CN219917146U - 晶体管组件及激光设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶体管组件及激光设备，涉及激光治疗技术领域。该晶体管组件包括晶体管本体和散热件，晶体管本体包括芯片导热部及叠设于芯片导热部上的芯片封装部；散热件包括朝向晶体管本体的导热面，导热面包括与芯片导热部接触式固定连接的第一导热区域及贴设于芯片封装部的第二导热区域。该激光设备包括上述晶体管组件。该晶体管组件能够在芯片导热部和散热件的共同导热、散热作用下，快速、有效地对芯片封装部进行散热、降温，从而确保芯片封装部内芯片的稳定运行，相应确保晶体管本体及采用该晶体管组件的激光设备的正常运行。

Description

晶体管组件及激光设备

技术领域

本实用新型涉及激光治疗技术领域，具体而言，涉及一种晶体管组件及激光设备。

背景技术

晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能，广泛用于激光设备中。晶体管运行时能够产生大量热量而导致较高的温升，现有晶体管一般包括用于封装芯片的芯片封装部和用于对芯片进行散热以降低其运行温度的芯片导热部，然而现有芯片导热部对芯片的散热效果较差，芯片封装部仍然堆积大量热量无法散出，从而导致芯片运行稳定性较差，严重的甚至导致芯片过热损坏，进而影响晶体管及激光设备的正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种晶体管组件及激光设备，以解决现有芯片导热部对芯片的散热效果较差，导致芯片运行稳定性较差甚至会过热损坏，进而影响晶体管本体及激光设备正常使用的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种晶体管组件，包括晶体管本体和散热件，所述晶体管本体包括芯片导热部及叠设于所述芯片导热部上的芯片封装部；所述散热件包括朝向所述晶体管本体的导热面，所述导热面包括与所述芯片导热部接触式固定连接的第一导热区域及贴设于所述芯片封装部的第二导热区域。

可选地，所述散热件包括导热体和第一散热片，所述导热体包括所述导热面及与所述导热面相背的散热面，所述第一散热片贴设于所述散热面。

可选地，所述导热体包括连接的第一导热段和第二导热段，所述第一导热段和所述第二导热段呈相互垂直设置。

可选地，所述第一导热段背离所述第二导热段的端面作为所述第一导热区域，所述第二导热区域包括所述第二导热段的内侧壁面。

可选地，所述芯片导热部包括连接区，所述连接区向外凸出于所述芯片封装部形成台阶面，所述第一导热区域与所述台阶面接触式固定连接，所述第二导热区域贴设于所述芯片封装部的顶壁面。

可选地，所述导热体与所述芯片封装部的贴设区域填充有导热硅脂。

可选地，所述导热体的厚度大于等于1mm。

可选地，所述晶体管组件还包括PCB板，所述PCB板包括设有导热孔并贴设有导热层的安装区，所述芯片导热部背离所述芯片封装部的一侧贴设于所述导热层。

可选地，所述晶体管组件还包括第二散热片和散热风扇，所述第二散热片贴设于所述安装区背离所述导热层一侧，所述散热风扇配置为朝向所述散热件和所述第二散热片。

本实用新型还提供了一种激光设备，包括上述晶体管组件。

本实用新型提供的晶体管组件，其中，晶体管本体作为发热元件，其芯片封装部内封装有芯片，晶体管本体运行时，芯片产生大量热量而导致其温度升高，一方面，由于芯片导热部的连接区与散热件导热面的第一导热区域之间为接触式连接，因此芯片产生的热量传递至芯片导热部后，芯片导热部能够将热量通过热传导方式高效地传递至散热件，进而经散热件向外散出；则本申请于晶体管本体的芯片导热部处接触式连接散热效率较高的散热件，从而高效地将芯片传递至芯片导热部的热量导出，相应快速、有效地对芯片封装部进行散热、降温，确保芯片封装部内芯片的运行温度为适宜运行的温度，进而提高芯片的运行稳定性，确保晶体管本体的正常使用。另一方面，芯片产生的热量还可以经其封装外壳通过热传导方式经导热面的第二导热区域高效地传递至散热件，且散热件导热面的第二导热区域与芯片封装部相应的封装壁面的热传导面积较大，从而对芯片及芯片封装部进行二次散热，相应提高散热件对芯片封装部的散热效果，进一步确保芯片及晶体管本体的稳定运行。

本实用新型提供的激光设备中，晶体管组件能够在芯片导热部和散热件的共同导热、散热作用下，快速、有效地对芯片封装部进行散热、降温，从而确保芯片封装部内芯片的稳定运行，相应确保晶体管本体及激光设备的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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。

