一种金属封装功率器件散热结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种散热结构，具体来说涉及电力电子功率电路的金属封装功率器件散热。
【背景技术】
[0002]目前市场上电力电子功率电路的结构部分，使用了传统的散热结构，导热效率差，导致产品的功率密度无法实现突破，功率器件的热量无法第一时间散出，隐性的故障率一直无法消除。
[0003]参见图1，传统的金属封装功率器件散热结构，功率器件I与散热器3之间放置导热绝缘材料2，导热绝缘材料2 —般使用矽胶片、云母片等材料，辅以导热硅脂来达到散热效果。导热绝缘材料2厚度一般为0.3mm?5mm，导热系数一般为0.5?20W/Mk，厚度影响了耐压系数和导热系数，导热系数越高的产品，价格也越昂贵。
[0004]另外，功率器件通过一个金属螺母、弹簧片、压杆等进行固定，为防止短路，需要在螺母与功率器件的固定孔之间添加高温绝缘垫片。
【实用新型内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种金属封装功率器件散热结构，以解决现有技术中的诸多问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种金属封装功率器件散热结构，包括功率器件、散热器和导热绝缘材料，导热绝缘材料设置在散热器的上表面，其特征在于，所述功率器件直接连接在具有高导热性能的缓冲散热金属片上，缓冲散热金属片连接在散热器上的导热绝缘材料上。
[0008]优选的，所述功率器件的底部设置有金属连接片，功率器件通过所述金属连接片与缓冲散热金属片连接。进一步，所述金属连接片上设置有螺栓连接孔，功率器件的金属连接片通过螺栓与缓冲散热金属片连接。
[0009]优选的，所述缓冲散热金属片为铝片。
[0010]优选的，所述缓冲散热金属片的两侧设置有螺栓连接孔，缓冲散热金属片通过螺栓、绝缘垫圈与贴有导热绝缘材料的散热器连接。
[0011]优选的，所述缓冲散热金属片的尺寸与导热绝缘材料的尺寸相对应。
[0012]优选的，多个所述功率器件连接在同一缓冲散热金属片上。
[0013]本实用新型在功率器件上，利用金属的高导热系数特点，直接紧贴一块适当体积的缓冲散热金属片，充当一级缓冲散热器，原有的散热器为二级缓冲散热器，在缓冲散热金属片与散热器之间再添加导热绝缘材料，通过螺栓固定将器件压紧。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]1、相同电流下的功率器件的温升曲线大幅变缓，缓冲器的效果非常明显，散热效果的改善，有效提高了产品的可靠性。
[0016]2、相同温升曲线时的承受电流能力大幅提高，使得产品的功率密度变大。
[0017]3、功率器件的导流结构变得更加简单，可以直接从缓冲散热金属片上引出，有利于产品的结构设计简化，成本降低。
[0018]4、由于热量的快速散出，可以允许功率器件工作在慢速响应的区域，以适应产品EMC的测试标准。
[0019]5、本实用新型特别适合多管并联的应用场合。
[0020]本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
【附图说明】
[0021]图1为传统的金属封装功率器件散热结构的示意图。
[0022]图2为本实用新型的示意图。
[0023]图3为缓冲散热金属片的示意图。
[0024]图4为多个功率器件连接在同一缓冲散热金属片上的示意图。
[0025]图5为多个功率器件连接在同一缓冲散热金属片上的示意图。
[0026]图6为多个功率器件与缓冲散热金属片一起固定好的示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0028]参见图2，一种金属封装功率器件散热结构，包括功率器件10、散热器20和导热绝缘材料30，导热绝缘材料30设置在散热器20的上表面。
[0029]利用金属的高导热系数特点，功率器件10直接连接在具有高导热性能的缓冲散热金属片40上，缓冲散热金属片40充当一级缓冲散热器，缓冲散热金属片连接在散热器上的导热绝缘材料上。散热器20为二级缓冲散热器。
[0030]多个功率器件的组装如下:
[0031]参见图3，选取导热系数高成本合理的金属材料作为缓冲散热金属片，譬如常用的招O
[0032]参见图4和5，将选好的金属制成可以固定大小合适的金属模块，充当缓冲散热器，将多个功率器件10连接在同一缓冲散热金属片上。功率器件的底部设置有金属连接片11，金属连接片上设置有螺栓连接孔12，功率器件的金属连接片通过螺栓13 (参见图6)与缓冲散热金属片20连接。
[0033]参见图6，缓冲散热金属片通过螺栓41、绝缘垫圈42与贴有导热绝缘材料的散热器连接。
[0034]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种金属封装功率器件散热结构，包括功率器件、散热器和导热绝缘材料，导热绝缘材料设置在散热器的上表面，其特征在于，所述功率器件直接连接在具有高导热性能的缓冲散热金属片上，缓冲散热金属片连接在散热器上的导热绝缘材料上。2.根据权利要求1所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，所述功率器件的底部设置有金属连接片，功率器件通过所述金属连接片与缓冲散热金属片连接。3.根据权利要求2所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，所述金属连接片上设置有螺栓连接孔，功率器件的金属连接片通过螺栓与缓冲散热金属片连接。4.根据权利要求1所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，所述缓冲散热金属片为铝片。5.根据权利要求1所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，所述缓冲散热金属片的两侧设置有螺栓连接孔，缓冲散热金属片通过螺栓、绝缘垫圈与贴有导热绝缘材料的散热器连接。6.根据权利要求1所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，所述缓冲散热金属片的尺寸与导热绝缘材料的尺寸相对应。7.根据权利要求1所述的金属封装功率器件散热结构，其特征在于，多个所述功率器件连接在同一缓冲散热金属片上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种金属封装功率器件散热结构，包括功率器件、散热器和导热绝缘材料，导热绝缘材料设置在散热器的上表面，所述功率器件直接连接在具有高导热性能的缓冲散热金属片上，缓冲散热金属片连接在散热器上的导热绝缘材料上。本实用新型在功率器件上，利用金属的高导热系数特点，直接紧贴一块适当体积的缓冲散热金属片，充当一级缓冲散热器，原有的散热器为二级缓冲散热器，在缓冲散热金属片与散热器之间再添加导热绝缘材料，通过螺栓固定将器件压紧。功率器件封装内金属热量快速散出，提高功率器件的载流能力。
【IPC分类】H01L23/373, H01L23/367
【公开号】CN204732393
【申请号】CN201520452789
【发明人】潘晶, 秦小雷, 杨容
【申请人】上海安沛动力科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月29日