CN213905397U - 一种可快速传热的轻型化半导体模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种可快速传热的轻型化半导体模块，包括P型半导体和N型半导体，包括放热面基板和吸热面基板，所述吸热面基板包括铝板、环氧树脂胶和吸热面导流片，所述铝板与吸热面导流片通过环氧树脂胶连接在一起，所述P型半导体和N型半导体串联后设置在吸热面导流片和放热面基板之间，形成回路。本实用新型提供一种质量轻、弹性好的半导体模块，即在吸热面用铝材替代陶瓷、在铝材和导流片之间用环氧树脂胶粘接，因铝材轻、导热性好，故能保持很好的导热作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及热电模块技术领域，尤其是一种可快速传热的轻型化半导体模块。
背景技术
目前常用的热电模块结构，参考图1，通常由上基板3、下基板11、现有P型半导体6、现有N型半导体7组成，其中上、下基板多为陶瓷片上高温烧结铜导流片而成。由于陶瓷本身的易脆性，所以为安全起见，设计者往往选用较厚的瓷片，以降低热电模块在安装过程中受压而断裂的风险。因此导致热电模块的高度比较高，客户应用时高度方向需留有足够的安装空间，由于厚度厚、模块的重量相对较重。且陶瓷的后续加工的能力低、产品不易回收利用。而各行业的结构器件的发展方向均是趋于小型化、轻量化、可回收性好，故通常的陶瓷热电模块就受到一定的制约，因此有必要研究一种质量轻、厚度薄、便于回收，可以替代陶瓷品的轻型材料。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有半导体模块易碎裂、质量大的局限性，提供一种质量轻、弹性好的半导体模块，即在吸热面用铝材替代陶瓷、在铝材和导流片之间用环氧树脂胶粘接，因铝材轻、导热性好，故能保持很好的导热作用。
为实现上述目的，提出以下技术方案：
一种可快速传热的轻型化半导体模块，包括P型半导体和N型半导体，包括放热面基板和吸热面基板，所述吸热面基板包括铝板、环氧树脂胶和吸热面导流片，所述铝板与吸热面导流片通过环氧树脂胶连接在一起，所述P型半导体和N型半导体串联后设置在吸热面导流片和放热面基板之间，形成回路。
采用铝材的基板通常设置在半导体模块吸热面一侧。半导体模块工作中，吸热面一侧紧贴被控温物体，吸热面需要能快速的进行温度传递，在吸热面设置铝材，可实现半导体模块的快速传热功能。因为被控温的物体需制冷或加热，热电模块即需冷热切换，热电模块工作中，吸热面一侧紧贴被控温物体，因放热面一侧设置有散热器、故放热面的温度会得到控制，当切换为加热时、因吸热面一侧没有设置散热器，吸热面的温度就会逐步升高，因此吸热面一侧承受的温度冲击很大，在吸热面的环氧树脂胶就可以有效缓冲热变形应力，从而实现热电模块的冷热交变功能。
作为优选，所述环氧树脂胶具有一定的绝缘强度，其介电强度大于或等于15KV/mm。
作为优选，所述环氧树脂胶的厚度小于等于0.1mm。
作为优选，所述吸热面导流片的厚度范围为0.03mm到0.1mm。本实用新型吸热面导流片的厚度约是原导流片厚度的1/20至1/35。使得吸热面基板的厚度是原常规结构厚度的1/10至1/30，使吸热面基板的质量大大减轻，仅是原结构的1/15至1/20。
作为优选，所述铝板与环氧树脂胶接触的一面设有垂直交错的网格槽。设置网格槽能够存储更多的环氧树脂胶，更加有效缓冲热变形应力。
作为优选，所述网格槽为等腰梯形槽，其窄口朝上。设置等腰梯形槽的目的是在尽量增大铝板与环氧树脂胶的接触面积，使得导热效果更好。
本实用新型的有益效果是：通过在吸热面采用较薄的铝材、环氧树脂胶、和较薄的导流片，吸热面基板的质量大大减轻，仅是原结构的1/15至1/20，同时因铝材的良好导热性，可形成快速传热的轻量化半导体模块。
附图说明
图1为半导体模块的常规结构示意图；
图2是本实用新型的一种结构示意图；
图3是本实用新型吸热面的吸热面导流片排布示意图；
图4是本实用新型铝板网格槽示意图；
图5是本实用新型吸热面的侧面示意图；
其中：1、P型半导体 2、N型半导体 3、上基板 4、放热面基板 5、吸热面基板 6、现有P型半导体 7、现有N型半导体 8、铝板 9、环氧树脂胶 10、吸热面导流片 11、下基板 12、网格槽。
具体实施方式
实施例：
