專利名稱：功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，尤其是指一結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、體積小、散熱效率高以及加工制造容易的散熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
舉凡工業(yè)、家電、電力系統(tǒng)、交通、商業(yè)、航空、計算機通訊到軍事用途等，都可見到電力電子使用的蹤跡，在電力電子技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，常利用功率半導(dǎo)體元件對交、直流電源加以轉(zhuǎn)換與控制，以期達到各種需求；如圖1所示，即為一常見的功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖，其整體結(jié)構(gòu)基本上由以硅(或鍺)為本質(zhì)材料所制成的晶體層10為主體，并由晶體層10向外延伸必要的電氣接腳11，利用電氣接腳11構(gòu)成整體功率半導(dǎo)體與電氣電路的接續(xù)。
當(dāng)功率半導(dǎo)體實際運作時會產(chǎn)生高溫，進而影響功率半導(dǎo)體的運作效能；也因此，一般功率半導(dǎo)體元件多會預(yù)先在晶體層10的表面固設(shè)一由銅質(zhì)材料所制的導(dǎo)熱板20，以供使用者依照電路設(shè)計的需要加裝布滿鰭片31的散熱器30，由鰭片31增加熱源與空氣接觸的面積，進而達到降低功率半導(dǎo)體溫度的目的。
然而，一般功率半導(dǎo)體的散熱作用由另一外加于導(dǎo)熱板20的散熱器30所達成，因此散熱器30與導(dǎo)熱板20之間必需穩(wěn)固結(jié)合，以避免因為散熱器30的脫落而造成短路；再者，體積小、密度低、效率更高且有價格競爭優(yōu)勢的交換式電源供應(yīng)器已是時勢所趨，故其中的功率半導(dǎo)體元件亦同樣朝向更微小的體積發(fā)展，從而將造成外加散熱器的困難，亦使所欲外加的散熱器加工精度、制造成本增加，因此功率半導(dǎo)體外加散熱器的散熱結(jié)構(gòu)，已不符體積小、密度低的電氣電路所需。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，可提高功率半導(dǎo)體的散熱效率，降低了制造成本，且不致于有松脫之虞。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其功率半導(dǎo)體于一晶體層向外延伸有復(fù)數(shù)個電氣接腳，以及在晶體層的板面固設(shè)有導(dǎo)熱板；其中該導(dǎo)熱板上布設(shè)有復(fù)數(shù)個與晶體層表面平行的孔道，各孔道貫穿導(dǎo)熱板，由復(fù)數(shù)孔道成為引導(dǎo)氣流排放的通道，構(gòu)成適用于微型化功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)。
如上所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其中，該導(dǎo)熱板的各孔道以固定的間距縱向配設(shè)。
如上所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其中，該導(dǎo)熱板的各孔道以固定的間距縱向及橫向配設(shè)。
如上所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其中，該導(dǎo)熱板的表面設(shè)有凹凸溝紋。
如上所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其中，該晶體層的兩側(cè)表面皆設(shè)有導(dǎo)熱板。
本實用新型的特點和優(yōu)點是本實用新型功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，主要在半導(dǎo)體的晶體層表面固設(shè)有由銅質(zhì)材料所制成的導(dǎo)熱板，其導(dǎo)熱板上布設(shè)有與晶體層表面平行的復(fù)數(shù)孔道，各孔道貫穿導(dǎo)熱板，以成為引導(dǎo)氣流排放的通道，并籍由復(fù)數(shù)孔道加速導(dǎo)熱板與空氣的熱交換，在導(dǎo)熱板上構(gòu)成形同散熱器的構(gòu)造，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，可提升功率半導(dǎo)體的散熱效率，導(dǎo)熱板直接固設(shè)在晶體層的表面，不致于有松脫之虞，且其結(jié)構(gòu)簡單，降低了產(chǎn)品制造成本。


圖1為公知功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型第一實施例的功率半導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)外觀立體圖。
圖3為本實用新型的散熱結(jié)構(gòu)另一使用狀態(tài)參考圖。
圖4為本實用新型第二實施例的功率半導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)外觀立體圖。
圖5為本實用新型第三實施例的功率半導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)外觀立體圖。
圖6為本實用新型第四實施例的功率半導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)外觀立體圖。
圖7為本實用新型第五實施例的功率半導(dǎo)體散熱結(jié)構(gòu)外觀立體圖。
附圖標(biāo)號說明10、晶體層 11、電氣接腳 20、導(dǎo)熱板 21、孔道22、凹凸溝紋 30、散熱器 31、鰭片具體實施方式
