專利名稱：散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，特別涉及到在 散熱器表面電鍍可焊性金屬導熱層，使用低熱阻金屬焊料，將功率元器件與 散熱器焊接在一起，以便使功率元器件工作中所產(chǎn)生的熱量能夠及時地通過 低熱阻金屬、可焊性金屬導熱層傳導給散熱器，實現(xiàn)了從功率元器件到散熱 器之間的低熱阻金屬化熱傳導。(二) 背景技術隨著電子技術的不斷進步，電子元器件日趨小型化，集成度越來越高， 電子元器件工作中所產(chǎn)生的熱量也越來越集中、總量也越來越高。如果沒有 一個好的散熱方式將電子元器件工作中所產(chǎn)生的熱量及時傳導出去，電子元 器件內(nèi)部的溫度將逐漸升高、過熱，其內(nèi)部的應力將增大，性能將降低，壽 命將縮短，甚至會因為過熱而燒毀。所以，電子元器件、尤其是功率元器件 的散熱問題，是一個不容忽視的問題。散熱器與功率元器件之間的傳統(tǒng)熱傳導接合方法是采用導熱硅脂，艮口， 在散熱器與功率元器件之間的接觸表面涂敷導熱硅脂，借以提高功率元器件 與散熱器之間的熱傳導效率。這種方法的缺點是，導熱硅脂的熱傳導系數(shù)還偏低，只有1.5-4.5W/mK，伴隨著電子元器件集成度的不斷提高，其單位體積所產(chǎn)生的熱量也越來越高、越來越集中，通過導熱硅脂來傳導熱量，已經(jīng)無法滿足電子元器件實際應用的需要。因此，提高功率元器件與散熱器之間的熱傳導效率，是亟待解決的問題。 本發(fā)明就是針對這一問題，經(jīng)不斷試驗、完善而提出的一種散熱器與功率元器件之間的新的低熱阻接合方法。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠?qū)⒐β试骷ぷ髦兴a(chǎn)生的熱量快 速傳導出去的功率元器件與散熱器之間的低熱阻接合方法。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括表面電鍍有可焊性金屬導熱層的散熱器、低熱阻金屬焊料。在散 熱器與功率元器件的接合面上電鍍可焊性金屬導熱層，該金屬導熱層可以是 金、銀、錫等，通常選擇錫；如散熱器的體積過大，本發(fā)明可以采用鑲嵌件， 只在鑲嵌件上電鍍上述的可焊性金屬導熱層；在可焊性金屬導熱層上涂敷低 熱阻金屬焊料，該低熱阻金屬焊料可以是錫膏(導熱系數(shù)〉50W/mK)、銀漿 (導熱系數(shù)〉10W/mK)，或其他經(jīng)加熱可以固化還原為金屬的高導熱材料；將功率元器件(包括底部金屬基板)放置于低熱阻金屬焊料涂敷層上，然后，加 溫固化，將功率元器件與散熱器焊接在一起，實現(xiàn)了從功率元器件的金屬散 熱襯底到低熱阻金屬、再經(jīng)過可焊性金屬導熱層到金屬散熱器的低熱阻通道。本發(fā)明的優(yōu)點在于方法簡單、設計合理、成本低廉，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。(四)


圖1本發(fā)明主視圖；圖2本發(fā)明俯視圖；圖3本發(fā)明采用鑲嵌件的主視圖；圖4本發(fā)明采用鑲嵌件的俯視圖。(五)
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作更詳細的描述結(jié)合圖1至圖2，本發(fā)明是散熱器1，表面電鍍f可焊性金屬導熱層2屬焊料3，功率元器件(包括底部金屬基板)4放置于低熱阻金屬焊料3表面。經(jīng)過一定的加溫工藝過程后，功率元器件(包括底部金屬基板)與散熱器被焊接在一起。結(jié)合圖3至圖4，如果散熱器的體積過大，本發(fā)明可以采用鑲嵌件5，是 散熱器l，鑲嵌件5置于散熱器1內(nèi)，并于表面電鍍有可焊性金屬導熱層2， 可焊性金屬導熱層2表面涂有低熱阻金屬焊料3，功率元器件(包括底部金屬 基板)4放置于低熱阻金屬3焊料表面。經(jīng)過一定的加溫工藝過程后，功率元 件與散熱器被焊接在一起。
權(quán)利要求
1.一種散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，由散熱器(1)、可焊性金屬導熱層(2)、低熱阻金屬焊料(3)、功率元器件(4)、鑲嵌件(5)組成，其特征是散熱器(1)與功率元器件(4)的接合面上電鍍有可焊性金屬導熱層(2)，在可焊性金屬導熱層(2)上涂敷低熱阻金屬焊料(3)在低熱阻金屬焊料(3)涂敷層上放置功率元器件(4)，采用適當?shù)募訜峁に囀沟蜔嶙杞饘俸噶?3)固化還原為金屬，將功率元器件(4)與散熱器(1)焊接在一起。
2. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，其 特征在于若散熱器(1)的體積過大，可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，鑲 嵌件(5)與功率元器件(4)的接合面上事先要電鍍?nèi)鐧?quán)利要求1 所述的可焊性金屬導熱層(2)，然后再鑲嵌在散熱器上(1)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，其 特征在于所述的可焊性金屬導熱層(2)的材料可以為金、銀、 錫等，通常選擇錫。
4. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，其特征在于所述的低熱阻金屬焊料(3)可以是錫膏、導熱銀槳或其他經(jīng)高溫可以固化還原為金屬的高導熱材料。
5. 按照權(quán)利要求1所述的散熱器與功率元器件的低熱阻接合方法，其特征在于所述的功率元器件(4)可以是一個，也可以是多個。
全文摘要
本發(fā)明是一種散熱器與功率元器件之間的低熱阻接合方法。散熱器與功率元器件的接合面上電鍍有可焊性金屬導熱層，該導熱層的材料可以是金、銀、錫等，通常選擇錫?？珊感越饘賹釋由贤糠笥械蜔嶙杞饘俸噶?，該焊料可以是錫膏、銀漿，或其他經(jīng)高溫可以固化還原為金屬的高導熱材料。將功率元器件(包括金屬基板)放置于低熱阻金屬焊料涂敷層上，通過適當?shù)募訜峁に囀沟蜔嶙杞饘俸噶瞎袒€原為低熱阻金屬，將功率元器件與散熱器焊接在一起，實現(xiàn)了功率元器件與散熱器之間的低熱阻接合，形成了從功率元器件的散熱襯底、經(jīng)過低熱阻金屬和可焊性金屬導熱層到散熱器的高效率導熱通道。本方法操作簡單，導熱效率高，可有效地提高功率元器件的可靠性。
文檔編號B23K1/20GK101325165SQ200810064988
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者勇 姜, 楊家象, 趙國東 申請人:哈爾濱海格科技發(fā)展有限責任公司