一种功率模块用散热片及用其制成的功率模块制造技术

本发明专利技术公开了一种功率模块用散热片及用其制成的功率模块，所述散热基板为铜板，散热片还包括分别设置在铜板相对两侧的抗氧化涂层和树脂层，树脂层为单层结构树脂层或双层结构树脂层；当树脂层为单层结构树脂层时，单层结构树脂层由第一环氧树脂组合物构成，当树脂层为双层结构树脂层时，双层结构树脂层包括形成在铜板上的第一树脂层以及形成在第一树脂层上的第二树脂层，第一树脂层由第二环氧树脂组合物构成，第二树脂层由第三环氧树脂组合物构成；以及采用上述散热片制成的功率模块；本发明专利技术具有高的绝缘性能、高散热性、耐刮擦性能好、便于表面贴装的功率模块用散热片，且兼具优异的耐高温性能，同时还具备较优异的粘接性能以及硬度。

A radiator for power module and a power module made of it

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块用散热片及用其制成的功率模块
本专利技术属于散热片领域，具体涉及一种功率模块用散热片及用其制成的功率模块。
技术介绍
近年来诞生的智能功率模块IPM(IntelligentPowerModule)是一种新型功率开关器件，它集成了GTR和MOSFET的优点，具有高耐压、高输入阻抗、高开关频率、低驱动功率等优点。IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便，不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可行性，适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路(PIC)，在纺织机、注塑机、变频空调、洗衣机、冰箱、电动汽车、雷达伺服系统等中等领域得到了越来越广泛的应用。与传统功率模块相比，智能功率模块体积小、结构紧凑及含有的功率器件多等特点，导致其功率密度更大，局部发热也更严重，由过热导致的失效问题已经成为智能功率模块发展的瓶颈之一。现有技术中虽然在智能功率模块上也有使用散热片，但传统的散热片使用的基板为铝基板，铝板的导热性远没有铜板高，但是铜在受到湿气、高温等环境影响时，容易发生氧化，另外铜板在搬运和使用过程中容易发生擦伤，影响其使用寿命，因此要求铜面具有耐刮伤、耐氧化等特性；另外，通常散热片使用的绝缘导热层为单层结构，绝缘性能受限。通常散热片的整体导热系数≤2W/M·K，达不到IPM对于高导热的要求-导热系数≥2.5W/M·K，而且传统的工艺的需要将电子部件直接焊接在散热片(如覆铜铝基板、覆铜陶瓷基板等)上，装贴加工比较麻烦。基于此，本领域的技术人员提出了一种改进方案，例如专利CN105280587B，其公开了功率模块用散热片及用其制成的功率模块，所述的散热片包括铜层，铜层的一面上覆盖一层抗氧化涂层，所述的抗氧化涂层由氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛中的1种或2种以上的无机氧化物为主成分，铜层的另外一面上复合着既绝缘又散热且加热后具有粘着力的树脂层，所述的抗氧化涂层的厚度为10nm～2μm，所述的铜层的厚度为20μm～5mm，所述的树脂层的厚度为50μm～1mm，所述的树脂层包括形成在所述铜层上的硬化层、形成在所述硬化层上的接着层，所述的硬化层的凝胶率大于50％，所述的接着层的凝胶率小于50％。然而此专利虽然实现了较好的导热性、耐摩擦性以及绝缘性，但实际中，在较高标准的情况下，其导热性能、粘接性能、硬度等性能仍稍显不足，其中在较高温度下(130℃以上)，此专利所制的散热片还存在绝缘性、导热性、粘接性能、耐电压等性能降低甚至较大幅度削减的潜在风险。因此，本领域的技术人员亟待寻求一种解决上述问题的方式方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种具有高的绝缘性能、高散热性、耐刮擦性能好、便于表面贴装的功率模块用散热片，且兼具优异的耐高温性能，能够在150-200℃之间仍然保持整体的形貌以及各项性能基本不变，同时还具备较优异的粘接性能以及硬度。本专利技术同时还提供了一种采用上述散热片的功率模块。