CN214672591U - 一种功率器件封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种功率器件封装结构,所述功率器件封装结构包括:电路板,所述电路板具有相对的第一表面和第二表面;位于所述第二表面的第一绝缘导热板;位于所述第一绝缘导热板背离所述电路板表面的功率器件和散热器件;所述散热器件用于对所述功率器件进行散热。应用本实用新型技术方案,在降低成本的同时,有利于提高功率器件的散热能力以及可靠性。

Description

一种功率器件封装结构
技术领域
本实用新型涉及封装技术领域,更具体的说,涉及一种功率器件封装结构。
背景技术
随着科学技术的不断进步,越来越多的电子设备广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中,为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利。电子设备实现各种功能的主要部件是芯片,为了保证芯片的可靠性、使用寿命以及避免外部因素损坏,芯片需要进行封装保护。
功率器件作为芯片领域中一种重要器件,其工作性能受到工作温度影响,如何设置合理的功率器件封装结构以提高散热能力,成为本领域技术人员的研究方向之一。
现有技术中功率器件封装结构散热能力较差,对功率器件的工作性能有较大的影响。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型技术方案提供了一种功率器件封装结构,以解决功率器件的散热能力以及可靠性的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种功率器件封装结构,所述功率器件封装结构包括:
电路板,所述电路板具有相对的第一表面和第二表面;
位于所述第二表面的第一绝缘导热板;
位于所述第一绝缘导热板背离所述电路板表面的功率器件和散热器件,所述散热器件用于对所述功率器件进行散热。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述散热器件具有螺杆,所述功率器件具有引脚;
所述第一绝缘导热板包括贯穿所述第一绝缘导热板的第一通孔和第二通孔;
其中,所述螺杆穿过所述第一通孔后,固定在所述电路板上;所述引脚通过所述第二通孔后,与所述电路板焊接。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述电路板包括贯穿所述电路板的第三通孔和第四通孔,所述第三通孔与所述第一通孔位置对应,所述第四通孔与所述第二通孔位置对应;
所述螺杆穿过所述第一通孔和所述第三通孔后与所述电路板固定;所述引脚穿过所述第二通孔和所述第四通孔,露出所述第一表面;所述引脚焊接于所述第一表面。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述封装结构进一步包括:位于所述功率器件与所述散热器件之间的第二绝缘导热板。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述第二绝缘导热板与所述功率器件之间、以及所述第二绝缘导热板与所述散热器件之间分别设置有导热胶。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述第一绝缘导热板与所述电路板之间、所述第一绝缘导热板与所述功率器件之间、以及所述第一绝缘导热板与所述散热器件之间分别设置有导热胶。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述第二表面具有金属层,所述金属层包括用于和所述功率器件连接的线路,所述金属层与所述第一绝缘导热板热接触。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述金属层与所述第一绝缘导热板直接接触,或通过导热胶接触。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述功率器件通过固定螺丝与所述散热器件固定。
优选的,在上述的功率器件封装结构中,所述第一绝缘导热板是陶瓷基板或碳化硅基板。
