CN218274563U - 用于cob的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于cob的封装结构，包括陶瓷基板、设于所述陶瓷基板一侧表面上的金属热沉，以及设于所述陶瓷基板的另一侧表面上的功率器件；所述陶瓷基板朝向所述金属热沉的一面上设有导热凸起，所述金属热沉与所述导热凸起对应处设有与所述导热凸起匹配的凹槽，所述凹槽与所述导热凸起的相对面之间设有间隙；所述陶瓷基板与所述金属热沉的接触面之间开设有导热槽；所述导热槽和所述间隙内均填充有导热界面材料。本实用新型所述封装结构避免了大量包括导热硅胶在内的导热界面材料，缩减了所述导热界面材料的使用量，提升了所述封装结构的导热效率，简化了生产工艺，降低了生产成本，提高了存储及运输的便捷性及装配效率。

Description

用于cob的封装结构

技术领域

本实用新型涉及cob封装技术领域，特别是涉及一种用于cob的封装结构。

背景技术

将陶瓷基板用于cob封装基板时，通常需在陶瓷基板的表面涂覆导热材料，用以弥补陶瓷基板表面在成型过程中形成的细小缝隙、凹穴或凸起等结构缺陷，提升陶瓷基板的导热效果。目前，导热材料大多选用导热硅脂。由于导热硅脂在常温下呈液态，导致涂覆工艺的工序繁杂、生产成本高；且包含有导热硅脂的封装基板的储存要求高、运输不便，与功率器件的装配效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种用于cob的封装结构，所述封装基板的导热效率好、生产工艺简单、生产成本低、存储及运输方便且装配效率高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案，如下所述：

一种用于cob的封装结构，包括陶瓷基板、设于所述陶瓷基板一侧表面上的金属热沉，以及设于所述陶瓷基板的另一侧表面上的功率器件；所述陶瓷基板朝向所述金属热沉的一面上设有导热凸起，所述金属热沉与所述导热凸起对应处设有与所述导热凸起匹配的凹槽，所述凹槽与所述导热凸起的相对面之间设有间隙；所述间隙内填充有导热界面材料。

优选地，所述导热凸起以所述功率器件投影区域的中心为圆心沿径向呈放射状分布；所述导热凸起的制备原料包括规整排列的纳米碳纤维或纳米晶须。

优选地，所述导热凸起的厚度为1-10μm，所述导热凸起的宽度为所述陶瓷基板厚度的0.5-2倍；所述间隙的厚度为1-3μm。

优选地，所述导热凸起设于所述陶瓷基板的表面或部分嵌设于所述陶瓷基板。

优选地，所述陶瓷基板与所述金属热沉的接触面之间开设有导热槽；所述导热槽内亦填充有导热界面材料；所述导热槽沿厚度方向的截面呈梯形，所述导热槽开设于所述陶瓷基板上、或所述导热槽开设于所述金属热沉上、或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉。

进一步优选地，当所述导热槽开设于所述陶瓷基板上或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉时，所述导热槽位于所述陶瓷基板部分的深度不大于所述陶瓷基板厚度的三分之二；当所述导热槽开设于所述金属热沉上或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉时，所述导热槽位于所述金属热沉部分的深度为1-10μm。

优选地，所述陶瓷基板的表面设有缓冲层，所述导热凸起设于所述缓冲层上，所述缓冲层的厚度为1-3μm。

进一步优选地，所述缓冲层为多孔陶瓷缓冲层，所述缓冲层的孔隙率为15-20％。

优选地，所述导热界面材料包括导热硅脂、银浆或锡膏。

优选地，两相邻的功率器件之间设有散热体，且所述散热体避让于所述功率器件。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型所述用于cob的封装结构，通过在陶瓷基板和金属热沉的连接面设置导热凸起以及导热槽，避免了大量涂覆包括导热硅胶在内的导热界面材料，缩减了所述导热界面材料的使用量，保证了陶瓷基板和金属热沉之间的结合稳定性，提升了所述封装结构的导热效率，简化了生产工艺，降低了生产成本，提高了存储及运输的便捷性及装配效率。

附图说明

图1为本实用新型的用于cob的封装结构截面示意图。

其中，1为陶瓷基板、2为金属热沉、21为凹槽、3为功率器件、4为导热凸起、5为导热槽、6为导热界面材料。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

