CN211788982U - 一种石墨烯增强导热的引线框架及功率半导体元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种石墨烯增强导热的引线框架，包括散热板、引脚架，所述散热板具有采用石墨烯‑铜复合材料板材制成的复合散热片，所述引脚架采用铜制成，所述引脚架的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板焊接连接。本方案中散热板采用石墨烯‑铜的复合材料制成，大幅度提高产品的散热性能，同时引脚部分采用引线框架常规材料，便于后期弯脚成型加工。采用本方案所述的石墨烯增强导热的引线框架的功率半导体散热能力强，半导体器件的工作寿命得到有效延长。

Description

一种石墨烯增强导热的引线框架及功率半导体元件

技术领域

本实用新型涉及引线框架的技术领域，尤其涉及一种石墨烯增强导热的引线框架及功率半导体元件。

背景技术

半导体是一种导电能力介于导体与非导体之间的材料，半导体元件根据半导体材料的特性，属于固态元件，其体积可以缩小到很小的尺寸，因此耗电量少，集成度高，在电子技术领域获得了广泛的引用，而随着半导体元件运行功率的逐渐增加，散热性能成为半导体元件的重要指标之一，在这样的高热量工作环境下，保持半导体元件的工作可靠性是一个非常重要的问题。

引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它是起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。

功率半导体散热能力和产品寿命有很大相关性，半导体器件在工作时自身温升越高寿命越短，需要使用导热材料把半导体产生的热量迅速传导出去。目前大量应用的是铜含量97％以上的铜含金(合金号C19210，C19400等等)，热导率360W/M*K，利用其优良的热传导和电传导，并将其特性发挥到极致，行业内近年来在铜合金性能提升上没有进展。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种石墨烯增强导热的引线框架，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种石墨烯增强导热的引线框架，包括散热板、引脚架，所述散热板具有采用石墨烯-铜复合材料板材制成的复合散热片，所述引脚架采用铜制成，所述引脚架的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板焊接连接。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述散热板具有靠近所述引脚架的引脚连接端，所述引脚架的至少一个引脚通过电阻焊的方式焊接在所述引脚连接端的表面。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述散热板具有靠近所述引脚架的引脚连接端，所述引脚连接端上设置有引脚连接槽，所述引脚架的至少一个引脚于所述引脚连接槽中与所述散热板焊接连接。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述引脚架包括中间引脚以及设置在中间引脚两侧的左引脚以及右引脚，所述左引脚、所述中间引脚、所述右引脚平行设置，所述左引脚以及所述右引脚分别通过连接杆与所述中间引脚固定连接。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述引脚架通过所述中间引脚与所述散热板焊接，所述中间引脚的厚度与所述引脚连接槽的深度相同。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述中间引脚具有第一水平段和第二水平段，所述第一水平段与所述第二水平段之间通过引脚弯折段连接，所述第二水平段远离所述第一水平段的端部与所述散热板焊接连接。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述散热板还包括石墨烯散热层，所述石墨烯散热层设置在所述复合散热片朝向所述引脚架的一侧。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述第二水平段包括与所述第一水平段宽度相当的连接主体，以及由所述连接主体向两侧延伸的扩展连接部。

作为所述的石墨烯增强导热的引线框架的一种优选技术方案，所述扩展连接部与所述引脚弯折段之间形成有过度斜边。

另一方面，提供一种功率半导体元件，包括如上所述的石墨烯增强导热的引线框架。

本实用新型的有益效果为：本方案中散热板采用石墨烯-铜的复合材料制成，大幅度提高产品的散热性能，同时引脚部分采用引线框架常规材料，便于后期弯脚成型加工。采用本方案所述的石墨烯增强导热的引线框架的功率半导体散热能力强，半导体器件的工作寿命得到有效延长。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例一所述石墨烯增强导热的引线框架结构示意图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为本实用新型实施例二所述石墨烯增强导热的引线框架结构示意图。

图4为图3中B-B向剖视图。

图5为本实用新型实施例三所述石墨烯增强导热的引线框架结构示意图。

图6为图5中C-C向剖视图。

图1-2中：

1100、散热板；1110、复合散热片；1200、引脚架；1210、中间引脚；1211、第一水平段；1212、第二水平段；1213、引脚弯折段；1220、左引脚；1230、右引脚；1240、连接杆；

图3-4中：

2100、散热板；2110、复合散热片；2120.引脚连接槽；2200、引脚架；2210、中间引脚；2211、第一水平段；2212、第二水平段；2213、引脚弯折段；2220、左引脚；2230、右引脚；2240、连接杆；

图5-6中：

3100、散热板；3110、复合散热片；3120、石墨烯散热层；3200、引脚架； 3210、中间引脚；3211、第一水平段；3212、第二水平段；3213、引脚弯折段； 3220、左引脚；3230、右引脚；3240、连接杆。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图2所示，本实施例提供一种石墨烯增强导热的引线框架，包括散热板1100、引脚架1200，所述散热板1100具有采用石墨烯-铜复合材料板材制成的复合散热片1110，所述引脚架1200采用铜制成，所述引脚架1200的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板1100焊接连接。

本方案中散热板1100采用石墨烯-铜的复合材料制成，大幅度提高产品的散热性能，同时引脚部分采用引线框架常规材料，便于后期弯脚成型加工。

具体的，本实施例中所述散热板1100具有靠近所述引脚架1200的引脚连接端，所述引脚架1200的至少一个引脚通过电阻焊的方式焊接在所述引脚连接端的表面。

所述引脚架1200包括中间引脚1210以及设置在中间引脚1210两侧的左引脚1220以及右引脚1230，所述左引脚1220、所述中间引脚1210、所述右引脚 1230平行设置，所述左引脚1220以及所述右引脚1230分别通过连接杆1240与所述中间引脚1210固定连接。

