CN220138307U - 扁平化二极体框架 - Google Patents

Abstract

扁平化二极体框架。涉及半导体技术领域。包括：主框体，呈板状，中部设有镂空部；金属板，设有若干，分别均布设置在所述镂空部内，并通过连筋与所述主框体固定连接；所述金属板的端部设有与芯片连接的斜面。所述金属板为负极金属板，与芯片连接的斜面为负极上斜面；所述负极上斜面上设有与芯片适配的安装位。本实用新型正极金属板和负极金属板的铜片面积可以增加到很大，而不用担心受到铜片厚度的影响，理论上提高了铜材散热的上限，同时因为两端铜板都是和芯片直接接触（紧间隔了一层焊料），使正极和负极都拥有等量的散热效率，基本上实现了散热面积的充分利用，成本利用率比较高。

Description

扁平化二极体框架

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其设计扁平化二极体框架。

背景技术

当前，太阳能光伏发电技术已成为最有潜力的可再生技术之一，其主要是通过将太阳能辐射光能储存到太阳能电池中，从而产生电能。与其他的电力系统发电相比，其产生电能的过程更为简单，其主要是通过将太阳光能中的光子转变为电子，进行产生电能，不仅能够保护环境，同时还能杜绝资源浪费，同时由于太阳光分布范围较为广泛，因此对其进行开发和利用是十分便捷的。太阳能光伏发电系统在运行的过程中，当其中有一片电池片被遮挡时，这片电池片不发电就作为负载消耗其他电池片产生的电能，时间过长必然导致组件烧毁，所以为了使组件不被损坏，必须在其两端并联一颗旁路二极体，被遮挡时让电流从二极体正向流过，从而保护组件。

光伏旁路二极体安装在接线盒中，能够保护组件在发生光斑效应时不被损坏，当二极体启动时，组件的短路电流（Isc）从二极体正向流过，二极体会产生温升。早期在组件功率较小时，常规的二极体即可满足温升条件（二极体结温Tj≤200℃），但为了尽快实现平价上网，各大组件厂家推出了高功率组件，从而降低用电成本。

随着短路电流逐渐加大，对二极体性能的要求越来越高，早期的贴片式封装（TO263）已经面临淘汰，如今，各大组件大厂纷纷将二极体的选型转向轴向和定制模块。轴向产品通常由垂直于芯片正、负金属极的引线封装而成；引线因为直径已经达到工艺瓶颈，很难再提高通流能力，随着电流逐渐增加，引线端子已不再适用。

由上表可以看出安全电流与引线半径存在对应关系。

目前的引线直径为2mm，基本是工艺上限，当通断电流大于35A以上时，2.0引线已不再适用，更大直径的引线目前很难造出来，并且随着引线加粗，结构应力会增加很多，依然会面临无法批量生产的问题。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种提高散热性能的扁平化二极体框架。

本实用新型的技术方案是：

扁平化二极体框架，包括：

主框体，呈板状，中部设有镂空部；

金属板，设有若干，分别均布设置在所述镂空部内，并通过连筋与所述主框体固定连接；所述金属板的端部设有与芯片连接的斜面。

具体的，所述金属板为负极金属板，与芯片连接的斜面为负极上斜面；所述负极上斜面上设有与芯片适配的安装位。

具体的，所述负极金属板的外端部设有负极下斜面。

具体的，所述安装位为安装槽。

具体的，所述安装位位于负极上斜面的中部。

具体的，所述负极上斜面外侧端的夹角为θ角；所述θ角≤45°。

具体的，所述金属板为正极金属板，与芯片连接的斜面为正极下斜面。

具体的，所述正极下斜面上设有与芯片连接的弧形凸起。

具体的，所述正极金属板的外端部设有正极上斜面。

具体的，所述正极金属板的中部与芯片连接。

本实用新型有益效果：

与主框体连接的金属板（包括正极金属板或负极金属板）与芯片连接的端部采用斜面设计结构，因此正极金属板和负极金属板的铜片面积可以增加到很大，而不用担心受到铜片厚度的影响，理论上提高了铜材散热的上限，同时因为两端铜板都是和芯片直接接触（紧间隔了一层焊料），使正极和负极都拥有等量的散热效率，基本上实现了散热面积的充分利用，成本利用率比较高。