图1为本实用新型提供的晶体管组件的示意图；

图2为本实用新型提供的晶体管组件中芯片封装部向外散热的多条途径。

附图标记说明：

100-晶体管本体；110-芯片封装部；120-芯片导热部；121-连接区；130-引脚；200-散热件；210-导热体；211-第一导热段；212-第二导热段；220-第一散热片；300-导热硅脂；400-导热硅胶；500-PCB板；510-导热孔；600-导热层；700-第二散热片；800-散热风扇。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例提供一种晶体管组件，如图1所示，包括晶体管本体100和散热件200，晶体管本体100包括芯片导热部120和叠设于芯片导热部120上的芯片封装部110；散热件200包括朝向晶体管本体100的导热面，导热面包括与芯片导热部120接触式固定连接的第一导热区域及贴设于芯片封装部110的第二导热区域。

本实施例提供的晶体管组件，其中，晶体管本体100作为发热元件，其芯片封装部110内封装有芯片，晶体管本体100运行时，芯片产生大量热量而导致其温度升高，一方面，由于芯片导热部120的连接区121与散热件200导热面的第一导热区域之间为接触式连接，因此芯片产生的热量传递至芯片导热部120后，芯片导热部120能够将热量通过热传导方式高效地传递至散热件200，进而经散热件200向外散出；则本申请于晶体管本体100的芯片导热部120处接触式连接散热效率较高的散热件200，从而高效地将芯片传递至芯片导热部120的热量导出，相应快速、有效地对芯片封装部110进行散热、降温，确保芯片封装部110内芯片的运行温度为适宜运行的温度，进而提高芯片的运行稳定性，确保晶体管本体100的正常使用。另一方面，芯片产生的热量还可以经其封装外壳通过热传导方式经导热面的第二导热区域高效地传递至散热件200，且散热件200导热面的第二导热区域与芯片封装部110相应的封装壁面的热传导面积较大，从而对芯片及芯片封装部110进行二次散热，相应提高散热件200对芯片封装部110的散热效果，进一步确保芯片及晶体管本体100的稳定运行。

本实施例还提供一种激光设备，包括上述晶体管组件。激光设备中的晶体管组件的芯片封装部110的热量能够经芯片导热部120及其封装外壳两条路径热传导至散热件200，并经散热件200快速向外散出，从而快速、有效地对芯片封装部110进行散热、降温，相应确保芯片封装部110内芯片的稳定运行，进而确保晶体管本体100及激光设备的正常运行。

可选地，本实施例中，如图1所示，散热件200包括导热体210和第一散热片220，导热体210包括上述导热面及与导热面相背的散热面，第一散热片220贴设于散热面。这里是散热件200的其中一种具体形式，晶体管本体100运行时，如图2所示，芯片封装部110内芯片产生的热量一部分传递至芯片导热部120，芯片导热部120进而将热量通过热传导方式经导热面的第一导热区域高效地传递至导热体210；芯片产生的另一部分热量能够通过热传导方式经导热面的第二导热区域高效地传递至导热体210，传递至导热体210的热量随后经较大面积的散热面通过热传导方式高效、大量地传递至第一散热片220，并进而通过散热面积较大、散热效率较高的第一散热片220向外散出，从而确保导热体210向第一散热片220以及第一散热片220向外的热量传递有效性，确保散热件200对芯片的有效散热，使得芯片能够稳定运行，进而确保晶体管本体100及激光设备的稳定、安全运行。

具体地，本实施例中，如图1所示，导热体210包括连接的第一导热段211和第二导热段212，第一导热段211和第二导热段212呈垂直设置设置。第一导热段211和第二导热段212为形状规则的直角折角型，导热体210的形状及尺寸加工精确度能够保证，在确保导热体210与芯片封装部110及芯片导热部120配合连接的基础上，有效降低导热体210的加工难度，相应降低晶体管组件的加工成本。

具体地，本实施例中，第一导热段211背离第二导热段212的端面作为第一导热区域，第二导热区域包括第二导热段212的内侧壁面。这里是导热体210的其中一种具体形式，其中，第一导热段211背离第二导热段212的端面作为第一导热区域接触式固定连接于连接区121，第二导热段212朝向晶体管本体100的内侧壁面作为局部或全部第二导热区域贴合于晶体管本体100相应区域的壁面，晶体管本体100运行时，如图2所示，芯片封装部110内芯片产生的一部分热量传递至芯片导热部120，芯片导热部120进而将热量通过热传导方式高效地经导热体210的第一导热区域传递至第一导热段211；由于第二导热段212通过其内侧壁面的较大传热面积贴设于晶体管本体100的外壁，则芯片产生的另一部分热量能够通过热传导方式经第二导热区域传递至第二导热段212，传递至导热体210的热量随之自散热面通过热传导方式传递至第一散热片220，由于散热面与第一散热片220以较大面积贴合连接，则热量能够经较大面积的散热面通过热传导方式高效、大量地传递至第一散热片220，并进而通过散热面积较大、散热效率较高的第一散热片220向外散出，从而确保导热体210向第一散热片220以及第一散热片220向外的热量传递有效性，确保散热件200对芯片的有效散热，使得芯片能够稳定运行，进而确保晶体管本体100及激光设备的稳定、安全运行。

