一种储导散一体化的大功率电子器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种储导散一体化的大功率电子器件，其特征在于包括：具有导热与散热功能的真空相变均温板（8）；具有储热导热功能的金属板（88），安装在真空相变均温板上；安装在所述金属板上的大功率电子器件芯片（9）；真空相变均温板包括：内部具有空腔（6）的封闭铝壳体；烧结在铝壳体内壁表面上的泡沫铝；填充在空腔（6）内的工作介质；以及设置在铝壳体外侧上并与其一体成型的散热翅片（7）。使得大功率电子器件的散热效率增强，避免了电子器件的热积聚，提高了电子器件的峰值工作性能；同时真空相变均温板体积小、重量轻，易于与电子器件组合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大功率的电子器件，尤其涉及储、导、散一体化的大功率电子器件。
技术介绍
随着大功率电子器件的大规模应用，其散热问题一直受到大家的关注。大功率电子器件是由多个开关管组成，受到金属材料传热性能的限制，例如铜(390W/m · k)，大功率电子器件的壳温与结温仍存在较大的温差。而冷端希望和环境温度有较大的温差，以提高散热器的换热性能；而大功率电子器件的结温不可以太高，对于大多数大功率电子器件结温限制在125°C。因此降低管芯到壳体的温差是最为有效的办法。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种储、导、散一体化的大功率电子器件，使得电子器件散热效率高。为实现本技术的上述目的，提供以下技术方案—种储导散一体化的大功率电子器件，包括具有导热与散热功能的真空相变均温板；具有储热导热功能的金属板，安装在所述真空相变均温板上；安装在所述金属板上的大功率电子器件芯片。优选地，真空相变均温板包括内部具有空腔的封闭铝壳体；烧结在铝壳体内壁表面上的泡沫铝；填充在空腔内的工作介质；以及设置在铝壳体外侧上并与其一体成型的散热翅片。优选地，所述金属板为具有高的体积比热和高的导热系数的金属板。优选地，大功率电子器件是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，所述金属板安装在所述封闭铝壳体内侧。优选地，大功率电子器件是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，所述金属板安装在所述封闭铝壳体内侧。此外，还包括所述铝壳体内壁上的支撑结构，所述泡沫铝上设置有供所述支撑结构穿过的通孔。优选地，铝壳体包括下铝壳体和封盖在下铝壳体上的上铝壳体。优选地，下铝壳体包括基板和围绕在基板缘上并由基板的一个侧面向上延伸的侧壁；其中，侧壁顶部宽度小于底部宽度；基板的外侧面一体成型有所述散热翅片，基板的内侧面上设置有所述支撑结构。优选地，支撑结构的顶部宽度小于底部宽度。优选地，上铝壳体为平板状，封盖在所述侧壁的顶部，上铝壳体设置有供所述支撑结构顶部穿过的通孔，所述金属板安装在上铝壳体上。优选地，泡沫铝包括下泡沫铝，安装在所述下铝壳体的所述侧壁的底部和基板上，下泡沫铝上设置有供所述支撑结构穿过的通孔；上泡沫铝；安装在所述上铝壳体上，上泡沫铝上设置有供所述支撑结构穿过的通孔；其中，上泡沫铝与下泡沫铝连接成整体。本技术的有益效果体现在以下方面本技术将大功率电子器件芯片安装储热金属板上，然后将储热金属板安装在真空相变均温板上，使得大功率电子器件的散热效率增强，避免了电子器件的热积聚，提高了电子器件的峰值工作性能；同时真空相变均温板体积小、重量轻，易于与电子器件组合。附图说明图1是本技术的储导散一体化的大功率电子器件的示意图；图2是本技术的下铝壳体的结构效果图；图3是本技术的上铝壳体的结构效果图；图4是本技术的泡沫铝的结构效果图；图5是本技术将泡沫铝与上、下铝壳体烧结在一起的结构效果图；图6是本技术的真空相变均温板的结构效果图；图7是本技术的真空相变均温板的剖视示意图；附图标记说明1_下铝壳体；2_上铝壳体；3_下泡沫铝；4_上泡沫铝；5_支撑结构；6_空腔；7_散热翅片；8_真空相变均温板；88_金属板；9_大功率电子器件芯片；10_基板；11_侧壁；20_通孔；21_安装孔；30_底板；31_侧板；32_通孔；40_通孔。具体实施方式图1是本技术的储导散一体化的大功率电子器件的示意图；如图1所示，本实用一种储导散一体化的大功率电子器件，包括具有导热与散热功能的真空相变均温板8 ;具有储热导热功能的金属板88，安装在真空相变均温板上；安装在金属板88上的大功率电子器件芯片9的。大功率电子器件芯片9与金属板88、真空相变均温板8成为一体，作为整体使用，使得大功率电子器件芯片9产生的热量通过金属板88缓冲，真空相变均温板8散出，从而提高电子器件的散热效率，提高电子器件的峰值工作性能。优选地，真空相变均温板8包括内部具有空腔6的封闭铝壳体；烧结在铝壳体内壁表面上的泡沫铝；填充在空腔内的工作介质(图中未示出)；以及设置在铝壳体外侧上并与其一体成型的散热翅片。优选地，金属板88为具有高的体积比热和高的导热系数的实心平金属板，如铜板、钥板等。