附图说明

图1是主框体与正极金属板连接结构示意图，

图2是主框体与负极金属板连接结构示意图，

图3是负极金属板立体结构示意图，

图4是正极金属板立体结构示意图，

图5是负极金属板、芯片、正极金属板连接状态剖面结构示意图，

图6是芯片设置于负极金属板上侧部结构示意图，

图7是垂直作用力F分解结构示意图，

图8是平行作用力F分解结构示意图，

图中100是负极金属板，110是负极上斜面，120是安装位，130是负极下斜面，

200是正极金属板，210是正极下斜面，220是正极上斜面，

300是芯片，

400是塑封体，

500是主框体，510是正极定位孔，520是负极定位孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

本实用新型如图1-8所示；

扁平化二极体框架，包括：

主框体500，呈板状，中部设有镂空部；主框体500上设有若干定位孔，即负极金属板100上设有负极定位孔520，正极金属板200上设有正极定位孔510；

金属板，设有若干，分别均布设置在所述镂空部内，并通过连筋与所述主框体500固定连接；所述金属板的端部设有与芯片300连接的斜面。

进一步限定为负极金属板100：

所述金属板为负极金属板100，与芯片300连接的斜面为负极上斜面110；所述负极上斜面110上设有与芯片300适配的安装位120。

所述负极金属板100的外端部设有负极下斜面130。

所述安装位120为安装槽。

所述安装位120位于负极上斜面110的中部。

所述负极上斜面110外侧端的夹角为θ角；所述θ角≤45°。本案中芯片300的上表面与负极上斜面110平行，即参照图6所示，芯片300上表面与水平面之间的夹角为θ角。呈θ角的结构设计，施加于产品平行或者垂直的力F传递到芯片300时，会被分解为Fa和Fb，如图7-8所示：

参照图7所示，图中垂直作用力F被分解为垂直于芯片300的Fa=Fcosθ，平行于芯片300的Fb=Fsinθ；图中Fa为正压力，Fb为剪切力。

参照图8所示，图中平行作用力F被分解为平行于芯片300的Fa=Fcosθ，垂直于芯片300的Fb=Fsinθ；图中Fa为剪切力，Fb为正压力。

Fa和Fb均小于F的原始力，所以对芯片300受力有更好的缓冲作用。

θ角45°是芯片能被装载的最大角度，此时摩擦力和承载力相等，如果角度更大，承载力逐渐降低，芯片会因为自重下沉，影响装配质量。另外，因为铜材厚度和芯片的相对尺寸差距较大，实际的θ角会很小，不会出现承载力很小的情况，并且θ角越小越好，工艺允许的情况下，更小的θ角将有更薄的结构，对芯片的影响更小。

进一步限定为正极金属板200：

所述金属板为正极金属板200，与芯片300连接的斜面为正极下斜面210。

所述正极下斜面210上设有与芯片300连接的弧形凸起。

所述正极金属板200的外端部设有正极上斜面（220）。

所述正极金属板200的中部与芯片300连接。

芯片300的N面与负极金属板100连接，正极金属板200与芯片300的P面焊接，正极金属板200焊接完成后，将塑封体400包裹于芯片上。

芯片300焊接区域因上下分别呈斜面，因此正极金属板200和负极金属板100的铜片面积可以增加到很大，而不用担心受到铜片厚度的影响，理论上提高了铜材散热的上限，同时因为两端铜板都是和芯片300直接接触（仅间隔了一层焊料），使正极和负极都拥有等量的散热效率，基本上实现了散热面积的充分利用，成本利用率比较高。

对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：

（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；

（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；

以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.扁平化二极体框架，其特征在于，包括：

主框体（500），呈板状，中部设有镂空部；

金属板，设有若干，分别均布设置在所述镂空部内，并通过连筋与所述主框体（500）固定连接；所述金属板的端部设有与芯片（300）连接的斜面。

2.根据权利要求1所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述金属板为负极金属板（100），与芯片（300）连接的斜面为负极上斜面（110）；所述负极上斜面（110）上设有与芯片（300）适配的安装位（120）。

3.根据权利要求2所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述负极金属板（100）的外端部设有负极下斜面（130）。

4.根据权利要求2所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述安装位（120）为安装槽。

5.根据权利要求2或4所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述安装位（120）位于负极上斜面（110）的中部。

6.根据权利要求2所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述负极上斜面（110）外侧端的夹角为θ角；所述θ角≤45°。

7.根据权利要求1所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述金属板为正极金属板（200），与芯片（300）连接的斜面为正极下斜面（210）。

8.根据权利要求7所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述正极下斜面（210）上设有与芯片（300）连接的弧形凸起。

9.根据权利要求7所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述正极金属板（200）的外端部设有正极上斜面。

10.根据权利要求7所述的扁平化二极体框架，其特征在于，所述正极金属板（200）的中部与芯片（300）连接。