專利名稱：一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，屬于航天總體技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，航天器電源系統(tǒng)的功率容量不斷增加，通信系列衛(wèi)星的功率從(2 3) kW增加到(8 10) kff,最新一代的大容量通信衛(wèi)星的功率將增加到(20 30) kff,設(shè)計壽命不斷提高，此外，為了降低發(fā)射成本和提高有效載荷的容量，要求電子設(shè)備的條件和重量不斷減小，由此導(dǎo)致的電源等電子產(chǎn)品大功率器件的熱設(shè)計問題非常突出。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，解決陶瓷封裝功率器件的熱設(shè)計和輕量化等問題。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，包括底座、陶瓷電路板和功率器件；底座的上表面與陶瓷電路板通過真空釬焊連接，陶瓷電路板與底座接觸的表面為敷銅面，陶瓷電路板的另一面為連接線路，且焊接有功率器件。所述底座米用招基碳化娃材料。底座的下表面涂有導(dǎo)熱娃脂。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(I)解決了陶瓷封裝功率器件的熱傳導(dǎo)問題，安裝在陶瓷基板上的功率器件到安裝面之間的熱阻小于O. rc /W，可以有效地降低功率器件的溫度，提高產(chǎn)品的可靠性。(2)鋁基碳化硅載體組件充分考慮了不同材料之間的應(yīng)力匹配問題，通過真空環(huán)境中使用釬焊連接的方式，可以保證載體組件的工藝可靠性。(3)本實用新型結(jié)構(gòu)具有體積小、重量輕、可維修性好、安裝密度高和高可靠等特點，特別適合于長壽命、高可靠宇航電子產(chǎn)品使用，有廣闊的應(yīng)用空間。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
本實用新型主要針對SMD系列陶瓷封裝功率器件的安裝，由于采用鋁基碳化硅載體組件結(jié)構(gòu)，功率器件、陶瓷電路板2和鋁基碳化硅底座I之間通過釬焊形成一體化結(jié)構(gòu)，安裝在陶瓷電路板2上的功率器件到安裝面之間的熱阻小于O. rc /W，可以保證大功率器件具有良好的熱設(shè)計，功率器件與安裝面之間的溫差達(dá)到最小，同時由于鋁基碳化硅比重輕，僅為3. 9g/m3，不到鑰銅比重的2/5，因此能極大地降低陶瓷板組件的重量。為了保證功率器件的安裝應(yīng)力和由于環(huán)境溫度變化引起的微應(yīng)力達(dá)到最小，功率器件殼體、陶瓷電路板2和鋁基碳化硅底座I材料之間的線膨脹系數(shù)非常接近，在環(huán)境溫度變化的情況下，可以保證產(chǎn)品在設(shè)計壽命中具有高的可靠性，不會發(fā)生由于微應(yīng)力導(dǎo)致功率器件的失效。由于功率器件、陶瓷電路板2和安裝載體之間通過釬焊形成一體化結(jié)構(gòu)，為了保證焊接質(zhì)量和良好的熱傳導(dǎo)性能，在釬焊工藝中嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，并通過X光檢測等方法保證焊接面的氣泡含量低于30%，保證了載體組件的參數(shù)一致性和性能指標(biāo)。按照功率器件及外圍電路的要求，在陶瓷電路板正面形成連接線路，在陶瓷電路板背面形成敷銅面，為了實現(xiàn)與底座的釬焊工藝，對底座的焊接表面進(jìn)行處理，形成可焊性界面，底座的另一面直接安裝在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，需要保證表面的平整性，釬焊時首先完成陶瓷電路板與底座的焊接，為了保證焊接質(zhì)量，釬焊接需要在真空環(huán)境中完成，經(jīng)檢測合格后，最后完成功率器件與陶瓷電路板的焊接。綜上，如圖I所示，本實用新型散熱結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)成如下包括底座I、陶瓷電路板2和功率器件3 ;底座I的上表面與陶瓷電路板2通過真空釬焊連接，陶瓷電路板2與底座I接觸的表面為敷銅面，陶瓷電路板2的另一面為連接線路，且焊接有功率器件3。底座I采用鋁基碳化硅材料且底座I的下表面涂有導(dǎo)熱硅脂保證載體組件的熱傳導(dǎo)性能。本實用新型未詳細(xì)說明的部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。權(quán)利要求1.一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于包括底座(I)、陶瓷電路板(2)和功率器件(3);底座(I)的上表面與陶瓷電路板(2)通過真空釬焊連接，陶瓷電路板(2)與底座(I)接觸的表面為敷銅面，陶瓷電路板(2)的另一面為連接線路，且焊接有功率器件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述底座(I)采用鋁基碳化硅材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于底座(I)的下表面涂有導(dǎo)熱硅脂。
專利摘要一種基于鋁基碳化硅的陶瓷封裝功率元器件散熱結(jié)構(gòu)，包括底座、陶瓷電路板和功率器件；底座的上表面與陶瓷電路板通過真空釬焊連接，陶瓷電路板與底座接觸的表面為敷銅面，陶瓷電路板的另一面為連接線路，且焊接有功率器件，底座采用鋁基碳化硅材料且底座的下表面涂有導(dǎo)熱硅脂。本實用新型在保證可靠性的前提下，解決陶瓷封裝功率器件的熱設(shè)計和輕量化等問題。
文檔編號H01L23/373GK202454549SQ20122005211
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者紀(jì)志坡, 郭傳偉, 高偉娜 申請人:北京衛(wèi)星制造廠