封装器件、封装模组和电子设备制造技术

本申请提供一种封装器件，封装器件包括电路板、电子元器件及储热部，电子元器件电性连接于电路板；储热部设置于所述电路板上且邻近电子元器件，其中，储热部的比热容高于电路板的比热容，储热部用于存储和释放热量。本申请还提供了应用该封装器件的封装模组及电子设备。通过将比热容较高的储热材料引入封装器件的内部，在电子元器件周围的电路板上设置储热部，能够使电子元器件短时间内产生的大量热量被快速存储在储热部内，再被释放到外界，降低电子元器件损坏的风险，提高封装器件的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
封装器件、封装模组和电子设备


[0001]本申请涉及功率半导体器件
，尤其涉及一种具有良好短时储热能力及良好散热效果的封装器件、应用该封装器件的封装模组以及应用该封装器件或该封装模组的电子设备。

技术介绍

[0002]为了适配越来越高的功率需求，应用于各种太阳能逆变器、电动机驱动器以及不间断供电电源等电路中的功率半导体器件越来越朝着小型化、高密度化演进。随着功率半导体器件的体积的缩小以及内部元器件密度的提高，散热问题将对功率半导体器件的效率提升产生非常大的影响。现有的功率半导体器件的主要结构包括：陶瓷基板、位于陶瓷基板上表面的线路层、位于陶瓷基板下表面的金属层以及焊接在线路层上的电子元器件，其中，金属层与散热器相耦合，用于将功率半导体器件内部的热量扩散至散热器上，进而实现散热的目的。
[0003]如图1所示，传统的功率半导体器件100
’
包括电路板1
’
、与电路板1
’
电性连接的电子元器件2
’
以及用以封装电路板1
’
和电子元器件2
’
的封装体3
’
，其中电路板1
’
包括依次叠设的导电层11
’
、绝缘基板12
’
和导热层13
’
，封装器件100
’
通过导热层13
’
与散热装置200
’
连接。其中电子元器件2
’
工作产生的热量经由导电层11
’
、绝缘基板12
’
和导热层13
’
传递至散热装置200
’
，以实现散热的目的。当电子元器件2
’
产生的热量在正常水平时，此散热路径能够使电子元器件2
’
的温度保持在正常的工作范围内。但是，当电子元器件2
’
工作产生的热量在短时间内突然增加时，现有的散热路径散热能力有限，很难及时将全部热量传递至功率半导体器件100
’
的外部，导致电子元器件2
’
的温度在短时间内大幅上升，以使电子元器件2
’
过热而损坏，从而降低了功率半导体器件100
’
的可靠性。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为解决以上缺陷的至少之一，本申请实施例有必要提出一种具有良好短时储热能力及良好散热效果的封装器件。
[0005]另，本申请实施例还提出一种应用该封装器件的封装模组以及应用该封装器件或该封装模组的电子设备。
[0006]本申请实施例第一方面提供了一种封装器件，所述封装器件包括：电路板、电子元器件以及储热部，所述电子元器件电性连接于所述电路板上；所述储热部设置于所述电路板上且邻近所述电子元器件，其中，所述储热部的比热容高于所述电路板的比热容，所述储热部用于存储和释放热量。
[0007]通过在电子元器件周围的电路板上设置储热部，其中储热部的比热容较高，具有暂时存储热量和释放热量的作用，将储热部引入封装器件的内部，使储热部更接近发热的电子元器件，能够使电子元器件(尤其是大功率或高损耗的电子元器件)短时间内产生的大量热量被快速存储在储热部内，之后再被释放到外界，尤其适用于短时电流较大或者短时
损耗较高的电子元器件，能迅速并有效降低电子元器件的温度，进而降低电子元器件因短时间内温度大幅上升而损坏的风险，提高封装器件的可靠性和使用寿命。
[0008]结合第一方面，在一些实施例中，所述电路板包括：绝缘基板、导电层以及导热层，所述导电层位于所述绝缘基板的一表面上且电性连接所述电子元器件；所述导热层位于所述绝缘基板背离所述导电层的表面上，其中，所述储热部嵌入所述导电层和/或所述导热层。
[0009]通过在导电层和/或导热层内设置储热部，工艺简单，便于实现；而且不影响电路板的整体厚度，在保证优良的储热散热能力的前提下，有利于缩小封装器件的体积；另外，将储热部嵌入导电层和/或导热层，可以使储热部距离发热点(即电子元器件)更近，热量能更块到达储热部，且储热部采用嵌入的方式与导电层和/或导热层连接，能够提高储热部与导电层和/或导热层的界面接触的紧密度，以提高热扩散的速率，从而及时降低电子元器件的温度。