通过上述描述可知,本实用新型技术方案提供的功率器件封装结构中,电路板通过位于散热器件与电路板之间的第一绝缘导热板将热量传递至散热器件进行散热,且第一绝缘导热板接触散热器件与电路板,相对的增加了与散热器件以及电路板的接触面积,提高了功率器件的散热能力以及可靠性,降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
需要说明的是,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为一种功率器件封装结构的主视图;
图2为一种功率器件封装结构的左视图;
图3为本实用新型实施例提供的一种功率器件封装结构的主视图;
图4为本实用新型实施例提供的一种功率器件封装结构的左视图;
图5为本实用新型实施例提供的一种第一绝缘导热板背离电路板的表面的俯视图;
图6为本实用新型实施例提供的一种第一绝缘导热板朝向电路板的表面的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
正如背景技术中描述的,功率器件需要进行封装保护,形成功率器件封装结构。功率器件工作性能受到工作温度的影响,因此需设置合理的功率器件封装结构以提高散热能力。
参考图1和图2,图1为一种功率器件封装结构的主视图,图2为一种功率器件封装结构的左视图。所示功率器件的封装结构包括:电路板11,具有贯穿所述电路板11的第一通孔111和第二通孔112;位于所述电路板一侧的散热器件21和功率器件31,所述散热器件具有螺杆211,所述功率器件具有引脚311。
其中,所述引脚311通过所述第一通孔111后,与所述电路板11焊接;所述螺杆211通过所述第二通孔112后,与所述电路板11固定。
所述功率器件31通过固定螺丝81固定在所述散热器件21上。在紧凑型模组中,由于操作空间有限,无法将所述功率器件31和散热器件21插入所述电路板11之后再通过固定螺丝81固定,而是需要设计定位工装,所述功率器件31和所述散热器件21在定位工装中固定位置,再通过固定螺丝81固定后从定位工装中取出,插入所述电路板11中进行焊接固定。但在多个器件同时插入时,容易出现通孔与引脚和螺杆对不准确的情况,增加了工艺难度以及制作成本。
如图1所示,功率器件封装结构进一步包括位于所述功率器件31和所述散热器件21之间的绝缘导热板41,所述绝缘导热板41与所述功率器件31之间以及所述绝缘导热板41与所述散热器件21之间具有导热胶51。所述散热器件21通过所述绝缘导热板41对所述功率器件31进行散热。
上述技术功率器件封装结构进一步还包括位于所述功率器件31与所述电路板11之间的绝缘套管7,所述绝缘套管7至少容纳部分所述引脚311,并接触所述功率器件31和所述电路板11。
其中,所述绝缘套管7用以满足功率器件在高压应用时所需的爬电距离以及解决耐压不够的问题,采用所述绝缘套管7形成封装结构,进一步增加了工艺难度以及制作成本。
而且所述散热器件21为高压侧,需和所述电路板11保证绝缘,因此所述散热器件21和所述电路板11不能直接接触,故而所述散热器件21通过支撑螺柱6与所述电路板11隔开。
其中,所述支撑螺柱6位于所述散热器件21与所述电路板11之间,且至少容纳部分所述螺杆211,并接触所述散热器件21和所述电路板11。但所述支撑螺柱6的支撑面积较小,振动等级较低,可靠性较差,采用所述支撑螺柱6形成封装结构,进一步增加了工艺难度以及制作成本。
同时所述电路板11在回路电流较大时,只能通过所述电路板11的上下表面空气散热,散热效率较低,限制电流输出能力,进而影响功率器件的工作性能。
为解决上述技术功率器件封装结构中的问题,本实用新型实施例提供了一种功率器件封装结构,所述功率器件封装结构包括:
电路板,所述电路板具有相对的第一表面和第二表面;
位于所述第二表面的第一绝缘导热板;
位于所述第一绝缘导热板背离所述电路板表面的功率器件和散热器件,所述散热器件用于对所述功率器件进行散热。
本实用新型技术方案提供的功率器件封装结构中,电路板通过位于散热器件与电路板之间的第一绝缘导热板将热量传递至散热器件进行散热,且第一绝缘导热板接触散热器件与电路板,相对的增加了与散热器件以及电路板的接触面积,提高了功率器件的散热能力以及可靠性,降低了成本。
以上是本申请的核心思想,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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,本领域普通技术人员在没有做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。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
