CN2697824Y - 功率半导体的散热结构 - Google Patents

Abstract

一种功率半导体的散热结构，在半导体的晶体层表面固设有由铜质材料所制成的导热板，于导热板上布设有与晶体层表面平行的复数孔道，各孔道贯穿导热板以成为引导气流排放的通道，并加速导热板与空气进行热交换，为一结构稳固、体积小、散热效率高以及加工制造容易的散热结构。

Description

功率半导体的散热结构

技术领域

本实用新型涉及一种功率半导体的散热结构，尤其是指一结构稳固、体积小、散热效率高以及加工制造容易的散热结构。

背景技术

举凡工业、家电、电力系统、交通、商业、航空、计算机通讯到军事用途等，都可见到电力电子使用的踪迹，在电力电子技术领域当中，常利用功率半导体元件对交、直流电源加以转换与控制，以期达到各种需求；如图1所示，即为一常见的功率半导体结构示意图，其整体结构基本上由以硅(或锗)为本质材料所制成的晶体层10为主体，并由晶体层10向外延伸必要的电气接脚11，利用电气接脚11构成整体功率半导体与电气电路的接续。

当功率半导体实际运作时会产生高温，进而影响功率半导体的运作效能；也因此，一般功率半导体元件多会预先在晶体层10的表面固设一由铜质材料所制的导热板20，以供使用者依照电路设计的需要加装布满鳍片31的散热器30，由鳍片31增加热源与空气接触的面积，进而达到降低功率半导体温度的目的。

然而，一般功率半导体的散热作用由另一外加于导热板20的散热器30所达成，因此散热器30与导热板20之间必需稳固结合，以避免因为散热器30的脱落而造成短路；再者，体积小、密度低、效率更高且有价格竞争优势的交换式电源供应器已是时势所趋，故其中的功率半导体元件亦同样朝向更微小的体积发展，从而将造成外加散热器的困难，亦使所欲外加的散热器加工精度、制造成本增加，因此功率半导体外加散热器的散热结构，已不符体积小、密度低的电气电路所需。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种功率半导体的散热结构，可提高功率半导体的散热效率，降低了制造成本，且不致于有松脱之虞。

本实用新型的技术解决方案是：一种功率半导体的散热结构，其功率半导体于一晶体层向外延伸有复数个电气接脚，以及在晶体层的板面固设有导热板；其中：

该导热板上布设有复数个与晶体层表面平行的孔道，各孔道贯穿导热板，由复数孔道成为引导气流排放的通道，构成适用于微型化功率半导体的散热结构。

如上所述功率半导体的散热结构，其中，该导热板的各孔道以固定的间距纵向配设。

如上所述功率半导体的散热结构，其中，该导热板的各孔道以固定的间距纵向及横向配设。

如上所述功率半导体的散热结构，其中，该导热板的表面设有凹凸沟纹。

如上所述功率半导体的散热结构，其中，该晶体层的两侧表面皆设有导热板。

本实用新型的特点和优点是：本实用新型功率半导体的散热结构，主要在半导体的晶体层表面固设有由铜质材料所制成的导热板，其导热板上布设有与晶体层表面平行的复数孔道，各孔道贯穿导热板，以成为引导气流排放的通道，并籍由复数孔道加速导热板与空气的热交换，在导热板上构成形同散热器的构造，从而克服了现有技术的缺陷，可提升功率半导体的散热效率，导热板直接固设在晶体层的表面，不致于有松脱之虞，且其结构简单，降低了产品制造成本。

附图说明

图1为公知功率半导体的散热结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例的功率半导体散热结构外观立体图。

