CN211428149U - 一种功率晶体管用的热沉结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种功率晶体管用的热沉结构，其包括具有凹槽的吸热构件及与吸热构件相连的散热构件，吸热构件通过其凹槽来容纳功率晶体管的塑封主体，并至少与塑封主体的两个表面进行面接触。该热沉结构提高了其对功率晶体管的散热效率，由此可以提高功率晶体管的运行稳定性。

Description

一种功率晶体管用的热沉结构

技术领域

本实用新型属于功率半导体技术领域，具体涉及一种功率晶体管用的热沉结构。

背景技术

以晶闸管、IGBT单管为典型的功率晶体管广泛应用照明设备、家用电器、智能设备、飞机、高铁、汽车等领域中。由于功率晶体管的性能随着温度升高而显著下降，所以对功率晶体管实施良好的散热尤为重要。现有技术为了对功率晶体管进行良好散热，通常将其塑封主体的一个表面与热沉结构贴合，以通过热沉结构快速地释放掉塑封主体的热量。但随着以上领域的高速发展，现有功率晶体管的功率越来越高，随之带来的不利因素就是其温度也越来越高，由此导致已有的热沉结构难以满足现有功率晶体管的需求，故亟需一种散热效率更强的热沉结构以提高功率晶体管的运行稳定性。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种功率晶体管用的热沉结构，其解决了如何提高该热沉结构对功率晶体管的散热效率的问题，由此提高功率晶体管的运行稳定性。

本实用新型提供了一种功率晶体管用的热沉结构，所述热沉结构包括具有凹槽的吸热构件及与所述吸热构件相连的散热构件，所述吸热构件通过其所述凹槽来容纳所述功率晶体管的塑封主体，并至少与所述塑封主体的两个表面进行面接触。

进一步地，所述凹槽为U形，使得所述吸热构件能与所述塑封主体的两个相对的最大表面进行面接触。

进一步地，还包括用于将所述吸热构件与塑封主体连接的紧固构件。

进一步地，所述吸热构件和散热构件二者为一体式结构。

进一步地，所述吸热构件通过铆接、卡接和/或螺钉连接的方式连接在所述散热构件上。

进一步地，还包括用于将所述吸热构件、塑封主体和散热构件三者连接的紧固构件。

进一步地，所述紧固构件为螺钉。

进一步地，所述散热构件包括基体和若干个翅片，所述基体的一侧与所述翅片连接，而其另一侧与所述吸热构件连接。

进一步地，所述吸热构件和散热构件皆由铝材或铜材制成。

进一步地，所述功率晶体管为IGBT单管。

本实用新型的功率晶体管用的热沉结构通过吸热构件从功率晶体管的塑封主体上吸收热量，再通过散热构件释放到热量，由此实现对芯片进行的散热，由于现有的热沉结构与功率晶体管的接触面仅为一个，所以本实用新型的功率晶体管用的热沉结构通过设置在吸热构件上的凹槽来容纳功率晶体管的塑封主体，使其至少能与塑封主体的两个表面进行面接触，由此可以提高热沉结构与功率晶体管之间的接触面积，提高该热沉结构对功率晶体管的散热效率，进而提高功率晶体管的运行稳定性。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1为根据本实用新型实施例的功率晶体管用的热沉结构的主视图；

图2为根据本实用新型实施例的功率晶体管用的热沉结构的侧视图；

图3为根据本实用新型实施例的功率晶体管用的热沉结构的俯视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1至图3均显示了本实用新型实施例的功率晶体管用的热沉结构。其中，功率晶体管可选为晶闸管或IGBT单管等，但优选为IGBT单管。如图1至图3所示，功率晶体管用的热沉结构100包括具有凹槽的吸热构件101及与吸热构件101相连的散热构件102，吸热构件101通过其凹槽来容纳功率晶体管的塑封主体(未示出)，并至少与塑封主体的两个表面进行面接触。

该热沉结构100通过吸热构件101从功率晶体管的塑封主体上吸收热量，再通过散热构件102向外界释放热量，由此实现对功率晶体管进行散热。由于现有的热沉结构与功率晶体管的接触面仅为一个，所以该热沉结构100通过开设在吸热构件101上的凹槽来容纳功率晶体管的塑封主体，使其至少能与塑封主体的两个表面进行面接触，由此可以提高热沉结构100与功率晶体管之间的接触面积，增加该热沉结构100对功率晶体管的散热效率，保证了该功率晶体管能够更稳定的运行。