所述中间引脚1210具有第一水平段1211和第二水平段1212，所述第一水平段1211与所述第二水平段1212之间通过引脚弯折段1213连接，所述第二水平段1212远离所述第一水平段1211的端部与所述散热板1100焊接连接。

同时，本实施例中还提供一种功率半导体元件，其包括如上所述的石墨烯增强导热的引线框架。采用本方案所述的石墨烯增强导热的引线框架的功率半导体元件散热能力强，半导体器件的工作寿命得到有效延长。

实施例二：

如图3、4所示，本实施例提供一种石墨烯增强导热的引线框架，包括散热板2100、引脚架2200，所述散热板2100具有采用石墨烯-铜复合材料板材制成的复合散热片2110，所述引脚架2200采用铜制成，所述引脚架2200的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板2100焊接连接。

于本实施例中所述散热板2100具有靠近所述引脚架2200的引脚连接端，所述引脚连接端上设置有引脚连接槽2120，所述引脚架2200的至少一个引脚于所述引脚连接槽2120中与所述散热板2100焊接连接。

所述引脚架2200包括中间引脚2210以及设置在中间引脚2210两侧的左引脚2220以及右引脚2230，所述左引脚2220、所述中间引脚2210、所述右引脚 2230平行设置，所述左引脚2220以及所述右引脚2230分别通过连接杆2240与所述中间引脚2210固定连接。所述引脚架2200通过所述中间引脚2210与所述散热板2100焊接，所述中间引脚2210的厚度与所述引脚连接槽2120的深度相同。

通过设置引脚连接槽2120将与散热板2100焊接的中间引脚2210设置在引脚连接槽2120中，可以使得散热板2100的表面平整，便于芯片的设置。

具体的，所述中间引脚2210具有第一水平段2211和第二水平段2212，所述第一水平段2211与所述第二水平段2212之间通过引脚弯折段2213连接，所述第二水平段2212远离所述第一水平段2211的端部与所述散热板2100焊接连接。

同时本实施例中还公开一种功率半导体元件，其包括如上所述的石墨烯增强导热的引线框架。采用本方案所述的石墨烯增强导热的引线框架的功率半导体元件散热能力强，半导体器件的工作寿命得到有效延长。

实施例三：

如图5-6所示，本实用新型实施例提供一种石墨烯增强导热的引线框架，包括散热板3100、引脚架3200，所述散热板3100具有采用石墨烯-铜复合材料板材制成的复合散热片3110，所述引脚架3200采用铜制成，所述引脚架3200 的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板3100焊接连接。

所述散热板3100具有靠近所述引脚架3200的引脚连接端，所述引脚架3200 的至少一个引脚通过电阻焊的方式焊接在所述引脚连接端的表面。

所述引脚架3200包括中间引脚3210以及设置在中间引脚3210两侧的左引脚3220以及右引脚3230，所述左引脚3220、所述中间引脚3210、所述右引脚 3230平行设置，所述左引脚3220以及所述右引脚3230分别通过连接杆3240与所述中间引脚3210固定连接。

所述中间引脚3210具有第一水平段3211和第二水平段3212，所述第一水平段3211与所述第二水平段3212之间通过引脚弯折段3213连接，所述第二水平段3212远离所述第一水平段3211的端部与所述散热板3100焊接连接。所述第二水平段3212包括与所述第一水平段3211宽度相当的连接主体，以及由所述连接主体向两侧延伸的扩展连接部。所述扩展连接部与所述引脚弯折段3213 之间形成有过度斜边。

所述散热板3100还包括石墨烯散热层3120，所述石墨烯散热层3120设置在所述复合散热片3110朝向所述引脚架3200的一侧。

同时本实施例中还提供一种功率半导体元件，其包括如上所述的石墨烯增强导热的引线框架。采用本方案所述的石墨烯增强导热的引线框架的功率半导体元件散热能力强，半导体器件的工作寿命得到有效延长。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，包括散热板、引脚架，所述散热板具有采用石墨烯-铜复合材料板材制成的复合散热片，所述引脚架采用铜制成，所述引脚架的至少一个引脚通过电阻焊的方式与所述散热板焊接连接。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述散热板具有靠近所述引脚架的引脚连接端，所述引脚架的至少一个引脚通过电阻焊的方式焊接在所述引脚连接端的表面。

3.根据权利要求1所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述散热板具有靠近所述引脚架的引脚连接端，所述引脚连接端上设置有引脚连接槽，所述引脚架的至少一个引脚于所述引脚连接槽中与所述散热板焊接连接。

4.根据权利要求3所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述引脚架包括中间引脚以及设置在中间引脚两侧的左引脚以及右引脚，所述左引脚、所述中间引脚、所述右引脚平行设置，所述左引脚以及所述右引脚分别通过连接杆与所述中间引脚固定连接。

5.根据权利要求4所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述引脚架通过所述中间引脚与所述散热板焊接，所述中间引脚的厚度与所述引脚连接槽的深度相同。

6.根据权利要求5所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述中间引脚具有第一水平段和第二水平段，所述第一水平段与所述第二水平段之间通过引脚弯折段连接，所述第二水平段远离所述第一水平段的端部与所述散热板焊接连接。

7.根据权利要求6所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述散热板还包括石墨烯散热层，所述石墨烯散热层设置在所述复合散热片朝向所述引脚架的一侧。

8.根据权利要求7所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述第二水平段包括与所述第一水平段宽度相当的连接主体，以及由所述连接主体向两侧延伸的扩展连接部。

9.根据权利要求8所述的石墨烯增强导热的引线框架，其特征在于，所述扩展连接部与所述引脚弯折段之间形成有过度斜边。

10.一种功率半导体元件，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的石墨烯增强导热的引线框架。

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