一種智能功率模塊用散熱片及智能功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及一種智能功率模塊用散熱片及智能功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來誕生的智能功率模塊IPM (Intelligent Power Module)是一個(gè)高度集成的功率驅(qū)動(dòng)器件，可作為變頻調(diào)速控制器，應(yīng)用在紡織機(jī)、注塑機(jī)、變頻空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、電動(dòng)汽車、雷達(dá)伺服系統(tǒng)等中。IPM的使用大大提高了電子電氣產(chǎn)品的工作效率，同時(shí)也降低了能耗。IPM內(nèi)部集成了邏輯、控制、檢測(cè)和保護(hù)電路，使用起來方便，不僅減小了系統(tǒng)的體積以及開發(fā)時(shí)間，也大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可能性，適應(yīng)了當(dāng)今功率器件的發(fā)展方向一一模塊化、復(fù)合化和功率集成電路(PIC)，在電力電子領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但集成度越來越高的功率模塊工作時(shí)產(chǎn)生的大量的熱量也成了影響其工作效率和長(zhǎng)期使用壽命主要因素。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中雖然在智能功率模塊上也有使用散熱片，但傳統(tǒng)的散熱片的絕緣導(dǎo)熱層為單層結(jié)構(gòu)，絕緣性能受限。通常散熱片的導(dǎo)熱系數(shù)< 2W/M.Κ，達(dá)不到IPM對(duì)于高導(dǎo)熱的要求-導(dǎo)熱系數(shù)多2.5W/M*K。而且傳統(tǒng)的工藝的需要將電子部件直接焊接在散熱片(如覆銅鋁基板、覆銅陶瓷基板等)上，裝貼加工比較麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高的絕緣性能和便于表面貼裝的智能功率模塊用的散熱片及具有該散熱片的智能功率模塊。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種智能功率模塊用散熱片，包括金屬層和絕緣散熱層，所述絕緣散熱層包括形成在所述金屬層上的硬化層及形成在所述硬化層上的接著層。
[0007]所述絕緣導(dǎo)熱層具有高的電氣絕緣性和預(yù)熱后的表面接著性能。
[0008]所述硬化層和接著層均主要由熱固性聚合物和導(dǎo)熱填料組成，其中，聚合物可以為聚酯樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、硅膠樹脂、苯氧基樹脂中的一種或幾種的混合改性體；導(dǎo)熱填料可以為導(dǎo)熱系數(shù)多10W/M.K的氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、人造金剛石(又叫類金剛石DLC (Diamond-like carbon))、碳化娃中的一種或幾種的混合體。
[0009]進(jìn)一步地，所述硬化層的厚度為0.0lmm-0.4mm ;所述接著層的厚度為0.0lmm-0.4mm0
[0010]進(jìn)一步地，所述金屬層為金屬鋁、鋁合金、金屬銅、銅合金中的一種。
[0011]進(jìn)一步地，所述金屬層的厚度為0.
[0012]進(jìn)一步地，所述的硬化層的樹脂固化率大于80%。
[0013]進(jìn)一步地，所述的接著層的樹脂固化率小于70%。
[0014]一種智能功率模塊，包括所述的散熱片。
[0015]進(jìn)一步地，所述的智能功率模塊還包括通過熱壓貼于所述的接著層上的電子元器件、用于封裝所述的散熱片和所述的電子元器件的封裝樹脂層。
[0016]更進(jìn)一步地，經(jīng)所述的封裝樹脂層封裝后，所述的硬化層和所述的接著層的樹脂固化率均為90%以上
[0017]由于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本實(shí)用新型的散熱片上的絕緣散熱層包括硬化層和接著層，使得該絕緣散熱層具有高的電氣絕緣性和預(yù)熱后的表面貼裝性能，相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品提升了絕緣性，同時(shí)便于智能功率模塊的電子部件的貼裝。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中:1、金屬層；2、硬化層；3、接著層。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0022]現(xiàn)有的智能功率模塊的散熱問題，都是將電子部件焊接于傳統(tǒng)散熱片上，這樣不利于絕緣以及裝貼工藝繁瑣，為解決上述散熱的問題，本實(shí)用新型采用將智能功率模塊中易發(fā)熱的電子部件貼裝于高導(dǎo)熱的絕緣導(dǎo)熱材料上，為了讓電子部件可貼著在導(dǎo)熱絕緣材料上，需要使用既有導(dǎo)熱絕緣又有接著性的材料。
[0023]為此本實(shí)用新型提供一種智能功率模塊用散熱片，包括金屬層I及絕緣散熱層，絕緣散熱層具有高的電氣絕緣性能。
[0024]絕緣散熱層包括形成在金屬層I上的硬化層2和形成在硬化層2上的接著層3。
[0025]硬化層2的厚度為0.0lmm-0.4mm ;接著層3的厚度為0.0lmm-0.4mm。
[0026]硬化層2和接著層3均主要由熱固性聚合物和導(dǎo)熱填料組成，其中，聚合物可以為聚酯樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、硅膠樹脂、苯氧基樹脂中的一種或幾種的混合改性體；導(dǎo)熱填料可以為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、人造金剛石(又叫類金剛石DLC(Diamond-like carbon))、碳化娃中的一種或幾種的混合體。
[0027]本實(shí)用新型的散熱片的金屬層I為金屬鋁、鋁合金、金屬銅、銅合金中的一種。
[0028]金屬層I的厚度為0.