為了清楚了解本實用新型的結(jié)構(gòu)組成，以及整體運作方式，茲配合附圖說明如下本實用新型的功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其功率半導(dǎo)體的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，同樣由以硅(或鍺)為本質(zhì)材料所制成的晶體層10為主體，并由晶體層10向外延伸必要的電氣接腳11，以及在晶體層10的表面固設(shè)有由銅質(zhì)材料所制的導(dǎo)熱板20；其中，導(dǎo)熱板20上布設(shè)有復(fù)數(shù)個與晶體層10表面平行的孔道21，各孔道21以縱向或橫向配設(shè)的方式貫穿導(dǎo)熱板20，因此即可由各孔道21內(nèi)圈的壁面增加導(dǎo)熱板20與空氣接觸的面積，并成為引導(dǎo)氣流排放的通道。
因此，即直接在導(dǎo)熱板20上構(gòu)成形同散熱器的結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)熱板20的熱源能夠快速排放，加上導(dǎo)熱板20本身的熱傳導(dǎo)作用持續(xù)將晶體層10所產(chǎn)生的熱源析出/排放，構(gòu)成一極具散熱效率的散熱結(jié)構(gòu)；尤其，導(dǎo)熱板20直接固設(shè)在晶體層10的板面，因此可預(yù)先制作既定規(guī)格具有孔道21的導(dǎo)熱板20，并在功率半導(dǎo)體制造時與之一體成型，不但加工制造成本較低，而且不致于有松脫之虞，亦不致于增加功率半導(dǎo)體太大的體積，而更能迎合功率半導(dǎo)體朝向微小化的設(shè)計需求。
另外，一般功率半導(dǎo)體的電氣接腳11多由晶體層10的底部向下延伸，而使功率半導(dǎo)體呈直立方式與電氣電路構(gòu)成聯(lián)結(jié)，加上導(dǎo)熱板20上各孔道21呈縱向配置，故可由孔道21的縱向貫穿作用做為引導(dǎo)熱氣向上流通的通道，藉由熱氣向上流通的物理現(xiàn)象形成煙囪效應(yīng)，進一步產(chǎn)生加速熱源排放及熱交換的氣流。
如圖3所示，有些功率半導(dǎo)體的電氣接腳11由晶體層10的旁側(cè)橫向延伸再朝向下彎折，而使功率半導(dǎo)體呈橫臥方式與電氣電路構(gòu)成聯(lián)結(jié)，本實用新型的散熱結(jié)構(gòu)亦適用于此種型式的功率半導(dǎo)體，因為設(shè)在晶體層10表面的導(dǎo)熱板20同樣可經(jīng)由各孔道21內(nèi)圈的壁面增加熱源與空氣接觸的面積，并成為引導(dǎo)氣流排放的通道。
另外，本實用新型的導(dǎo)熱板20上所配設(shè)的孔道21配設(shè)方式亦可以如圖4所示，在導(dǎo)熱板20設(shè)有呈縱向配置的復(fù)數(shù)個孔道21，以及復(fù)數(shù)個呈橫向配置的孔道21，由如此的配設(shè)方式增加孔道21的配設(shè)數(shù)量，藉以提升導(dǎo)熱板20與空氣的接觸面積，以及增加散熱氣流的流通空間。
再者，如圖5所示，本實用新型的散熱結(jié)構(gòu)可另在導(dǎo)熱板20的表面設(shè)有凹凸溝紋22，由凹凸溝紋22較原本單純平整表面所增加的表面積達到輔助熱源排放的作用；當(dāng)然，整體散熱結(jié)構(gòu)在必要時，亦可以如圖6所示在晶體層10的兩側(cè)表面(亦即圖式中晶體層的正、反板面)均固設(shè)有具有孔道21以及凹凸溝紋22的導(dǎo)熱板20，以加強功率半導(dǎo)體的散熱效果。
此外，如圖7所示，前述導(dǎo)熱板20的孔道21旨在做為引導(dǎo)熱氣流通的通道，并且進一步產(chǎn)生加速熱源排放及熱交換的氣流，故其形狀亦可如圖所示，以長方形或方形而為之。
雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋之范疇。
權(quán)利要求1.一種功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其功率半導(dǎo)體于一晶體層向外延伸有復(fù)數(shù)個電氣接腳，以及在晶體層的板面固設(shè)有導(dǎo)熱板；其特征在于該導(dǎo)熱板上布設(shè)有復(fù)數(shù)個與晶體層表面平行的孔道，各孔道貫穿導(dǎo)熱板，由復(fù)數(shù)孔道成為引導(dǎo)氣流排放的通道，構(gòu)成適用于微型化功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于該導(dǎo)熱板的各孔道以固定的間距縱向配設(shè)。
3.如權(quán)利要求1所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于該導(dǎo)熱板的各孔道以固定的間距縱向及橫向配設(shè)。
4.如權(quán)利要求1所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于該導(dǎo)熱板的表面設(shè)有凹凸溝紋。
5.如權(quán)利要求1所述功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于該晶體層的兩側(cè)表面皆設(shè)有導(dǎo)熱板。
專利摘要一種功率半導(dǎo)體的散熱結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體的晶體層表面固設(shè)有由銅質(zhì)材料所制成的導(dǎo)熱板，于導(dǎo)熱板上布設(shè)有與晶體層表面平行的復(fù)數(shù)孔道，各孔道貫穿導(dǎo)熱板以成為引導(dǎo)氣流排放的通道，并加速導(dǎo)熱板與空氣進行熱交換，為一結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、體積小、散熱效率高以及加工制造容易的散熱結(jié)構(gòu)。
文檔編號H05K7/20GK2697824SQ20042005073
公開日2005年5月4日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月8日
發(fā)明者黃文彬 申請人:美麗微半導(dǎo)體股份有限公司