱硅膠層整體灌封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種散熱底板，其特征在于:所述半導(dǎo)體元件通過固定壓板安置在絕緣導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)熱層上。
【文檔編號(hào)】H01L23/367GK203573970SQ201320685835
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】高巖, 黃再先 申請(qǐng)人:上海一電集團(tuán)有限公司