优选地，大功率电子器件是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，金属板88安装在封闭铝壳体内侧。优选地，大功率电子器件是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，金属板88安装在封闭铝壳体内侧。本技术的铝壳体内壁上设置有支撑结构5，泡沫铝上设置有供支撑结构5穿过的通孔。如图6、7所示，本技术的铝壳体包括下铝壳体I和密封在下铝壳体I上的上铝壳体2。如图2、5 (a)所示，下铝 壳体I包括基板10和围绕在基板10边缘上并由基板10的一个侧面向上延伸的侧壁11，侧壁11与基板10围成ー个下沉槽；其中，侧壁11的顶部形成台阶状(如图7所示)，也就是说侧面11的顶部宽度小于底部宽度，使得该下沉槽的顶部开ロ宽度大于底部开ロ宽度；基板10的外侧面设置有散热翅片7，基板10的内侧面上设置有支撑结构5，支撑结构5的顶部也形成台阶状，使得支撑结构5的顶部宽度小于底部宽度。如图3、5 (b)所示，本技术的上铝壳体2为平板状，上铝壳体2上设置有供支撑结构5的顶部穿过的通孔20和用来安装エ艺管的安装孔21。当将上铝壳体2封盖在下铝壳体I上时，上铝壳体2支撑在侧壁11和支撑结构5顶部形成的台阶上(如图7所示)，从而增加真空相变均温板整体的结构强度。本技术的支撑结构5为设置在基板10的内侧面上的长条形凸起，支撑结构5也可以为圆柱形或其它任意形状。如图4、7所示，本技术的泡沫铝包括下泡沫铝3和上泡沫铝4。其中，如图4Ca)所示，本技术的下泡沫铝3具有底板30和围绕在底板30边缘上并由底板30的一个侧面向上延伸的侧板31，底板30上设置有供支撑结构5穿过的通孔32，以便当将下泡沫铝3烧结在下铝壳体I上吋，使得下泡沫铝3的底板30避开支撑结构5烧结在下铝壳体I的基板10上，下泡沫铝3的侧板31烧结在下铝壳体I的侧壁11上(如图7所示)。如图4(b)所示，本技术的上泡沫铝4为平板状，其上设置有供支撑结构5穿过的通孔40，当将上泡沫铝4烧结在上铝壳体2上吋，上泡沫铝4上的通孔40与上铝壳体2上的通孔20相对应。上泡沫铝4的宽度与上述下沉槽底部的开ロ宽度相等，以便当将上泡沫铝4与上铝壳体2形成的整体组装在下铝壳体I上时，如图7所示，上铝壳体2支撑在侧壁11顶部形成的台阶上，而烧结在上铝壳体2上的上泡沫铝4向下伸入该下沉槽内与下泡沫铝3的侧板31顶部对接。在该对接处对上、下泡沫铝进行局部加热，使得上、下泡沫铝连接成整体，上、下泡沫铝便围成空腔6，空腔6内填充有工作介质(图中未示出)。本技术中的金属板88安装在上铝壳体2上，大功率电子器件芯片9产生的热量通过金属板88缓冲，热量被传导至上铝壳体2，空腔6内的工作介质吸收热量后被蒸发为汽态，扩散至整个空腔6。当汽态工作介质接触到下铝壳体I上半部吋，由于下铝壳体I上半部温度相对较低，汽态工作介质释放出热量，下铝壳体I上半部吸收的热量由散热翅片7发散到周边的空气中。汽态工作介质释放出热量后重新被冷凝为液态的工作介质，并因本身重力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储导散一体化的大功率电子器件，其特征在于包括：具有导热与散热功能的真空相变均温板（8）；具有储热导热功能的金属板（88），安装在真空相变均温板上；安装在金属板上的大功率电子器件芯片（9）。

【技术特征摘要】
1.一种储导散一体化的大功率电子器件，其特征在于包括 具有导热与散热功能的真空相变均温板(8)； 具有储热导热功能的金属板(88)，安装在真空相变均温板上； 安装在金属板上的大功率电子器件芯片(9)。2.权利要求1所述的大功率电子器件，其特种在于，所述金属板为具有高的体积比热和高的导热系数的金属板。3.权利要求2所述的大功率电子器件，其特征在于，所述真空相变均温板包括 内部具有空腔(6)的封闭铝壳体； 烧结在铝壳体内壁表面上的泡沫铝； 填充在空腔(6)内的工作介质；以及 设置在铝壳体外侧上并与其一体成型的散热翅片(7)。4.如权利要求3所述的大功率电子器件，其特征在于，所述的大功率电子器件是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，所述金属板安装在所述封闭铝壳体内侧。5.如权利要求3所述的大功率电子器件，其特征在于，所述的大功率电子器件是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，所述金属板安装在所述封闭铝壳体内侧。6.如权利要求4或5所述的大功率电子器件，其特征在于，还包括所述铝壳体内壁上的支撑结构(5 )，所述泡沫铝上设置有供所述支撑结构(5 )穿过的通孔。7.如权利要求6所述的大功率电子器件，其特征在于，所述铝壳体包括下铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，
申请(专利权)人：国研高能北京稳态传热传质技术研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：