CN201368434Y - 一种大功率半导体器件的散热结构 - Google Patents

一种大功率半导体器件的散热结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种大功率半导体器件的散热结构，包括基体，以及以基体为中心向外呈辐射状布置的散热片，所述散热片与基体通过散热片内孔壁若干带有牙纹的导热齿连接形成导热孔，所述基体为外壁带牙纹上下封闭的空心筒，散热体上下两端分别由上密封盖和下密封盖密封使所有导热孔形成对流封闭的空间然后抽真空，所述下密封盖内盛有导热介质，所述散热结构散热性能好，造价低，适合用于大功率半导体器件如CPU、LED等的散热。

Description

一种大功率半导体器件的散热结构
技术领域
本实用新型涉及照明设备领域，具体涉及一种大功率半导体器件的散热结构。
背景技术
由于散热的问题，现阶段的LED路灯多数是由许多颗甚至上百颗的小功率LED分散排列组成，其不足点是：1、光线穿透力不足；2、看似很亮很刺眼，其实路面光照度不够；3、许多颗串并联组成，电源转换率较低；4、路面行人重影等等。单颗的大功率LED灯、尤其是单颗80W以上的路灯是今后发展的方向，其解决了以上的不足点。LED、尤其是单颗的大功率LED路灯未能很好地发展，其很大程度是由于散热的问题没能解决，LED产生光衰及其寿命短的主要原因是，LED发光的同时其产生的热量未能很好的散发，所以迫切需要更好的散热解决方案。
单颗大功率CPU、LED的最佳散热结构是以发热体为中心向周围及向上散发的散热体结构，此结构即为放射性太阳花结构，其材质多为铝合金，所以称太阳花铝散热器。现在已有的太阳花铝散热器的中心大多以塞铜以及塞热管为主，其接触面存在间隙对传热有一定的影响，达不到较高的散热要求；其次，铜的传热性没有导热孔的传热性好，且铜的价格较高；单孔大热管的传热面积没有多根导热孔的传热面积大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种大功率半导体器件的散热结构，所述散热结构的中心利用导热孔代替塞铜及塞热管，解决了现有技术中存在的由于配合精度、传热性能等造成的散热性能不好的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种大功率半导体器件的散热结构，包括基体，以及以基体为中心向外呈辐射状布置的散热片，所述散热片内部具有导热孔，所述基体为外壁带牙纹上下封闭的空心筒，所述散热片上下两端分别由上密封盖和下密封盖密封使所有导热孔形成对流封闭的空间，所述下密封盖内盛有导热介质。
其中，所述导热孔由加工在所述散热片内孔壁上的牙纹齿与所述基体配合而形成。
其中，所述导热孔加工在所述散热片内孔上，与所述散热片一体成型。
其中，所述导热孔围绕散热鳍片根部均匀分布。
其中，所述导热孔内壁经喷沙处理。
其中，所述下密封盖内部加工有多个导热柱。
其中，所述导热柱经过喷沙处理。
其中，所述下密封盖由一道以上密封圈与所述散热体下端密封。
其中，所述下密封盖由铜或其他高导热金属加工而成。
其中，所述下密封盖与所述散热体下端焊接密封。
其中，所述下密封盖由铝制成。
其中，所述上密封盖中心具有一抽气孔。
其中，上密封盖由铝合金制成。
其中，所述上密封盖由一道以上密封圈与散热体上端密封。
其中，所述上密封盖与所述散热体上端通过焊接密封。
其中，所述散热片由高传热的铝合金材料制成。
本实用新型所提供的大功率半导体器件的散热结构，通过在其中心开设导热孔，消除了塞铜及塞热管和散热片之间存在的空隙对传热性能的影响。此外，多个内部带牙纹的导热孔的结构设计增加了传热面积，专用的导热液以及散热片使得所述散热结构散热性能好，造价低，适合用于大功率半导体器件如CPU、LED等的散热。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的散热结构的结构示意图；
图2为本实用新型第一实施例的散热结构的下密封盖；
图3为本实用新型第一实施例的散热结构的横断面视图；
图4为本实用新型第二实施例的散热结构的结构示意图；
图5为本实用新型第二实施例的散热结构的横断面视图。
图中：1、散热片；2、导热孔；3、上密封盖；4、下密封盖；5、导热柱；6、密封圈；7、抽气孔；8、基体。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不限制本实用新型的范围。