[0029]本實(shí)用新型的散熱片在經(jīng)過高溫預(yù)熱后，接著層3則表現(xiàn)出一定的粘性，可以直接將智能功率模塊的一些電子元器件(如二極管、IGBI等)熱壓貼于接著層上，然后進(jìn)行封裝。
[0030]本實(shí)用新型的散熱片在未經(jīng)過高溫封裝之前，硬化層2的樹脂固化率大于80%，接著層3的樹脂固化率小于70%，在封裝之后，絕緣散熱層的硬化層2的樹脂固化率為90%以上，接著層3的樹脂固化率也為90%以上。絕緣散熱層的硬化層2中使用的導(dǎo)熱填料的添加量都在50%以上(重量比)，絕緣散熱層的接著層3中使用的導(dǎo)熱填料的添加量都在50%以上(重量比)。
[0031]本實(shí)用新型的散熱片，由于絕緣散熱層屬于疊層結(jié)構(gòu)，具有高的電氣絕緣性能，絕緣散熱層的接著層3在經(jīng)過一定溫度預(yù)熱后，具有接著性，易于電子元器件的貼裝，取代了傳統(tǒng)的在散熱材料上焊接貼裝的工藝，減少因高溫焊接而對(duì)電子元器件產(chǎn)生的熱傷害。經(jīng)過高溫封裝之后的絕緣散熱層可完成交聯(lián)固化，因此具有長(zhǎng)期高耐熱性能。
[0032]以上對(duì)本實(shí)用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能功率模塊用散熱片，包括金屬層和絕緣散熱層，其特征在于:所述絕緣散熱層包括形成在所述金屬層上的硬化層及形成在所述硬化層上的接著層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述硬化層的厚度為.0.0lmm-0.4mm03.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述接著層的厚度為 0.0lmm-0.4mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述金屬層為金屬鋁、鋁合金、金屬銅、銅合金中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述金屬層的厚度為 0.6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述的硬化層的樹脂固化率大于80%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊用散熱片，其特征在于:所述的接著層的樹脂固化率小于70%。8.一種智能功率模塊，其特征在于:包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的散熱片。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能功率模塊，其特征在于:所述的智能功率模塊還包括通過熱壓貼于所述的接著層上的電子元器件、用于封裝所述的散熱片和所述的電子元器件的封裝樹脂層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能功率模塊，其特征在于:經(jīng)所述的封裝樹脂層封裝后，所述的硬化層和所述的接著層的樹脂固化率均為90%以上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能功率模塊用散熱片及智能功率模塊，包括金屬層和絕緣散熱層，所述絕緣散熱層包括形成在所述金屬層上的硬化層及形成在所述硬化層上的接著層。本實(shí)用新型的散熱片在金屬層上形成有硬化層和接著層，相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品提升了絕緣性，同時(shí)便于電子元器件的貼裝。
【IPC分類】H01L23/36, H01L23/373
【公開號(hào)】CN204696099
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520475347
【發(fā)明人】鄧建波, 高畠博, 陳洪野, 宇野敬一, 吳小平
【申請(qǐng)人】蘇州賽伍應(yīng)用技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日