專利名稱：電子元件及其散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電子元件及其散熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種工作時需要做散熱處理的電子元件及其散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品已經(jīng)遍布我們工作生活的各個領(lǐng)域，而且電子產(chǎn)品有一個共有的特性就是會在通電工作時發(fā)熱，所以很多的電子產(chǎn)品都設(shè)計了散熱系統(tǒng)。最常見的發(fā)熱電子元件就是集成電路芯片，以及封裝有多個芯片或電路的功率模塊(Power Module)等。為了改善電子元件的散熱效果，一般通過在電子元件表面固定或粘貼金屬散熱器，金屬散熱器起到導(dǎo)熱和散熱的作用。如果金屬散熱器與電子元件的發(fā)熱部位沒有緊貼， 將導(dǎo)致散熱效果欠佳。散熱不好會導(dǎo)致電子元件的可靠性、功率等級的降低而最終導(dǎo)致電子元件在實(shí)際應(yīng)用的失效率增加。
實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種方便與散熱器接觸從而達(dá)到更好散熱效果的電子元件及其散熱系統(tǒng)。一種電子元件，其包括偏離所述電子元件中間位置的核心發(fā)熱部分。所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與散熱器固定連接的固定孔。一種電子元件散熱系統(tǒng)，其包括電子元件和散熱器，以及將前兩者固定在一起的固定元件，所述電子元件包括偏離所述電子元件中間位置的核心發(fā)熱部分。所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與所述散熱器固定連接的固定孔。一較佳實(shí)施例中，所述電子元件還包括用于包裹所述核心發(fā)熱部分的封裝體，所述固定孔開設(shè)在所述封裝體上，且所述封裝體上設(shè)有一與所述散熱器連接的散熱面。一較佳實(shí)施例中，所述核心發(fā)熱部分與所述封裝體上所述散熱面對應(yīng)部分為銅或招。一較佳實(shí)施例中，所述固定孔有兩個，且分別設(shè)置在電子元件的兩個相對側(cè)邊。一較佳實(shí)施例中，所述電子元件還包括次要發(fā)熱部分，所述次要發(fā)熱部分為驅(qū)動電路，所述核心發(fā)熱部分為由所述驅(qū)動電路驅(qū)動的功率半導(dǎo)體器件。一較佳實(shí)施例中，所述固定孔為半圓形缺口或通孔。上述電子元件及其散熱系統(tǒng)，由于固定孔不是在電子元件側(cè)邊的中間，而是設(shè)置在更靠近核心發(fā)熱部分的位置，相對傳統(tǒng)技術(shù)，本實(shí)用新型中的核心發(fā)熱部分與散熱器能夠更緊密的接觸/靠近，從而使得其之間的熱阻更小，散熱效果更好。
3[0013]圖1為傳統(tǒng)電子元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為圖1所示的電子元件另ー視角的理論上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為圖1所示的電子元件另ー視角的實(shí)際上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2B所示的電子元件與散熱器結(jié)合的散熱系統(tǒng)；圖4為ー優(yōu)選實(shí)施例的電子元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示的電子元件與散熱器結(jié)合的散熱系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式為了讓電子元件能達(dá)到更好的散熱效果，本實(shí)用新型提供一種發(fā)熱部分能與散熱器緊貼的電子元件。該電子元件包括核心發(fā)熱部分，所述核心發(fā)熱部分偏離所述電子元件中間位置，所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與散熱器固定連接的固定孔。下面列舉實(shí)例說明。如圖1所示，其為傳統(tǒng)電子元件10的結(jié)構(gòu)示意圖。電子元件10包括用于包裹集成電路的封裝體100，封裝體100內(nèi)的集成電路包括有驅(qū)動電路部分110(驅(qū)動芯片和被動器件)和由驅(qū)動電路部分Iio驅(qū)動的功率半導(dǎo)體器件部分120。