本实施例提出一种可快速传热的轻型化半导体模块，参考图2，包括P型半导体1和N型半导体2，包括放热面基板4和吸热面基板5，参考图3和图5，吸热面基板5包括铝板8、环氧树脂胶9和吸热面导流片10，铝板8与吸热面导流片10通过环氧树脂胶9连接在一起，P型半导体1和N型半导体2串联后设置在吸热面导流片10和放热面基板4之间，形成回路。环氧树脂胶9具有一定的绝缘强度，其介电强度大于或等于15KV/mm。环氧树脂胶9的厚度小于等于0.1mm。吸热面导流片10的厚度范围为0.03mm到0.1mm。本实用新型吸热面导流片的厚度约是原导流片厚度的1/20至1/35。使得吸热面基板的厚度是原常规结构厚度的1/10至1/30，使吸热面基板的质量大大减轻，仅是原结构的1/15至1/20。
参考图4，铝板8与环氧树脂胶9接触的一面设有垂直交错的网格槽12。设置网格槽能够存储更多的环氧树脂胶，更加有效缓冲热变形应力。网格槽12为等腰梯形槽，其窄口朝上。设置等腰梯形槽的目的是在尽量增大铝板与环氧树脂胶的接触面积，使得导热效果更好。
采用铝材的基板通常设置在半导体模块吸热面一侧。半导体模块工作中，吸热面一侧紧贴被控温物体，吸热面需要能快速的进行温度传递，在吸热面设置铝材，可实现半导体模块的快速传热功能。因为被控温的物体需制冷或加热，热电模块即需冷热切换，热电模块工作中，吸热面一侧紧贴被控温物体，因放热面一侧设置有散热器、故放热面的温度会得到控制，当切换为加热时、因吸热面一侧没有设置散热器，吸热面的温度就会逐步升高，因此吸热面一侧承受的温度冲击很大，在吸热面的环氧树脂胶就可以有效缓冲热变形应力，从而实现热电模块的冷热交变功能。
本实用新型的制作过程如下：
制作放热面基板，其基材为陶瓷，将铜片与陶瓷在高温炉内进行高温烧结而成。
通过蚀刻工艺制作吸热面基板，将铝板、环氧树脂胶和铜片三层材料层压在一起，然后放入蚀刻液槽中，进行蚀刻，通过腐蚀形成吸热面导流片所需图形；
热电模块的装配：
分别在放热面基板的内侧导流片和吸热面基板的吸热面导流片上涂抹一层焊锡；
将P型半导体、N型半导体分别放置到吸热面基板的吸热面导流片的相应位置，再盖上放热面基板；
利用专用治具将放热面基板和吸热面基板夹紧牢固，送到加热设备加热，完成组件焊接工序，最后将这个焊接好的热电模块放在冷却平台上。
Claims (6)
1.一种可快速传热的轻型化半导体模块，包括P型半导体(1)和N型半导体(2)，其特征是，包括放热面基板(4)和吸热面基板(5)，所述吸热面基板(5)包括铝板(8)、环氧树脂胶(9)和吸热面导流片(10)，所述铝板(8)与吸热面导流片(10)通过环氧树脂胶(9)连接在一起，所述P型半导体(1)和N型半导体(2)串联后设置在吸热面导流片(10)和放热面基板(4)之间，形成回路。
2.根据权利要求1所述的一种可快速传热的轻型化半导体模块，其特征是，所述环氧树脂胶(9)具有一定的绝缘强度，其介电强度大于或等于15KV/mm。
3.根据权利要求1所述的一种可快速传热的轻型化半导体模块，其特征是，所述环氧树脂胶(9)的厚度小于等于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种可快速传热的轻型化半导体模块，其特征是，所述吸热面导流片(10)的厚度范围为0.03mm到0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种可快速传热的轻型化半导体模块，其特征是，所述铝板(8)与环氧树脂胶(9)接触的一面设有垂直交错的网格槽(12)。
6.根据权利要求5所述的一种可快速传热的轻型化半导体模块，其特征是，所述网格槽(12)为等腰梯形槽，其窄口朝上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022889411.4U CN213905397U (zh) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 一种可快速传热的轻型化半导体模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213905397U true CN213905397U (zh) | 2021-08-06 |
Family
ID=77100543
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
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2020
- 2020-12-04 CN CN202022889411.4U patent/CN213905397U/zh active Active
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