专利名称：散热器与功率元器件的低热阻接合结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种散热器与功率元器件的低热阻接合结构，特别涉及 到在散热器表面电镀可焊性金属导热层，使用低热阻金属焊料，将功率元器 件与散热器焊接在一起，以便使功率元器件工作中所产生的热量能够及时地 通过低热阻金属、可焊性金属导热层传导给散热器的结构，实现了从功率元 器件到散热器之间的低热阻金属化热传导。
(二)
背景技术：
随着电子技术的不断进步，电子元器件日趋小型化，集成度越来越高， 电子元器件工作中所产生的热量也越来越集中、总量也越来越高。如果没有 一个好的散热方式将电子元器件工作中所产生的热量及时传导出去，电子元 器件内部的温度将逐渐升高、过热，其内部的应力将增大，性能将降低，寿 命将縮短，甚至会因为过热而烧毁。所以，电子元器件、尤其是功率元器件 的散热问题，是一个不容忽视的问题。
散热器与功率元器件之间的传统热传导接合结构是采用导热硅脂，艮P， 在散热器与功率元器件之间的接触表面涂敷导热硅脂，借以提高功率元器件 与散热器之间的热传导效率。这种结构的缺点是，导热硅脂的热传导系数还
偏低，只有1.5-4.5W/mK，伴随着电子元器件集成度的不断提高，其单位体积
所产生的热量也越来越高、越来越集中，通过导热硅脂来传导热量，已经无
法满足电子元器件实际应用的需要。
因此，提高功率元器件与散热器之间的热传导效率，是亟待解决的问题。 本实用新型就是针对这一问题，经不断试验、完善而提出的一种散热器
与功率元器件之间的新的低热阻接合结构。(三) 发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种能够将功率元器件工作中所产生的热 量快速传导出去的功率元器件与散热器之间的低热阻接合结构。 本实用新型的目的是这样实现的-
它包括表'面电镀有可焊性金属导热层的散热器、低热阻金属焊料。在散 热器与功率元器件的接合面上电镀可焊性金属导热层，该金属导热层可以是 金、银、锡等，通常选择锡；如散热器的体积过大，本实用新型可以采用镶 嵌件，只在镶嵌件上电镀上述的可焊性金属导热层；在可焊性金属导热层上 涂敷低热阻金属焊料，该低热阻金属焊料可以是锡膏(导热系数〉50W/mK)、 银浆(导热系数〉10W/mK)，或其他经加热可以固化还原为金属的高导热材 料；将功率元器件(包括底部金属基板)放置于低热阻金属焊料涂敷层上，然后， 加温固化，将功率元器件与散热器焊接在一起，实现了从功率元器件的金属 散热衬底到低热阻金属、再经过可焊性金属导热层到金属散热器的低热阻通 道。
本实用新型的优点在于方法简单、设计合理、成本低廉，适合于大规 模生产。
(四)
图1本实用新型主视图2本实用新型俯视图3本实用新型采用镶嵌件的主视图4本实用新型采用镶嵌件的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图举例对本实用新型作更详细的描述结合图1至图2，本实用新型是散热器l，表面电镀有可焊性金属导热层 2，可焊性金属导热层2上涂有低热阻金属焊料3，功率元器件(包括底部金 属基板)4放置于低热阻金属焊料3表面。经过一定的加温工艺过程后，功率 元器件(包括底部金属基板)与散热器被焊接在一起。
结合图3至图4，如果散热器的体积过大，本实用新型可以采用镶嵌件5， 是散热器1，镶嵌件5置于散热器1内，并于表面电镀有可焊性金属导热层2， 可焊性金属导热层2表面涂有低热阻金属焊料3，功率元器件(包括底部金属 基板)4放置于低热阻金属3焊料表面。经过一定的加温工艺过程后，功率元 件与散热器被焊接在一起。
权利要求1.一种散热器与功率元器件的低热阻接合结构，由散热器(1)、可焊性金属导热层(2)、低热阻金属焊料(3)、功率元器件(4)、镶嵌件(5)组成，其特征是散热器(1)与功率元器件(4)的接合面上电镀有可焊性金属导热层(2)，在可焊性金属导热层(2)上涂敷低热阻金属焊料(3)在低热阻金属焊料(3)涂敷层上放置功率元器件(4)，采用适当的加热工艺使低热阻金属焊料(3)固化还原为金属，将功率元器件(4)与散热器(1)焊接在一起。
2. 按照权利要求1所述的散热器与功率元器件的低热阻接合结构，其 特征在于若散热器(1)的体积过大，可以采用镶嵌式结构，镶 嵌件(5)与功率元器件(4)的接合面上事先要电镀如权利要求1 所述的可焊性金属导热层(2)，然后再镶嵌在散热器上(1)。
3. 按照权利要求1所述的散热器与功率元器件的低热阻接合结构，其 特征在于所述的可焊性金属导热层(2)的材料可以为金、银、 锡等，通常选择锡。
4. 按照权利要求1所述的散热器与功率元器件的低热阻接合结构，其 特征在于所述的低热阻金属焊料(3)可以是锡膏、导热银浆或 其他经高温可以固化还原为金属的高导热材料。
5. 按照权利要求1所述的散热器与功率元器件的低热阻接合结构，其 特征在于所述的功率元器件(4)可以是一个，也可以是多个。
专利摘要本实用新型是一种散热器与功率元器件之间的低热阻接合结构。散热器与功率元器件的接合面上电镀有可焊性金属导热层，该导热层的材料可以是金、银、锡等，通常选择锡。可焊性金属导热层上涂敷有低热阻金属焊料，该焊料可以是锡膏、银浆，或其他经高温可以固化还原为金属的高导热材料。将功率元器件(包括金属基板)放置于低热阻金属焊料涂敷层上，通过适当的加热工艺使低热阻金属焊料固化还原为低热阻金属，将功率元器件与散热器焊接在一起，实现了功率元器件与散热器之间的低热阻接合，形成了从功率元器件的散热衬底、经过低热阻金属和可焊性金属导热层到散热器的高效率导热通道。实现本结构操作简单，导热效率高，可有效地提高功率元器件的可靠性。
文档编号H01L21/50GK201294223SQ200820090488
公开日2009年8月19日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者勇 姜, 杨家象, 赵国东 申请人:哈尔滨海格科技发展有限责任公司