热管的技术是利用抽真空使得热管里的液体沸点降低，液体沸腾把热量带走，液体沸腾转变成气体，经过散热片的散热又转变成液体，热量经过这样不断的循环过程被带走。本技术是根据热管的这个原理形成的，发热体直接和传热端(下密封盖)下端接触，发热体产生的热量经由下密封盖下端迅速传至下密封盖上端致使其所盛的液体沸腾，液体沸腾转变成气体，经过散热片的许多导热孔迅速把热量传至散热片的上端及所有内表面，再传至外部散热鳍片由空气将热量带走。本结构方案是将热管的技术和太阳花铝散热片的技术很好地结合起来。太阳花铝散热片中心的导热孔是由多个带牙纹的导热齿配合筒状基体组成，上下两端加工好气体对流空隙后封闭加热管介质，之后抽真空密封，下端(下密封盖)由铜或铝板加工成小散热片，经喷沙处理然后密封，上端(上密封盖)由铝或其他金属加工好抽气孔后密封。
第一实施例：
如图1所示为本实用新型提供的大功率半导体器件的散热结构，包括基体8，以及以基体8为中心向外呈辐射状布置的散热片1，所述基体8为封闭的空心筒状，散热体上下两端分别由上密封盖3和下密封盖4密封，所述下密封盖4内盛有导热液，所述散热结构内部具有若干导热孔2，所述导热孔2由加工在所述散热片内孔壁上的牙纹齿与所述基体8配合而形成。其中，所述导热孔2围绕散热鳍片根部一圈，所述导热孔2的内壁经喷沙处理。其中，所述下密封盖4由高纯度无氧铜或者其他高传热材料制成，为了增加传热面积，在所述下密封盖4的内部加工有多个导热柱5，如果必要时还要经过喷沙处理。为了提高真空密封度，采用两条高性能的密封圈6，如图2所示。当所述下密封盖4的材料选择铝时，所述下密封盖4可以通过焊接的方式与所述散热体下端焊接。其中，所述上密封盖3由铝合金加工而成，同样采用两条高性能的密封圈6，所述上密封盖3中心具有一抽气孔7，所述抽气孔7采用滴胶密封后由螺丝锁紧。所述上密封该也可以通过焊接的方式与所述散热体上端连接。其中，所述导热介质是由许多种无机物混合而成的低沸点无腐蚀材料。其中，所述散热片1为高传热材料制成的铝合金散热片。其中，所述导热孔2由散热片1内部带牙纹的齿及筒状基体8配合组成。为了增大传热面积使得气体能充分得到冷却，导热孔2内壁有许多小牙纹，如果必要，还可以进行喷沙处理。为了增加与散热鳍片传热面积及传热速度，导热孔2尽可能地贴近散热鳍片，如图所示，所有导热孔2围绕散热鳍片根部一圈均匀分布。导热孔2除了可以排列成圆形外，还可以根据情况具体选择排列成方形或者其他形状。如图3所示为所述散热结构的横断面视图。由该图可以清晰地看出所述散热片内孔壁上的牙纹齿与基体8配合所形成的导热孔2。所述导热介质由许多无机物混合组成，与普通导热液相比沸点较低、导热速度快且对铝材无腐蚀及渗透。所述铝合金散热片用高导电、导热的散热专用材料挤压加工而成，确保本结构在导热快的同时散热也快。
第二实施例
如图4所示为本实用新型的另一种大功率半导体器件的散热结构，包括基体8，以及以基体8为中心向外呈辐射状布置的散热片1，所述散热片1与基体8通过散热片导热孔连接，所述基体8为空心筒状，且其上下两端封闭，散热体上下两端由上密封盖3和下密封盖4密封，所述下密封盖4内盛有导热介质，所述散热结构内部具有若干导热孔2，所述导热孔2直接加工在所述散热片1的内孔壁上，与所述散热片1一体挤压成型。其中，所述导热孔2围绕散热鳍片根部一圈，所述导热孔2的内壁经喷沙处理。其中，所述下密封盖4由高纯度无氧铜或者其他高传热材料加工而成，为了增加传热面积，在所述下密封盖4的内部加工有多个导热柱5，如果必要时还要经过喷沙处理。为了提高真空密封度，采用两条高性能的密封圈6。当所述下密封盖4的材料选择为铝时，可以通过焊接的方式连接所述下密封盖4与所述散热体下端。其中，所述上密封盖3由铝合金加工而成，同样采用两条高性能的密封圈6，所述上密封盖3的中心具有一抽气孔7，所述抽气孔7采用滴胶密封后由螺丝锁紧。所述上密封盖3也可以通过焊接的方式与所述散热体上端密封。其中，所述导热介质是由许多种无机物混合而成的低沸点无腐蚀材料。其中，所述散热片1为高传热材料制成的铝合金散热片。如图5所示，所述导热孔2加工在所述散热片内孔壁上，与所述散热片一体成型。为了增大传热面积使得气体能充分得到冷却，导热孔2内壁有许多小牙纹，如果必要时还可以进行喷沙处理。为了增加散热片传热面积及传热速度，导热孔2尽可能地贴近散热鳍片，如图所示，所有导热孔2围绕散热鳍片根部一圈均匀分布。导热孔2除了可以排列成如图所示的圆形外，还可以根据情况具体选择排列成方形或者其他形状。所述导热液由许多无机物组成，与普通导热液相比沸点较低、导热速度快且对铝材无腐蚀及渗透。所述铝合金散热片是用高导电、导热的散热专用材料挤压加工而成，确保本结构导热快的同时散热也快。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化，所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由其权利要求限定。

