專利名稱：一種大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及 一 種大功率半導(dǎo)體器件 的散熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于散熱的問題，現(xiàn)階段的LED路燈多數(shù)是由許多顆甚至上百顆 的小功率LED分散排列組成，其不足點(diǎn)是1、光線穿透力不足；2 、 看似很亮很刺眼，其實(shí)路面光照度不夠；3、許多顆串并聯(lián)組成，電 源轉(zhuǎn)換率較低；4、路面行人重影等等。單顆的大功率LED燈、尤其 是單顆80W以上的路燈是今后發(fā)展的方向，其解決了以上的不足點(diǎn)。 LED、尤其是單顆的大功率LED路燈未能很好地發(fā)展，其很大程度是 由于散熱的問題沒能解決，L ED產(chǎn)生光衰及其壽命短的主要原因是， LED發(fā)光的同時其產(chǎn)生的熱量未能很好的散發(fā)，所以迫切需要更好的 散熱解決方案。
單顆大功率CPIJ、 LED的最佳散熱結(jié)構(gòu)是以發(fā)熱體為中心向周圍 及向上散發(fā)的散熱體結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)即為放射性太陽花結(jié)構(gòu)，其林質(zhì)多 為每合金，所以稱太陽花鉬散熱器?，F(xiàn)在已有的太陽花鋁散熱器的中 心大多以塞銅以及塞熱管為主，其接觸面存在間隙對傳熱有 一 定的影 響，達(dá)不到較高的散熱要求；其次，銅的傳熱性沒有導(dǎo)熱孔的傳熱性 好，且銅的價格較高；單孔大熱管的傳熱面積沒有多根導(dǎo)熱孔的傳熱 面積大。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，所 述散熱結(jié)構(gòu)的中心利用導(dǎo)熱孔代替塞銅及塞熱管，解決了現(xiàn)有技術(shù)中 存在的由于配合精度、傳熱性能等造成的散熱性能不好的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了 一種大功率半導(dǎo)體器件的 散熱結(jié)構(gòu)，包括基體，以及以基體為中心向外呈輻射狀布置的散熱片， 所述散熱片內(nèi)部具有導(dǎo)熱孔，所述基體為外壁帶牙紋上下封閉的空心 簡，所述散熱片上下兩端分別由上密封蓋和下密封蓋密封使所有導(dǎo)熱 孔形成對流封閉的空間，所述下密封蓋內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì)。
其中，所述導(dǎo)熱孔由加工在所述散熱片內(nèi)孔壁上的牙紋齒與所述 基體配合而形成。
其中，所述導(dǎo)熱孔加工在所述散熱片內(nèi)孔上，與所述散熱片一體
其中，所述導(dǎo)熱孔圍繞散熱鰭片根部均勻分布。 其中，所述導(dǎo)熱孔內(nèi)壁經(jīng)噴沙處理。 其中，所述下密封蓋內(nèi)部加工有多個導(dǎo)熱柱。 其中，所述導(dǎo)熱柱經(jīng)過噴沙處理。
其中，所述下密封蓋由 一道以上密封圈與所述散熱體下端密封。
其中，所述下密封蓋由銅或其他高導(dǎo)熱金屬加工而成。
其中，所述下密封蓋與所述散熱體下端焊接密封。
其中，所述下密封蓋由鉬制成。
其中，所述上密封蓋中心具有一抽氣孔。
其中，上密封蓋由鋁合金制成。
其中，所述上密封蓋由 一 道以上密封圈與散熱體上端密封。 其中，所述上密封蓋與所述散熱體上端通過焊接密封。
本實(shí)用新型所提供的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，通過在其中 心開設(shè)導(dǎo)熱孔，消除了塞銅及塞熱管和散熱片之間存在的空隙對傳熱 性能的影響。此外，多個內(nèi)部帶牙紋的導(dǎo)熱孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計增加了傳熱 面積，專用的導(dǎo)熱液以及散熱片使得所述散熱結(jié)構(gòu)散熱性能好，造價
低，適合用于大功率半導(dǎo)體器件如cpu、 Lm)等的散熱。

圖1為本實(shí)用新型第 一 實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型第 一 實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)的下密封蓋； 圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖； 圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。 圖中1、散熱片；2、導(dǎo)熱孔；3、上密封蓋；4、下密封蓋；5、 導(dǎo)熱柱；6、密封圈；7、抽氣孔；8、基體。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不限制本實(shí)用新型的范圍。 熱管的技術(shù)是利用抽真空使得熱管里的液體沸點(diǎn)降低，液體沸騰 把熱量帶走.，液體沸騰轉(zhuǎn)變成氣體，經(jīng)過散熱片的散熱又轉(zhuǎn)變成液體， 熱量經(jīng)過這樣不斷的循環(huán)過程被帶走.。本技術(shù)是根據(jù)熱管的這個原理 形成的，發(fā)熱體直接和傳熱端(下密封蓋)下端接觸，發(fā)熱體產(chǎn)生的 熱量經(jīng)由下密封蓋下端迅速傳至下密封蓋上端致使其所盛的液體沸 騰，液體沸騰轉(zhuǎn)變成氣體，經(jīng)過散熱片的許多導(dǎo)熱孔迅速把熱量傳至 散熱片的上端及所有內(nèi)表面，再傳至外部散熱鰭片由空氣將熱量帶 走.。本結(jié)構(gòu)方案是將熱管的技術(shù)和太陽花鋁散熱片的技術(shù)很好地結(jié)合 起來。太陽花鋁散熱片中心的導(dǎo)熱孔是由多個帶牙紋的導(dǎo)熱齒配合簡 狀基體組成，上下兩端加工好氣體對流空隙后封閉加熱管介質(zhì)，之后 抽真空密封，下端(下密封蓋)由銅或鋁板加工成小散熱片，經(jīng)噴沙 處理然后密封，上端(上密封蓋)由鋁或其他金屬加工好抽氣孔后密 封。