[0010]结合第一方面，在一些实施例中，所述导电层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述电子元器件位于所述第一表面上，所述导电层设有至少一第一容纳腔，所述至少一第一容纳腔贯穿所述第一表面和/或所述第二表面，所述储热部容置于所述至少一第一容纳腔内。
[0011]通过将储热部设置在导电层上，使储热部距离电子元器件更近，能够更快地降低电子元器件的短时高温，储热效率更高；第一容纳腔可以贯穿第一表面或第二表面从而形成槽的结构，也可以贯穿第一表面和第二表面形成开口的结构等，形成开槽或开口的工艺简单，便于操作，且不会影响电路板的整体厚度；而且，可以根据实际电子元器件的功率，计算所需要的储热材料的体积，从而灵活调整第一容纳腔的体积，使第一容纳腔的总体积最优，避免第一容纳腔的体积过大，浪费储热材料及导电层的空间，也避免第一容纳腔体积过小，储热能力不足。
[0012]结合第一方面，在一些实施例中，所述导热层包括靠近所述绝缘基板的第三表面和背离所述绝缘基板的第四表面，所述导热层设有至少一第二容纳腔，所述至少一第二容纳腔贯穿所述第三表面和/或所述第四表面，所述储热部容置于所述至少一第二容纳腔内。
[0013]导热层上设置第二容纳腔同样工艺简单，便于操作，且不会影响电路板的整体厚度；而且，可以根据实际电子元器件的功率，计算所需要的储热材料的体积，从而灵活调整第二容纳腔的体积，使第二容纳腔的总体积最优；另外，由于一般功率半导体器件的导热层厚度相较于导电层的厚度要厚，在导热层上嵌入储热材料更方便，尤其适用于导电层厚度太薄的情况。
[0014]结合第一方面，在一些实施例中，所述导热层包括多个所述第二容纳腔，多个所述第二容纳腔围绕所述电子元器件设置。
[0015]通过将多个第二容纳腔围绕电子元器件设置，可以进一步提高储热部的储热速率，使电子元器件的温度快速下降。
[0016]结合第一方面，在一些实施例中，所述储热部的材质包括金属和相变材料中的至少一种。
[0017]比热容高于电路板的金属和相变材料，具有优良的储热和散热的能力。
[0018]结合第一方面，在一些实施例中，所述导电层和所述导热层的材质均为铜。
[0019]结合第一方面，在一些实施例中，所述绝缘基板的材质为陶瓷和绝缘导热聚合物中的至少一种。
[0020]结合第一方面，在一些实施例中，所述封装器件还包括封装体，所述封装体封装所述电路板、所述电子元器件和所述储热部。
[0021]本申请实施例第二方面提供了另一种封装器件，所述封装器件包括：导电层、电子元器件以及储热部，所述电子元器件位于所述导电层上且电性连接所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装器件，其特征在于，包括：电路板；电子元器件，电性连接于所述电路板上；储热部，设置于所述电路板上且邻近所述电子元器件；其中，所述储热部的比热容高于所述电路板的比热容，所述储热部用于存储和释放热量。2.根据权利要求1所述的封装器件，其特征在于，所述电路板包括：绝缘基板；导电层，位于所述绝缘基板的一表面上，且电性连接所述电子元器件；以及导热层，位于所述绝缘基板背离所述导电层的表面上，其中，所述储热部嵌入所述导电层和/或所述导热层。3.根据权利要求2所述的封装器件，其特征在于，所述导电层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述电子元器件位于所述第一表面上，所述导电层设有至少一第一容纳腔，所述至少一第一容纳腔贯穿所述第一表面和/或所述第二表面，所述储热部容置于所述至少一第一容纳腔内。4.根据权利要求2或3所述的封装器件，其特征在于，所述导热层包括靠近所述绝缘基板的第三表面和背离所述绝缘基板的第四表面，所述导热层设有至少一第二容纳腔，所述至少一第二容纳腔贯穿所述第三表面和/或所述第四表面，所述储热部容置于所述至少一第二容纳腔内。5.根据权利要求4所述的封装器件，其特征在于，所述导热层包括多个所述第二容纳腔，多个所述第二容纳腔围绕所述电子元器件设置。6.根据权利要求2至5中任意一项所述的封装器件，其特征在于，所述储热部的材质包括金属和相变材料中的至少一种。7.根据权利要求2至6中任意一项所述的封装器件，其特征在于，所述导电层和所述导热层的材质均为铜。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，陆丰隆，唐云宇，石磊，刘云峰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：