参考图3和图4,图3为本实用新型实施例提供的一种功率器件封装结构的主视图,图4为本实用新型实施例提供的一种功率器件封装结构的左视图。所述封装结构包括:
电路板12,所述电路板12具有相对的第一表面和第二表面;位于所述第二表面的第一绝缘导热板42;位于所述第一绝缘导热板42背离所述电路板12表面的功率器件32和散热器件22,所述散热器件22用于对所述功率器件32进行散热。
增加所述第一绝缘散热板42,一方面,提高了散热性能。另一方面,通过所述第一绝缘散热板42实现上述绝缘套管7和支撑螺柱6的功能,无需设置绝缘套管7和支撑螺柱6。所述第一绝缘散热板42为整体板状结构,相对于多个独立的绝缘套管和多个独立的支撑螺柱,安装工艺更加简单,制作成本低。
所述散热器件22具有螺杆221,所述功率器件32具有引脚321;所述第一绝缘导热板42包括贯穿所述第一绝缘导热板42的第一通孔421和第二通孔422。
其中,所述螺杆221穿过所述第一通孔421后,固定在所述电路板12上;所述引脚321通过所述第二通孔422后,与所述电路板12焊接。
在所述封装结构中,所述第一通孔421定位所述螺杆221,所述第二通孔422定位所述引脚321,无需额外的定位工装固定功率器件,降低了生产安装成本。所述引脚321穿过所述第二通孔422,相邻引脚之间通过所述第一绝缘导热板42进行绝缘,无需上述技术中的绝缘套管7,降低了工艺成本。所述螺杆221通过所述第一通孔421,且所述第一绝缘导热板42接触所述散热器件22和所述电路板12,无需上述技术中的支撑螺栓6,所述散热器件22加工更简单,降低了成本。
所述电路板12包括贯穿所述电路板12的第三通孔121和第四通孔122,所述第三通孔121与所述第一通孔421位置对应,所述第四通孔122与所述第二通孔422位置对应。所述螺杆221穿过所述第一通孔421和所述第三通孔121后与所述电路板12固定;所述引脚321穿过所述第二通孔422和所述第四通孔122,露出所述第一表面。所述引脚321焊接于所述第一表面。
如上述,只要设置好所述第三通孔121与所述第一通孔421的对应关系以及所述第四通孔122与所述第二通孔422位置对应关系,当通过所述第一绝缘导热板42安装固定好所述功率器件32和所述散热器件22后,可以直接通过通孔对位关系安装电路板12,操作简单。
如图3所述,所述封装结构进一步包括:位于所述功率器件32与所述散热器件22之间的第二绝缘导热板43。所述散热器件22通过所述第二绝缘导热板43对所述功率器件32进行散热,增加了散热能力。
同时所述第二绝缘导热板43与所述功率器件32之间、以及所述第二绝缘导热板43与所述散热器件22分别设置有导热胶52。即所述第二绝缘导热板43朝向所述功率器件32之的表面设置有导热胶52,以实现与所述功率器件32的热接触,所述散热器件22所述第二绝缘导热板43朝向的表面设置有导热胶52,以实现与所述散热器件22的热接触,通过所述52,增加了散热能力。
所述第一绝缘导热板42与所述电路板12之间、所述第一绝缘导热板42与所述功率器件32、以及所述第一绝缘导热板42与所述散热器件22之间分别设置有导热胶52。即所述第一绝缘导热板42背离所述电路板12的表面设置有导热胶52,以通过导热胶52分别实现与所述功率器件32和所述散热器件22的热接触,所述第一绝缘导热板42朝向所述电路板12的表面设置有导热胶52,以通过导热胶52实现与所述电路板12热接触,通过导热胶52实现热接触,以提高散热性能。
其中,所述电路板12通过所述第一绝缘导热板42将热量传递至所述散热器件22进行散热,即通过所述散热器件22风冷或者水冷的良好散热条件带走所述电路板12的热量,增加了散热能力,进而增大了电路板12的电流输出能力。
在所述封装结构中,所述第二表面具有金属层,所述金属层包括用于和所述功率器件32连接的线路,所述金属层与所述第一绝缘导热板42热接触。相对于传统的印刷电路板(PCB),所述金属层无需绿漆涂覆密封,直接露出铜线,便于与所述第一绝缘导热板42接触进行散热,降低了工艺难度以及工艺成本。
同时,所述金属层与所述第一绝缘导热板42直接接触,或通过导热胶52接触。其中,所述导热胶52包括导热硅脂。所述金属层与所述第一绝缘导热板42直接接触,工艺简单,成本较低。而所述金属层通过导热胶52与所述第一绝缘导热板42接触,增加了散热能力。