具体地，芯片导热部120和导热体210均可以采用导热系数较高的铜材料制成；第一散热片220可以采用铝材料制成，且较佳地，第一散热片220可以采用比表面积较大的翅片式散热片，在确保其较大散热面积的基础上占用较小空间，从而减小晶体管本体100的整体体积，提高其结构紧凑性并降低其安装空间要求。

其中，本申请的晶体管组件尤其适用于贴片型大功率MOS管，当然，晶体管本体100也可以为其他具备芯片导热部120且对散热要求较高的晶体管。晶体管本体100采用MOS管时，实际测试中，当芯片封装部110的温度升高至60℃时，第一散热片220的温升与芯片封装部110的温升接近，表征导热体210能够有效传递芯片导热部120的热量、第一散热片220能够有效向外散热，从而有效改善MOS管仅通过芯片导热部120向外散热，散热效率低，导致芯片运行稳定性较差情况的发生。

可选地，本实施例中，如图1所示，芯片导热部120包括连接区121，连接区121向外凸出于芯片封装部110形成台阶面，第一导热区域与台阶面接触式固定连接，第二导热段212的内侧壁面贴设于芯片封装部110的顶壁面。连接区121向外凸出芯片封装部110呈台阶状，第一导热段211和第二导热段212相对弯折且与芯片封装部110相应区域的形状适配，则第一导热段211的端面作为第一导热区域与连接区121的台阶面接触式固定连接，同时第二导热段212的内侧壁面作为第二导热区域的一部分与芯片封装部110的顶壁面贴设，导热体210的形状简单，与晶体管本体100配合形成整体的形状较为规则，且两者的贴设散热面积能够保证。较佳地，第一散热片220可以贴设于第二导热段212的顶壁面，体积较大的第一散热片220能够于水平方向进行延伸，以减少第一散热片220体积较大于竖直方向对其他部件造成的干涉；第一导热段211的内侧壁面可以作为第二导热区域的另一部分与芯片封装部110朝向连接区121一侧的侧壁面贴设，以进一步增大第一导热区域的导热面积，相应进一步提高散热件对芯片封装部的散热效率。

较佳地，导热体210的厚度大于等于1mm。一方面，第一导热段211的端部厚度大于1mm，则第一导热区域与连接区121接触式连接区域的宽度相应也大于1mm，从而确保第一导热区域与连接区121的热传导面积，以保证芯片导热部120与第一导热段211之间的热传导效率，相应确保散热件200对芯片封装部110的散热效果；另一方面，导热体210的厚度较大，能够容积的热量较多，相应能够对芯片导热部120进行快速、高效的降温，从而提高第一导热段211经芯片导热部120对芯片封装部110的散热效果，进一步确保芯片、晶体管本体100及激光设备的稳定运行。具体地，第一导热段211与连接区121可以通过焊接实现接触式连接，且能够保证两者的连接牢固度及稳定性。

本实施例中，如图1所示，导热体210与芯片封装部110的贴设区域均填充有导热硅脂300。导热硅脂300能够对第一导热段211和第二导热段212的导热面与芯片封装部110相应的散热壁面之间的贴合缝隙进行填充，以提高两者之间的热传导系数，相应提高导热体210对芯片封装部110的热量传导效率，从而提高散热件200对芯片封装部110的散热效果，确保芯片、晶体管本体100及激光设备的稳定运行。当然，在其他一些实施例中，也可以选用其他能够对导热体210与芯片封装部110贴设区域缝隙进行填充的导热材质，并不限定于上述导热硅脂300。

类似地，本实施例中，如图1所示，第一散热片220与第二导热段212之间可以通过导热硅胶400粘接。导热硅胶400能够对第一散热片220与第二导热段212连接区域的缝隙进行填充，从而提高两者的热传导系数，相应确保第一散热片220经导热体210和芯片导热部120对芯片封装部110的散热效果；此外，导热硅胶400还能够对第一散热片220和第二导热段212起到胶粘作用，在提高两者热传导系数的基础上，还能够确保两者的连接牢固度，无需额外对两者进行连接，从而提高两者的组装便捷度。