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种功率模块用散热片，所述散热片包括散热基板，所述散热基板为铜板，所述散热片还包括分别设置在所述铜板相对两侧的抗氧化涂层和树脂层，所述树脂层为单层结构树脂层或双层结构树脂层；当所述树脂层为单层结构树脂层时，所述单层结构树脂层由第一环氧树脂组合物构成，以质量份数计，所述第一环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第一环氧树脂、2-12份的第一苯氧基树脂、2-20份的第一固化剂、65-95份的第一导热填料、0-10份的第一分散剂；当所述树脂层为双层结构树脂层时，所述双层结构树脂层包括形成在所述铜板上的第一树脂层以及形成在所述第一树脂层上的第二树脂层，所述第一树脂层由第二环氧树脂组合物构成，所述第二树脂层由第三环氧树脂组合物构成；其中，以质量份数计，所述第二环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第二环氧树脂、0-12份的第二苯氧基树脂、0-20份的第一增韧橡胶、5-25份的第二固化剂、65-95份的第二导热填料、0-10份的第二分散剂，所述第三环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第三环氧树脂、0-12份的第三苯氧基树脂、1-20份的第二增韧橡胶、2-20份的第三固化剂、65-95份的第三导热填料、0-10份的第三分散剂；当所述第二环氧树脂组合物的原料中不含所述第二苯氧基树脂时，所述第二环氧树脂由至少两种环氧树脂构成；当所述第三环氧树脂组合物的原料中不含所述第三苯氧基树脂时，所述第三环氧树脂由至少两种环氧树脂构成。根据本专利技术的一些优选方面，当所述树脂层为单层结构树脂层时，所述单层结构树脂层的凝胶率小于50％；当所述树脂层为双层结构树脂层时，所述第一树脂层的凝胶率大于50％，所述第二树脂层的凝胶率小于50％。根据本专利技术的一些优选方面，所述第一环氧树脂、所述第二环氧树脂和所述第三环氧树脂分别独立地选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和改性环氧树脂中的一种或多种的组合；当所述第二环氧树脂组合物的原料中不含所述第二苯氧基树脂时，所述第二环氧树脂由选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和改性环氧树脂中至少两种环氧树脂构成；当所述第三环氧树脂组合物的原料中不含所述第三苯氧基树脂时，所述第三环氧树脂由选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和改性环氧树脂中至少两种环氧树脂构成。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述双酚A型环氧树脂选自：南亚环氧树脂公司的NPES-901、NPES-902、NPES-903、NPES-903H、NPES-904、NPES-904H、NPES-907、NPES-909；韩国国都化学公司的YD-011、YD-012、YD-013、YD-127、YD-127、YD134、YD-901、YD-9021；三菱化学的834、1001、1002、1003、1055、1004。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述的双酚F型环氧树脂选自：南亚环氧树脂公司的NPEF-170、NPEF-175、韩国国都化学公司的YDF-170、YDF-2001、YDF-2004；三菱化学的4005P、4007P、4010P。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述的酚醛型环氧树脂选自南亚环氧树脂公司的NPPN-631、NPPN-638S、NPPN-431、NPPN-438、NPPN-272H等；美国CVC公司的EPALLOY8240、EPALLOY8240E、EPALLOY8250、EPALLOY8330；韩国国都化学公司的YDPN-638、YDPN-641、YDPN-644。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述的改性环氧树脂选自：美国CVC公司的HyPoxUA10、HyPoxUA11、HyPoxDA323；南亚环氧树脂公司的NPER-133L、NPER-450；韩国国都化学公司的YD-171、YD-172、KR-628、KR-692、KR-693、KSR-1000、UME-305、UME-315、UME-330。根据本专利技术的一些优选方面，所述第一增韧橡胶、所述第二增韧橡胶分别为选自丙烯酸橡胶、丁氰橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶和氟橡胶中的一种或多种的组合。