一种具有高散热性的功率MOSFET器件散热结构的制作方法

    技术2025-02-10  44


    本发明涉及半导体制造,具体涉及一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构。


    背景技术:

    1、mos管是一种具有放大功能的特殊器件,其被称为功率mosfet器件,mos管在使用时,当mos管长时间处于工作状态时,会产生大量的功率损耗,这些功率损耗会转化为热量,如果散热条件不佳,无法及时散去这些热量,会导致mos管过热,当电流超过mos管的耐受范围时,会导致管子内部的电阻升高,电压降也会增大,从而产生大量的功率损耗,过大的电流也会使mos管内部温度升高,进而引发过热问题,如果无法很好地对热量进行散热处理,容易造成mos管工作环境因热量太高而影响使用寿命与运行效果,且温度过高无法驱散易导致安全隐患。

    2、目前,现有技术中一般采用自然散热、风冷散热或水冷散热的方式,液冷散热是通过液体循环来带走热量,这种方式散热效率高,但成本也相对较高,一般适用于高功率且对散热要求极高的场合,自然散热是利用自然对流和辐射散热,这种方式散热能力有限,通常仅适用于功率较小的mos管,风冷散热通过风扇产生的强制对流来加快散热,这种方式结构较为简单,成本较低。

    3、然而,现有技术中的风冷散热结构效果较差,由于热量本身对散热结构也有明显的影响,常因温度过高而导致散热结构本身发生故障,需要方便进行拆除检修,现有技术中的检修结构往往不够灵活。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,用于芯片和电极件的散热,所述芯片的两端分别设置有电极件,其中,一个所述电极件的另一端连接有阳极引线,另一个所述电极件的另一端连接有阴极引线,包括设置在芯片外的散热外壳,所述散热外壳呈圆柱状,所述电极件和芯片的凹槽交接处设置有硅胶导热片,所述硅胶导热片与芯片的外侧面等高,所述硅胶导热片和芯片的外侧面上设置有导热板,所述导热板覆盖芯片和硅胶导热片的外侧面,所述导热板上设有凹槽,凹槽内插有与凹槽相匹配的散热叶,所述散热叶的另一端连接有通风道,所述通风道绕散热外壳的中心轴线呈环形分布,所述通风道绕散热外壳的中心轴线呈环形分布设置有第二通风口,所述第二通风口与通风道内部相通,所述第二通风口贯穿散热外壳,所述通风道位于散热外壳的两端处均设置有若干个第一通风口,所述第一通风口与通风道的内部连通。

    4、优选的,所述通风道的材质为铜,所述通风道环绕成一空心圆柱体。

    5、优选的,所述第二通风口成排设置,一排有七个。

    6、优选的,所述通风道和阳极引线之间设置有顶盖,所述通风道和阴极引线之间设置有底盖,用于芯片和电极件的防尘。

    7、优选的,所述通风道内设置有环柱腔,所述环柱腔内设置有超导液,所述散热叶位于通风道内的一端伸入环柱腔内,所述环柱腔朝向散热外壳的一侧设置有若干个导热条,所述导热条伸出第二通风口。

    8、优选的,所述环柱腔设置为空心圆柱体,所述散热叶与环柱腔的连接处密封,所述环柱腔和导热条的连接处密封,用于防止超导液的泄漏。

    9、优选的,所述通风道的一侧壁上设有卡扣,所述卡扣中部向内凹,所述通风道另一侧壁上设有与卡扣相匹配的卡槽,所述卡槽内部左右两侧均设有槽口,所述槽口与卡槽相连通,所述槽口内设置有弹簧,所述弹簧远离槽口的一端均固定连接有挡块,所述挡块呈直角三角形状。

    10、优选的,所述卡扣的端部尺寸大于中部的尺寸,所述挡块的一直角边与弹簧连接,所述挡块的另外一直角边向内设置,两个所述挡块相对设置。

    11、本发明的有益效果:

    12、1、本结构通过硅胶导热片的设置,不仅实现了将电极件和芯片中产生的热量转移到硅胶导热片上,且硅胶导热片也加强了电极件与芯片的连接,使得电极件与芯片的连接更加稳固,增强了功率mosfet器件的抗干扰能力,通过导热板的设置,将硅胶导热片和芯片中产生的热量转移到导热板上,导热板中的热量通过散热叶将热量集中散在通风道中,热量经过通风道并通过第一通风口和第二通风口散在散热外壳外,极大提高了电极件与芯片的散热。