实施例

图1为本实用新型的用于cob的封装结构截面示意图，如图1所示，一种用于cob的封装结构，包括陶瓷基板1、设于所述陶瓷基板1一侧表面上的金属热沉2，以及设于所述陶瓷基板1的另一侧表面上的功率器件3；所述陶瓷基板1朝向所述金属热沉2的一面上设有导热凸起4，所述金属热沉2与所述导热凸起4对应处设有与所述导热凸起4匹配的凹槽21，所述凹槽21与所述导热凸起4的相对面之间设有间隙；所述间隙内填充有导热界面材料6。

作为优选地，填充于所述间隙内的导热界面材料6的体积不大于所述间隙的体积。所述凹槽21对所述导热界面材料6的流动起到限制作用，使得对所述陶瓷基板1和所述金属热沉2的进行压合的过程中，所述导热界面材料6仅在所述凹槽21内流动、不会外溢，且无需在所述陶瓷基板1和所述金属热沉2的整个接触面涂覆所述导热界面材料6，有效地缩减了所述导热界面材料6的使用量，在保证了所述导热界面材料6在满足粘接所述导热凸起4和所述金属热沉2的作用的前提下，减少了所述导热界面材料6的用量，进一步减弱了导热硅脂等导热界面材料6的使用对封装结构的使用带来的不便。

所述导热凸起4的数量大于等于2。所述导热凸起4嵌设于所述凹槽21中，起到了定位作用，保证了所述陶瓷基板1和所述金属热沉2之间的稳固及良好的接触；并且保证了功率器件3-陶瓷基板1-导热凸起4-金属热沉2之间形成的热流路径的有效连接，进而提升了所述封装结构的散热效率。

所述导热凸起4以所述功率器件3投影区域的中心为圆心沿径向呈放射状分布；所述导热凸起4的制备原料包括规整排列的纳米碳纤维或纳米晶须。规整排列的纳米碳纤维或纳米晶须，增加了热流流通的方向性，进而提升了散热效率。

所述导热凸起4的厚度为1-10μm。为了便于加工设置及大热流的承载，使得所述导热凸起4的宽度为所述陶瓷基板1厚度的0.5-2倍；所述间隙的厚度为1-3μm。需要说明的是，本实用新型中所述厚度和深度均指的是沿与所述陶瓷基板1的平面垂直的方向，所述宽度指的是与所述陶瓷基板1平面平行的方向。

如图1所示，所述导热凸起4设于所述陶瓷基板1的表面或部分嵌设于所述陶瓷基板1。作为可选地，所述导热凸起4沿厚度方向的截面形状呈梯形或方形。

所述陶瓷基板1与所述金属热沉2的接触面之间开设有导热槽5；所述导热槽5内亦填充有导热界面材料6；所述导热槽5沿厚度方向的截面呈梯形，所述导热槽5开设于所述陶瓷基板1上、或所述导热槽5开设于所述金属热沉2上、或所述导热槽5两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板1和所述金属热沉2。

所述导热槽形成了热流疏散通道，加快了热流由陶瓷基板1向金属热沉2的导通，提升了导热效率；同时填充于所述导热槽内的导热界面材料6亦对所述陶瓷基板1和所述金属热沉2起到粘接作用，增加了所述陶瓷基板1与所述金属热沉2之间的连接牢固度。

当所述导热槽5开设于所述陶瓷基板1上或所述导热槽5两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板1和所述金属热沉2时，所述导热槽5位于所述陶瓷基板1部分的深度不大于所述陶瓷基板1厚度的三分之二。在优选的厚度范围内，保留了所述陶瓷基板1的强度、避免了所述陶瓷基板1的结构损坏的同时最大限度地增加了导热效率，并且所述导热槽沿厚度方向的截面呈梯形，增加了导热界面材料6与所述陶瓷基板1和/或与所述金属热沉2之间的粘合面积，增加了所述陶瓷基板1和所述金属热沉2之间的连接稳定性，进一步保证了热流路径的部件之间的有效连接，形成散热通道，保证了热流的快速导出。

当所述导热槽5开设于所述金属热沉2上或所述导热槽5两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板1和所述金属热沉2时，所述导热槽5位于所述金属热沉2部分的深度为1-10μm。