Claims (16)

1、一种大功率半导体器件的散热结构，包括基体，以及以基体为中心向外呈辐射状布置的散热片，其特征在于，所述散热片内部具有导热孔，所述基体为上下封闭的空心筒，所述散热片上下两端分别由上密封盖和下密封盖密封使所有导热孔形成对流封闭的空间，所述下密封盖内盛有导热介质。
2、如权利要求1所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述导热孔由加工在所述散热片内孔壁上的牙纹齿与所述基体配合而形成。
3、如权利要求1所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述导热孔加工在所述散热片内孔上，与所述散热片一体成型。
4、如权利要求1-3任一项所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述导热孔围绕散热鳍片根部均匀分布。
5、如权利要求4所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述导热孔内壁经喷沙处理。
6、如权利要求1所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述下密封盖内部加工有多个导热柱。
7、如权利要求6所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述导热柱经过喷沙处理。
8、如权利要求7所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述下密封盖由一道以上密封圈与所述散热体下端密封。
9、如权利要求8所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述下密封盖由铜或其他高导热金属加工而成。
10、如权利要求7所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述下密封盖与所述散热体下端焊接密封。
11、如权利要求10所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述下密封盖由铝制成。
12、如权利要求1所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述上密封盖中心具有一抽气孔。
13、如权利要求12所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，上密封盖由铝合金制成。
14、如权利要求13所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述上密封盖由一道以上密封圈与散热体上端密封。
15、如权利要求13所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述上密封盖与所述散热体上端通过焊接密封。
16、如权利要求1所述的大功率半导体器件的散热结构，其特征在于，所述散热片由高传热的铝合金材料制成。
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