在所述封装结构中,所述功率器件32通过固定螺丝82固定在所述散热器件22上,增加了所述功率器件32与所述散热器件22的连接强度,进而增加了可靠性。
所述第一绝缘导热板42以及所述第二绝缘导热板43是陶瓷基板或碳化硅基板。陶瓷基板和碳化硅基板的导热性以及绝缘性较好,有利于提高散热能力。
参考图5和图6,图5为本实用新型实施例提供的一种第一绝缘导热板背离电路板的表面的俯视图,图6为本实用新型实施例提供的一种第一绝缘导热板朝向电路板的表面的俯视图。图5中虚线部分为所述第一绝缘导热板42背离所述电路板12的表面上对应所述散热器件22的区域,图6中虚线部分为所述第一绝缘导热板42朝向所述电路板12的表面上对应所述金属层的区域。所述第一绝缘导热板42相对于上述技术的支撑螺栓6增加了与所述散热器件22以及所述电路板12的接触面积,提高了抗振动能力,提高了可靠性。
本实用新型实施例所述的功率器件封装结构中,在所述电路板12与所述散热器件22和所述功率器件32之间设置所述第一绝缘导热板42,代替所述支撑螺柱6以及所述绝缘套管7,无需定位工装进行位置固定,降低工艺流程的复杂度,降低了工艺成本。
并且所述第一绝缘导热板42将所述电路板12产生的热量传递至所述散热器件22进行散热,提高了散热能力,进而增大电路板12电流输出能力。所述第一绝缘导热板42相对于上述技术的支撑螺柱6增加了与所述散热器件22以及所述电路板12的接触面积,提高了抗振动能力,提高了可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进和并列结合的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是,在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种功率器件封装结构,其特征在于,包括:
电路板,所述电路板具有相对的第一表面和第二表面;
位于所述第二表面的第一绝缘导热板;
位于所述第一绝缘导热板背离所述电路板表面的功率器件和散热器件,所述散热器件用于对所述功率器件进行散热。
2.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述散热器件具有螺杆,所述功率器件具有引脚;
所述第一绝缘导热板包括贯穿所述第一绝缘导热板的第一通孔和第二通孔;
其中,所述螺杆穿过所述第一通孔后,固定在所述电路板上;所述引脚通过所述第二通孔后,与所述电路板焊接。
3.根据权利要求2所述的封装结构,其特征在于,
所述电路板包括贯穿所述电路板的第三通孔和第四通孔,所述第三通孔与所述第一通孔位置对应,所述第四通孔与所述第二通孔位置对应;
所述螺杆穿过所述第一通孔和所述第三通孔后与所述电路板固定;所述引脚穿过所述第二通孔和所述第四通孔,露出所述第一表面;所述引脚焊接于所述第一表面。
4.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述封装结构进一步包括:位于所述功率器件与所述散热器件之间的第二绝缘导热板。
5.根据权利要求4所述的封装结构,其特征在于,所述第二绝缘导热板与所述功率器件之间、以及所述第二绝缘导热板与所述散热器件之间分别设置有导热胶。
6.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第一绝缘导热板与所述电路板之间、所述第一绝缘导热板与所述功率器件之间、以及所述第一绝缘导热板与所述散热器件之间分别设置有导热胶。
7.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第二表面具有金属层,所述金属层包括用于和所述功率器件连接的线路,所述金属层与所述第一绝缘导热板热接触。
8.根据权利要求7所述的封装结构,其特征在于,所述金属层与所述第一绝缘导热板直接接触,或通过导热胶接触。
9.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述功率器件通过固定螺丝与所述散热器件固定。
10.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第一绝缘导热板是陶瓷基板或碳化硅基板。
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