在本实施例中，吸热构件101和散热构件102皆可由铝材或铜材制成。但为了兼顾成本、散热性能及延展性，吸热构件101和散热构件102建议选为铝材。吸热构件101与散热构件102的材料最好相同且为一体式结构，以保证热沉结构100能对功率晶体管进行更高效的散热。

在本实施例中，吸热构件101的凹槽为U形，使得吸热构件101能与塑封主体的两个相对的最大表面进行面接触。需要说明的是，该吸热构件101的凹槽并不限于U形，还可以是横截面为矩形的凹槽等。但是当吸热构件101的凹槽为U形时，其能够保证塑封主体与吸热构件101之间的接触更容易紧密接合，以进一步提高该热沉结构100对功率晶体管的散热效率，保证该功率晶体管能够更稳定的运行。当凹槽为U形，吸热构件101包括顺序连接且共同限定了前述凹槽的第一板体、第二板体和第三板体，其中第一板体与散热构件102连接，并与第三板体平行。通过大量实验验证，当吸热构件101由铝材制造时，如果第一板体、第二板体和第三板体的厚度皆选为0.8-1cm，那么吸热构件101可以在具有更高的散热效率的同时兼具低成本的优势。

该热沉结构100还包括紧固构件。紧固构件可选为螺钉或铆钉等，但建议优选为可以实现的可拆卸连接的螺钉。该紧固构件既可以将吸热构件101与塑封主体二者连接，又可以将吸热构件101、塑封主体和散热构件102三者连接。当紧固构件将吸热构件101与塑封主体二者连接时，吸热构件101和散热构件102二者既可以为一体式结构，又可以分体式结构。如果吸热构件101和散热构件102二者为一体式结构，那么主要由前述二者所构成的热沉结构100具有更高的散热效果。如果吸热构件101和散热构件102选为分体式结构，那么吸热构件101可通过铆接、卡接和/或螺钉连接等方式连接在散热构件102上，这种方式可以将已有热沉结构作为散热构件102，并在已有热沉结构上直接实施本实用新型的实施例，以在升级改造的同时避免浪费。当紧固构件将吸热构件101、塑封主体和散热构件102三者连接时，吸热构件101与散热构件102必须为分体式结构，使得一个紧固构件可以实现吸热构件101、塑封主体和散热构件102三个构件的连接。

在本实施例中，散热构件102包括基体1021和若干个翅片1022，其中基体1021的一侧与翅片1022连接，而其另一侧与吸热构件101连接。在其他实施例中，散热构件102也可选为其他形状，例如散热构件102包括基体和若干个散热柱体，其中基体的一侧与散热柱体连接，而其另一侧与吸热构件101连接。

需要注意的是，吸热构件101的主要作用是吸收热量，不意味其不可以散热，事实上其确实有一定的散热作用。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种功率晶体管用的热沉结构，其特征在于，其包括具有凹槽的吸热构件及与所述吸热构件相连的散热构件，所述吸热构件通过其所述凹槽来容纳所述功率晶体管的塑封主体，并至少与所述塑封主体的两个表面进行面接触。

2.根据权利要求1所述的热沉结构，其特征在于，所述凹槽为U形，使得所述吸热构件能与所述塑封主体的两个相对的最大表面进行面接触。

3.根据权利要求2所述的热沉结构，其特征在于，还包括用于将所述吸热构件与塑封主体连接的紧固构件。

4.根据权利要求3所述的热沉结构，其特征在于，所述吸热构件和散热构件二者为一体式结构。

5.根据权利要求3所述的热沉结构，其特征在于，所述吸热构件通过铆接、卡接和/或螺钉连接的方式连接在所述散热构件上。

6.根据权利要求2所述的热沉结构，其特征在于，还包括用于将所述吸热构件、塑封主体和散热构件三者连接的紧固构件。

7.根据权利要求3、4、5或6所述的热沉结构，其特征在于，所述紧固构件为螺钉。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的热沉结构，其特征在于，所述散热构件包括基体和若干个翅片，所述基体的一侧与所述翅片连接，而其另一侧与所述吸热构件连接。

9.根据权利要求1到6中任一项所述的热沉结构，其特征在于，所述吸热构件和散热构件皆由铝材或铜材制成。

10.根据权利要求1到6中任一项所述的热沉结构，其特征在于，所述功率晶体管为IGBT单管。

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