具体地，所述导热槽5开设于所述陶瓷基板1上，即所述导热槽5单独开设于所述陶瓷基板1上，所述导热槽5的开口朝向所述金属热沉2，此时所述导热槽5位于所述陶瓷基板部分的深度，即所述导热槽5的整体深度，不大于所述陶瓷基板1厚度的三分之二；当所述导热槽5开设于所述金属热沉2上，即所述导热槽5单独开设于所述金属热沉上，此时所述导热槽5的开口朝向所述陶瓷基板，此时所述导热槽5位于所述金属热沉2部分的深度，即所述导热槽5的整体深度，为1-10μm。

如图1所示，作为优选地，本实用新型实施例中，所述导热槽5的两两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板1和所述金属热沉2。即所述导热槽5包括设于所述陶瓷基板1上的第一导热槽以及设于所述金属热沉2上的第二导热槽，所述第一导热槽和所述第二导热槽开口对向设置且所述第一导热槽和所述第二导热槽围成的导热槽5的形状呈梯形，所述第一导热槽的深度不大于所述陶瓷基板1厚度的三分之一，所述第二导热槽的深度为1-10μm。作为可选地，所述第一导热槽的底面积小于所述第二导热槽的底面积，或者所述第一导热槽的底面积大于所述第二导热槽的底面积。

所述陶瓷基板1的表面设有缓冲层，所述导热凸起4设于所述缓冲层上，所述缓冲层的厚度为1-3μm。所述陶瓷基板1选用致密陶瓷，所述缓冲层的孔隙率小于所述陶瓷基板1的孔隙率，所述缓冲层的设置避免了因所述陶瓷基板1和所述金属热沉2的材质不同，即热膨胀系数不同而形成应力集中，导致陶瓷基板1开裂或金属热沉2翘曲的发生，保证了本实用新型所述封装结构的使用稳定性及可靠性。

所述缓冲层为多孔陶瓷缓冲层，所述缓冲层的孔隙率为15-20％。

所述导热界面材料6包括导热硅脂、银浆或锡膏。作为优选地，为了减少所述导热硅脂的用量，所述导热界面材料6包括银浆或锡膏。

两相邻的功率器件3之间设有散热体，且所述散热体避让于所述功率器件3，用以提升散热效率的同时避免短路。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于cob的封装结构，包括陶瓷基板、设于所述陶瓷基板一侧表面上的金属热沉，以及设于所述陶瓷基板的另一侧表面上的功率器件；其特征在于：所述陶瓷基板朝向所述金属热沉的一面上设有导热凸起，所述金属热沉与所述导热凸起对应处设有与所述导热凸起匹配的凹槽，所述凹槽与所述导热凸起的相对面之间设有间隙；所述间隙内填充有导热界面材料。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述导热凸起以所述功率器件投影区域的中心为圆心沿径向呈放射状分布；所述导热凸起的制备原料包括规整排列的纳米碳纤维或纳米晶须。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述导热凸起的厚度为1-10μm，所述导热凸起的宽度为所述陶瓷基板厚度的0.5-2倍；所述间隙的厚度为1-3μm。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述导热凸起设于所述陶瓷基板的表面或部分嵌设于所述陶瓷基板。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述陶瓷基板与所述金属热沉的接触面之间开设有导热槽；所述导热槽内亦填充有导热界面材料；所述导热槽沿厚度方向的截面呈梯形，所述导热槽开设于所述陶瓷基板上、或所述导热槽开设于所述金属热沉上、或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉。

6.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：当所述导热槽开设于所述陶瓷基板上或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉时，所述导热槽位于所述陶瓷基板部分的深度不大于所述陶瓷基板厚度的三分之二；当所述导热槽开设于所述金属热沉上或所述导热槽两端的槽底分别延伸至所述陶瓷基板和所述金属热沉时，所述导热槽位于所述金属热沉部分的深度为1-10μm。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述陶瓷基板的表面设有缓冲层，所述导热凸起设于所述缓冲层上，所述缓冲层的厚度为1-3μm。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于：所述缓冲层为多孔陶瓷缓冲层，所述缓冲层的孔隙率为15-20％。

9.根据权利要求1或5所述的封装结构，其特征在于：所述导热界面材料包括导热硅脂、银浆或锡膏。

10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：两相邻的功率器件之间设有散热体，且所述散热体避让于所述功率器件。

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