可选地，本实施例中，如图1所示，晶体管组件还可以包括PCB板(Printed circuitboards，印刷电路板)500，PCB板500包括设有导热孔510并贴设有导热层600的安装区，芯片导热部120背离所述芯片封装部110的一侧贴设于导热层600。PCB板500为激光设备中的控制电路板，PCB板500的局部区域划分为安装区，在安装区的板体设置贯穿板体的导热孔510，并在PCB板500朝向晶体管本体100的一侧贴设有导热层600，晶体管本体100的芯片导热部120贴设于导热层600；晶体管本体100运行时，如图2所示，芯片封装部110传递至芯片导热部120的热量通过热传导方式传递至散热件200的同时，还可以通过热传导方式传递至导热层600，进而经导热孔510和PCB板500向外散出，从而进一步提高对晶体管本体100的散热效果，相应进一步确保晶体管本体100及激光设备的运行稳定性。具体地，导热层600可以为铜箔，导热孔510的孔内可以套设有铜筒，且铜筒的端部与铜箔接触式连接，则芯片导热部120传递至铜箔的热量能够一部分经PCB板500向外散出、另一部分则经热传导方式传递至铜筒并向外散出，从而提高铜箔和散热孔对芯片导热部120及芯片封装部110的散热效率，相应进一步确保晶体管本体100及激光设备的运行稳定性和安全性；较佳地，芯片导热部120可以焊接于导热层600以实现两者的贴设。

本实施例中，如图1所示，晶体管本体100还包括引脚130，引脚130连接于芯片封装部110内的芯片并向外延伸，且引脚130接触连接于导热层600。一方面，可以直接对引脚130与相邻元器件进行连接，即可实现对晶体管本体100的芯片与相邻元器件的连接，而无需拆卸封装外壳，从而提高晶体管组件的连接便捷性；另一方面，引脚130为能够导热的金属材料制成，引脚130连接于芯片和导热层600之间，芯片运行时，如图2所示，芯片产生的热量还可以通过热传导方式传递至引脚130并进而传递至导热层600，随后经PCB板500和导热孔510向外散出，从而进一步提高对芯片的散热效率，相应进一步确保晶体管本体100和激光设备的稳定运行。具体地，引脚130可以通过焊接实现与导热层600的接触式连接。

具体地，本实施例中，如图1所示，PCB板500的安装区背离导热层600的一侧还可以设置第二散热片700。导热层600传递至PCB板500和导热孔510的热量可以以较高的热传导系数传递至第二散热片700，并经第二散热片700向外散出，从而提高PCB板500一侧对芯片导热部120的散热效率，相应进一步提高对芯片封装部110的散热效果，进一步确保晶体管本体100及激光设备的运行稳定性。较佳地，第二散热片700也可以采用铝材料制成，且采用比表面积较大的翅片式散热片。

可选地，本实施例中，如图1所示，晶体管组件还包括散热风扇800，且散热风扇800配置为朝向散热件200和第二散热片700的侧向。散热风扇800可以位于PCB板500延伸方向的一侧，散热风扇800的吹风口朝向PCB板500且吹风区域涉及PCB板500板面的两侧，晶体管本体100运行过程中，开启散热风扇800，散热风扇800朝向晶体管本体100、散热件200和第二散热片700吹风，通过提高空气的流动性以提高上述三者与空气的热对流换热效率，相应提高晶体管本体100自身、散热件200的导热体210和第一散热片220以及第二散热片700向外的对流散热，从而进一步提高对芯片封装部110的散热效果，进一步确保晶体管本体100及激光设备的运行稳定性。

最后，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过程、方法、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过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (9)

1.一种晶体管组件，其特征在于，包括晶体管本体和散热件，所述晶体管本体包括芯片导热部及叠设于所述芯片导热部上的芯片封装部，所述芯片导热部包括连接区，所述连接区向外凸出于所述芯片封装部形成台阶面；所述散热件包括朝向所述晶体管本体的导热面，所述导热面包括与所述台阶面接触式固定连接的第一导热区域及贴设于所述芯片封装部的第二导热区域。

2.根据权利要求1所述的晶体管组件，其特征在于，所述散热件包括导热体和第一散热片，所述导热体包括所述导热面及与所述导热面相背的散热面，所述第一散热片贴设于所述散热面。

3.根据权利要求2所述的晶体管组件，其特征在于，所述导热体包括连接的第一导热段和第二导热段，所述第一导热段和所述第二导热段呈相互垂直设置。

4.根据权利要求3所述的晶体管组件，其特征在于，所述第一导热段背离所述第二导热段的端面作为所述第一导热区域，所述第二导热区域包括所述第二导热段的内侧壁面。

5.根据权利要求4所述的晶体管组件，其特征在于，所述第二导热区域贴设于所述芯片封装部的顶壁面。

6.根据权利要求2所述的晶体管组件，其特征在于，所述导热体与所述芯片封装部的贴设区域填充有导热硅脂。

7.根据权利要求2所述的晶体管组件，其特征在于，所述导热体的厚度大于等于1mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的晶体管组件，其特征在于，所述晶体管组件还包括PCB板，所述PCB板包括设有导热孔并贴设有导热层的安装区，所述芯片导热部背离所述芯片封装部的一侧贴设于所述导热层。

9.一种激光设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的晶体管组件。