图3为本实用新型的散热结构另一使用状态参考图。

图4为本实用新型第二实施例的功率半导体散热结构外观立体图。

图5为本实用新型第三实施例的功率半导体散热结构外观立体图。

图6为本实用新型第四实施例的功率半导体散热结构外观立体图。

图7为本实用新型第五实施例的功率半导体散热结构外观立体图。

附图标号说明：

10、晶体层  11、电气接脚  20、导热板  21、孔道

22、凹凸沟纹  30、散热器  31、鳍片

具体实施方式

为了清楚了解本实用新型的结构组成，以及整体运作方式，兹配合附图说明如下：

本实用新型的功率半导体的散热结构，其功率半导体的基本结构如图2所示，同样由以硅(或锗)为本质材料所制成的晶体层10为主体，并由晶体层10向外延伸必要的电气接脚11，以及在晶体层10的表面固设有由铜质材料所制的导热板20；其中，导热板20上布设有复数个与晶体层10表面平行的孔道21，各孔道21以纵向或横向配设的方式贯穿导热板20，因此即可由各孔道21内圈的壁面增加导热板20与空气接触的面积，并成为引导气流排放的通道。

因此，即直接在导热板20上构成形同散热器的结构，使导热板20的热源能够快速排放，加上导热板20本身的热传导作用持续将晶体层10所产生的热源析出/排放，构成一极具散热效率的散热结构；尤其，导热板20直接固设在晶体层10的板面，因此可预先制作既定规格具有孔道21的导热板20，并在功率半导体制造时与之一体成型，不但加工制造成本较低，而且不致于有松脱之虞，亦不致于增加功率半导体太大的体积，而更能迎合功率半导体朝向微小化的设计需求。

另外，一般功率半导体的电气接脚11多由晶体层10的底部向下延伸，而使功率半导体呈直立方式与电气电路构成联结，加上导热板20上各孔道21呈纵向配置，故可由孔道21的纵向贯穿作用做为引导热气向上流通的通道，藉由热气向上流通的物理现象形成烟囱效应，进一步产生加速热源排放及热交换的气流。

如图3所示，有些功率半导体的电气接脚11由晶体层10的旁侧横向延伸再朝向下弯折，而使功率半导体呈横卧方式与电气电路构成联结，本实用新型的散热结构亦适用于此种型式的功率半导体，因为设在晶体层10表面的导热板20同样可经由各孔道21内圈的壁面增加热源与空气接触的面积，并成为引导气流排放的通道。

另外，本实用新型的导热板20上所配设的孔道21配设方式亦可以如图4所示，在导热板20设有呈纵向配置的复数个孔道21，以及复数个呈横向配置的孔道21，由如此的配设方式增加孔道21的配设数量，藉以提升导热板20与空气的接触面积，以及增加散热气流的流通空间。

再者，如图5所示，本实用新型的散热结构可另在导热板20的表面设有凹凸沟纹22，由凹凸沟纹22较原本单纯平整表面所增加的表面积达到辅助热源排放的作用；当然，整体散热结构在必要时，亦可以如图6所示在晶体层10的两侧表面(亦即图式中晶体层的正、反板面)均固设有具有孔道21以及凹凸沟纹22的导热板20，以加强功率半导体的散热效果。

此外，如图7所示，前述导热板20的孔道21旨在做为引导热气流通的通道，并且进一步产生加速热源排放及热交换的气流，故其形状亦可如图所示，以长方形或方形而为之。

虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (5)

1、一种功率半导体的散热结构，其功率半导体于一晶体层向外延伸有复数个电气接脚，以及在晶体层的板面固设有导热板；其特征在于：

该导热板上布设有复数个与晶体层表面平行的孔道，各孔道贯穿导热板，由复数孔道成为引导气流排放的通道，构成适用于微型化功率半导体的散热结构。

2、如权利要求1所述功率半导体的散热结构，其特征在于：该导热板的各孔道以固定的间距纵向配设。

3、如权利要求1所述功率半导体的散热结构，其特征在于：该导热板的各孔道以固定的间距纵向及横向配设。

4、如权利要求1所述功率半导体的散热结构，其特征在于：该导热板的表面设有凹凸沟纹。

5、如权利要求1所述功率半导体的散热结构，其特征在于：该晶体层的两侧表面皆设有导热板。

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