如圖所示為本實(shí)用新型提供的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)， 包括基體8，以及以基體8為中心向外呈輻射狀布置的散熱片1，所述 基體8為封閉的空心簡狀，散熱體上下兩端分別由上密封蓋3和下密封蓋4密封，所述下密封蓋4內(nèi)盛有導(dǎo)熱液，所述散熱結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有若干 導(dǎo)熱孔2，所述導(dǎo)熱孔2由加工在所述散熱片內(nèi)孔壁上的牙紋齒與所述 基體8配合而形成。其中，所述導(dǎo)熱孔2圍繞散熱鰭片根部一圈，所述 導(dǎo)熱孔2的內(nèi)壁經(jīng)噴沙處理。其中，所述下密封蓋4由高純度無氧銅或 者其他高傳熱材料制成，為了增加傳熱面積，在所述下密封蓋4的內(nèi) 部加工有多個導(dǎo)熱柱5，如果必要時還要經(jīng)過噴沙處理。為了提高真 空密封度，釆用兩條高性能的密封圈6，如圖2所示。當(dāng)所述下密封蓋 4的材料選擇鉬時，所述下密封蓋4可以通過焊接的方式與所述散熱體 下端焊接。其中，所述上密封蓋3由鋁合金加工而成，同樣釆用兩條 高性能的密封圈6，所述上密封蓋3中心具有一抽氣孔7，所述抽氣孔7 釆用滴膠密封后由螺絲鎖緊。所述上密封該也可以通過焊接的方式與 所述散熱體上端連接。其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)是由許多種無機(jī)物混合而 成的低沸點(diǎn)無腐蝕材料。其中，所述散熱片l為高傳熱材料制成的鋁 合金散熱片。其中，所述導(dǎo)熱孔2由散熱片1內(nèi)部帶牙紋的齒及簡狀基 體8配合組成。為了增大傳熱面積使得氣體能充分得到冷卻，導(dǎo)熱孔2 內(nèi)壁有許多小牙紋，如果必要，還可以進(jìn)行噴沙處理。為了增加與散 熱鰭片傳熱面積及傳熱速度，導(dǎo)熱孔2盡可能地貼近散熱鰭片，如圖 所示，所有導(dǎo)熱孔2圍繞散熱鰭片根部一圈均勻分布。導(dǎo)熱孔2除了可 以排列成圓形外，還可以根據(jù)情況具體選擇排列成方形或者其他形 狀。如圖3所示為所述散熱結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。由該圖可以清晰地看 出所述散熱片內(nèi)孔壁上的牙紋齒與基體8配合所形成的導(dǎo)熱孔2。所述 導(dǎo)熱介質(zhì)由許多無機(jī)物混合組成，與普通導(dǎo)熱液相比沸點(diǎn)較低、導(dǎo)熱 速度快且對鋁材無腐蝕及滲透。所述鋁合金散熱片用高導(dǎo)電、導(dǎo)熱的 散熱專用材料擠壓加工而成，確保本結(jié)構(gòu)在導(dǎo)熱快的同時散熱也快。
如圖4所示為本實(shí)用新型的另 一 種大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié) 構(gòu)，包括基體8，以及以基體8為中心向外呈輻射狀布置的散熱片1，所述散熱片1與基體8通過散熱片導(dǎo)熱孔連接，所述基體8為空心簡狀， 且其上下兩端封閉，散熱體上下兩端由上密封蓋3和下密封蓋4密封， 所述下密封蓋4內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì)，所述散熱結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有若干導(dǎo)熱孔 2,所述導(dǎo)熱孔2直接加工在所述散熱片1的內(nèi)孔壁上，與所述散熱片l 一體擠壓成型。其中，所述導(dǎo)熱孔2圍繞散熱鰭片根部一圈，所述導(dǎo) 熱孔2的內(nèi)壁經(jīng)噴沙處理。其中，所述下密封蓋4由高純度無氧銅或者 其他高傳熱材料加工而成，為了增加傳熱面積，在所述下密封蓋4的 內(nèi)部加工有多個導(dǎo)熱柱5，如果必要時還要經(jīng)過噴沙處理。為了提高 真空密封度，釆用兩條高性能的密封圈6。當(dāng)所述下密封蓋4的材料選 擇為鋁時，可以通過焊接的方式連接所述下密封蓋4與所述散熱體下 端。其中，所述上密封蓋3由鋁合金加工而成，同樣釆用兩條高性能 的密封圈6，所述上密封蓋3的中心具有一抽氣孔7，所述抽氣孔7釆用 滴膠密封后由螺絲鎖緊。所述上密封蓋3也可以通過焊接的方式與所 述散熱體上端密封。其中，所述導(dǎo)熱介質(zhì)是由許多種無機(jī)物混合而成 的低沸點(diǎn)無腐蝕材料。其中，所述散熱片l為高傳熱材料制成的鋁合 金散熱片。如圖5所示，所述導(dǎo)熱孔2加工在所述散熱片內(nèi)孔壁上，與 所述散熱片一體成型。為了增大傳熱面積使得氣體能充分得到冷卻， 導(dǎo)熱孔2內(nèi)壁有許多小牙紋，如果必要時還可以進(jìn)行噴沙處理。為了 增加散熱片傳熱面積及傳熱速度，導(dǎo)熱孔2盡可能地貼近散熱鰭片， 如圖所示，所有導(dǎo)熱孔2圍繞散熱鰭片根部一圈均勻分布。導(dǎo)熱孔2 除了可以排列成如圖所示的圓形外，還可以根據(jù)情況具體選擇排列成 方形或者其他形狀。所述導(dǎo)熱液由許多無機(jī)物組成，與普通導(dǎo)熱液相 比沸點(diǎn)較低、導(dǎo)熱速度快且對鋁材無腐蝕及滲透。所述鋁合金散熱片