    13、2、本结构利用了超导液具有很高的热传导性,使得通过散热叶传递至通风道内的热量不仅能通过第一通风口和第二通风口进行散发,也可以通过超导液的传导快速传至导热条,即散热外壳的外部,极大提高了热量从通风道内散去的效率,结构设置精巧、高效。

    14、3、本结构利用了挡块的斜面对着卡槽的入口处和弹簧的弹性势能,极大简便了将通风道卷绕安装在散热外壳的内部,且便于拆卸,从而及时的对芯片、电极件进行检修或维护,结构设置精巧,显著提高了本结构的灵活性。



    技术特征:

    1.一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,用于芯片(4)和电极件(5)的散热,所述芯片(4)的两端分别设置有电极件(5),其中,一个所述电极件(5)的另一端连接有阳极引线(2),另一个所述电极件(5)的另一端连接有阴极引线(3),其特征在于,包括设置在芯片(4)外的散热外壳(1),所述散热外壳(1)呈圆柱状,所述电极件(5)和芯片(4)的凹槽交接处设置有硅胶导热片(6),所述硅胶导热片(6)与芯片(4)的外侧面等高,所述硅胶导热片(6)和芯片(4)的外侧面上设置有导热板(10),所述导热板(10)覆盖芯片(4)和硅胶导热片(6)的外侧面,所述导热板(10)上设有凹槽,凹槽内插有与凹槽相匹配的散热叶(12),所述散热叶(12)的另一端连接有通风道(8),所述通风道(8)绕散热外壳(1)的中心轴线呈环形分布,所述通风道(8)绕散热外壳(1)的中心轴线呈环形分布设置有第二通风口(9),所述第二通风口(9)与通风道(8)内部相通,所述第二通风口(9)贯穿散热外壳(1),所述通风道(8)位于散热外壳(1)的两端处均设置有若干个第一通风口(7),所述第一通风口(7)与通风道(8)的内部连通。

    2.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述通风道(8)的材质为铜,所述通风道(8)环绕成一空心圆柱体。

    3.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述第二通风口(9)成排设置,一排有七个。

    4.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述通风道(8)和阳极引线(2)之间设置有顶盖(18),所述通风道(8)和阴极引线(3)之间设置有底盖(19),用于芯片(4)和电极件(5)的防尘。

    5.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述通风道(8)内设置有环柱腔(20),所述环柱腔(20)内设置有超导液(11),所述散热叶(12)位于通风道(8)内的一端伸入环柱腔(20)内,所述环柱腔(20)朝向散热外壳(1)的一侧设置有若干个导热条(21),所述导热条(21)伸出第二通风口(9)。

    6.根据权利要求5所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述环柱腔(20)设置为空心圆柱体,所述散热叶(12)与环柱腔(20)的连接处密封,所述环柱腔(20)和导热条(21)的连接处密封,用于防止超导液(11)的泄漏。

    7.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述通风道(8)的一侧壁上设有卡扣(13),所述卡扣(13)中部向内凹,所述通风道(8)另一侧壁上设有与卡扣(13)相匹配的卡槽(17),所述卡槽(17)内部左右两侧均设有槽口(14),所述槽口(14)与卡槽(17)相连通,所述槽口(14)内设置有弹簧(15),所述弹簧(15)远离槽口(14)的一端均固定连接有挡块(16),所述挡块(16)呈直角三角形状。

    8.根据权利要求7所述的一种具有高散热性的功率mosfet器件散热结构,其特征在于,所述卡扣(13)的端部尺寸大于中部的尺寸,所述挡块(16)的一直角边与弹簧(15)连接,所述挡块(16)的另外一直角边向内设置,两个所述挡块(16)相对设置。


    技术总结
    本发明公开了一种具有高散热性的功率MOSFET器件散热结构,包括设置在芯片外的散热外壳,电极件和芯片的凹槽交接处设置有硅胶导热片,硅胶导热片和芯片的外侧面上设置有导热板,导热板覆盖芯片和硅胶导热片的外侧面,导热板上设有凹槽,凹槽内插有与凹槽相匹配的散热叶,散热叶连接有通风道,通风道设置有第二通风口和第一通风口,本结构不仅实现了将电极件和芯片中产生的热量转移到硅胶导热片上,且硅胶导热片也加强了电极件与芯片的连接,使得电极件与芯片的连接更加稳固,通过导热板的设置,将导热板中的热量通过散热叶将热量集中散在通风道中,热量经过通风道散在散热外壳外,极大提高了电极件与芯片的散热。

    技术研发人员:李盛楠,倪侠,邹有彪,张荣,车振华,王全
    受保护的技术使用者:富芯微电子有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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