根据本专利技术的一些具体且优选的方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块用散热片，所述散热片包括散热基板，所述散热基板为铜板，所述散热片还包括分别设置在所述铜板相对两侧的抗氧化涂层和树脂层，其特征在于：所述树脂层为单层结构树脂层或双层结构树脂层；当所述树脂层为单层结构树脂层时，所述单层结构树脂层由第一环氧树脂组合物构成，以质量份数计，所述第一环氧树脂组合物的原料包括5‑25份的第一环氧树脂、2‑12份的第一苯氧基树脂、2‑20份的第一固化剂、65‑95份的第一导热填料、0‑10份的第一分散剂；当所述树脂层为双层结构树脂层时，所述双层结构树脂层包括形成在所述铜板上的第一树脂层以及形成在所述第一树脂层上的第二树脂层，所述第一树脂层由第二环氧树脂组合物构成，所述第二树脂层由第三环氧树脂组合物构成；其中，以质量份数计，所述第二环氧树脂组合物的原料包括5‑25份的第二环氧树脂、0‑12份的第二苯氧基树脂、0‑20份的第一增韧橡胶、5‑25份的第二固化剂、65‑95份的第二导热填料、0‑10份的第二分散剂，所述第三环氧树脂组合物的原料包括5‑25份的第三环氧树脂、0‑12份的第三苯氧基树脂、1‑20份的第二增韧橡胶、2‑20份的第三固化剂、65‑95份的第三导热填料、0‑10份的第三分散剂；当所述第二环氧树脂组合物的原料中不含所述第二苯氧基树脂时，所述第二环氧树脂由至少两种环氧树脂构成；当所述第三环氧树脂组合物的原料中不含所述第三苯氧基树脂时，所述第三环氧树脂由至少两种环氧树脂构成。...

【技术特征摘要】
1.一种功率模块用散热片，所述散热片包括散热基板，所述散热基板为铜板，所述散热片还包括分别设置在所述铜板相对两侧的抗氧化涂层和树脂层，其特征在于：所述树脂层为单层结构树脂层或双层结构树脂层；当所述树脂层为单层结构树脂层时，所述单层结构树脂层由第一环氧树脂组合物构成，以质量份数计，所述第一环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第一环氧树脂、2-12份的第一苯氧基树脂、2-20份的第一固化剂、65-95份的第一导热填料、0-10份的第一分散剂；当所述树脂层为双层结构树脂层时，所述双层结构树脂层包括形成在所述铜板上的第一树脂层以及形成在所述第一树脂层上的第二树脂层，所述第一树脂层由第二环氧树脂组合物构成，所述第二树脂层由第三环氧树脂组合物构成；其中，以质量份数计，所述第二环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第二环氧树脂、0-12份的第二苯氧基树脂、0-20份的第一增韧橡胶、5-25份的第二固化剂、65-95份的第二导热填料、0-10份的第二分散剂，所述第三环氧树脂组合物的原料包括5-25份的第三环氧树脂、0-12份的第三苯氧基树脂、1-20份的第二增韧橡胶、2-20份的第三固化剂、65-95份的第三导热填料、0-10份的第三分散剂；当所述第二环氧树脂组合物的原料中不含所述第二苯氧基树脂时，所述第二环氧树脂由至少两种环氧树脂构成；当所述第三环氧树脂组合物的原料中不含所述第三苯氧基树脂时，所述第三环氧树脂由至少两种环氧树脂构成。2.根据权利要求1所述的功率模块用散热片，其特征在于：当所述树脂层为单层结构树脂层时，所述单层结构树脂层的凝胶率小于50%；当所述树脂层为双层结构树脂层时，所述第一树脂层的凝胶率大于50%，所述第二树脂层的凝胶率小于50%。3.根据权利要求1所述的功率模块用散热片，其特征在于：所述第一环氧树脂、所述第二环氧树脂和所述第三环氧树脂分别独立地选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和改性环氧树脂中的一种或多种的组合；当所述第二环氧树脂组合物的原料中不含所述第二苯氧基树脂时，所述第二环氧树脂由选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂和改性环氧树脂中至少两种环氧树脂构成；当所述第三环氧树脂组合物的原料中不含所述第三苯氧基树脂时，所述第三环氧树脂由选...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙胜，邓建波，陈洪野，吴小平，
申请(专利权)人：苏州赛伍应用技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32