的同時散熱也快。
以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限 制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化，所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí) 用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由其權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1、一種大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，包括基體，以及以基體為中心向外呈輻射狀布置的散熱片，其特征在于，所述散熱片內(nèi)部具有導(dǎo)熱孔，所述基體為上下封閉的空心筒，所述散熱片上下兩端分別由上密封蓋和下密封蓋密封使所有導(dǎo)熱孔形成對流封閉的空間，所述下密封蓋內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì)。
2、 如權(quán)利要求l所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述導(dǎo)熱孔由加工在所述散熱片內(nèi)孔壁上的牙紋齒與所述基體配 合而形成。
3、 如權(quán)利要求l所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述導(dǎo)熱孔加工在所述散熱片內(nèi)孔上，與所述散熱片一體成型。
4、 如權(quán)利要求l-3任一項所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱孔圍繞散熱鰭片根部均勻分布。
5、 如權(quán)利要求4所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)熱孔內(nèi)壁經(jīng)噴沙處理。
6、 如權(quán)利要求1所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述下密封蓋內(nèi)部加工有多個導(dǎo)熱柱。
7、 如權(quán)利要求6所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述導(dǎo)熱柱經(jīng)過噴沙處理。
8、 如權(quán)利要求7所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述下密封蓋由 一 道以上密封圈與所述散熱體下端密封。
9、 如權(quán)利要求8所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述下密封蓋由銅或其他高導(dǎo)熱金屬加工而成。
10、 如權(quán)利要求7所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述下密封蓋與所述散熱體下端焊接密封。
11、 如權(quán)利要求IO所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述下密封蓋由鋁制成。
12、 如權(quán)利要求l所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述上密封蓋中心具有一抽氣孔。
13、 如權(quán)利要求12所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，上密封蓋由鋁合金制成。
14、 如權(quán)利要求13所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述上密封蓋由 一道以上密封圈與散熱體上端密封。
15、 如權(quán)利要求13所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述上密封蓋與所述散熱體上端通過焊接密封。
16、 如權(quán)利要求l所述的大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述散熱片由高傳熱的鉬合金材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大功率半導(dǎo)體器件的散熱結(jié)構(gòu)，包括基體，以及以基體為中心向外呈輻射狀布置的散熱片，所述散熱片與基體通過散熱片內(nèi)孔壁若干帶有牙紋的導(dǎo)熱齒連接形成導(dǎo)熱孔，所述基體為外壁帶牙紋上下封閉的空心筒，散熱體上下兩端分別由上密封蓋和下密封蓋密封使所有導(dǎo)熱孔形成對流封閉的空間然后抽真空，所述下密封蓋內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì)，所述散熱結(jié)構(gòu)散熱性能好，造價低，適合用于大功率半導(dǎo)體器件如CPU、LED等的散熱。
文檔編號H01L33/00GK201368434SQ20092010489
公開日2009年12月23日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
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