電子元件10在工作時，熱量幾乎全部都是功率半導(dǎo)體器件部分120產(chǎn)生的，驅(qū)動電路部分110只產(chǎn)生較少的熱量，所以通常都會對功率半導(dǎo)體器件部分120做特殊的散熱設(shè)計，比如功率半導(dǎo)體器件部分120 通過陶瓷基板、DBC (直接鍵合銅)基板、IMS (鋁基板)或者高導(dǎo)熱的聚合物材料來加強(qiáng)散熱。請同時參閱圖2A，為圖1所示的電子元件10另ー視角的理論上的結(jié)構(gòu)示意圖。封裝體100上具有一散熱面102，用于將內(nèi)部集成電路產(chǎn)生的熱量向外散發(fā)。封裝體100上的兩相對側(cè)邊的中間分別還開設(shè)有固定孔130，固定孔130可以是半圓形缺ロ或通孔。固定孔 130用于通過螺絲或者鉚釘?shù)裙潭ㄔ㈦娮釉?0與散熱器(散熱片)連接在一起，使得散熱面102與散熱器相接觸(實(shí)際運(yùn)用吋，散熱面102與散熱器之間還會填充用于導(dǎo)熱的硅膠材料)。理論上，生產(chǎn)電子元件10吋，都會將散熱面102設(shè)計成ー個平面，以便于與散熱器有更好的接觸。但是，在電子元件10的制造過程中，封裝過程是在高溫下將塑封料固化。請同時參閱圖2B，由于電子元件10內(nèi)部材料的CTE(熱膨脹系數(shù))的不匹配(如銅材料的 CTE約為17ppm/°C，陶瓷材料的CTE約為7ppm/°C，塑封料材料的CTE約為15ppm/°C )，在高低溫的變化下，最終會造成電子元件10的散熱面102發(fā)生翹曲，形成ー個凸面。(圖2B中散熱面102的翹曲程度是為了方便理解而將翹曲程度擴(kuò)大化了)。請參閱圖3，為圖2B所示的電子元件10與散熱器140結(jié)合的散熱系統(tǒng)。電子元件 10通過穿過固定孔130的螺絲150與散熱器140固定在一起，電子元件10和散熱器140之間填充有導(dǎo)熱材料160。然而，封裝體100內(nèi)的核心發(fā)熱部分一一功率半導(dǎo)體器件部分120 通常不是分布在封裝體100內(nèi)的中間，而是偏向于某ー側(cè)。如圖3所示的情況，由于電子元件10的散熱面102是ー個凸面，且固定孔130又開設(shè)在封裝體100側(cè)邊的中間，這樣就會導(dǎo)致功率半導(dǎo)體器件部分120靠近固定孔130的部分距離散熱器140較近，而功率半導(dǎo)體器件部分120遠(yuǎn)離固定孔130的部分距離散熱器140較遠(yuǎn)。即功率半導(dǎo)體器件部分120對應(yīng)的散熱面102上的部分不能與散熱器140很好的接觸。功率半導(dǎo)體器件部分120離散熱器140越遠(yuǎn)，熱阻就越大，這樣的就使得整體的散熱效率較低。散熱的不好會導(dǎo)致電子元件 10的可靠性、功率等級的降低而最終導(dǎo)致電子元件10在實(shí)際應(yīng)用的失效率增加。為了解決由于電子元件表面凸起而導(dǎo)致散熱不好的問題，提出了一種方便與散熱器接觸從而達(dá)到更好散熱效果的電子元件。如圖4所示,其為一優(yōu)選實(shí)施例的電子元件20結(jié)構(gòu)示意圖。電子元件20包括方形封裝體200，封裝體200內(nèi)設(shè)有第一電路部分210和第二電路部分220。其中，第一電路部分210為次要發(fā)熱部分，第二電路部分220為核心發(fā)熱部分，且第一電路部分210和第二電路部分220均偏離封裝體200的中間位置，即如圖4所示的，第一電路部分210和第二電路部分220分別靠近封裝體200的兩相對側(cè)邊。第二電路部分220對應(yīng)的封裝體200的部分上的另外兩相對側(cè)邊的中間位置分別開設(shè)有固定孔230，即固定孔230設(shè)置在封裝體200 的兩個相對側(cè)邊上偏離中間且靠近第二電路部分220的位置。固定孔230用于通過螺絲或者鉚釘?shù)裙潭ㄔ㈦娮釉?0與散熱器(散熱片)連接在一起。請同時參閱圖5，其為圖4所示的電子元件20與散熱器240結(jié)合的散熱系統(tǒng)。電子元件20通過穿過固定孔230的螺絲250與散熱器240固定在一起，電子元件20和散熱器240之間填充有導(dǎo)熱材料260。電子元件20上設(shè)有一散熱面202，該散熱面202與散熱器140相連。從圖5中明顯可以看出，由于固定孔230更靠近第二電路部分220，那么相對圖3 所示的傳統(tǒng)技術(shù)，本實(shí)施方式中的散熱器240距離第二電路部分220對應(yīng)的散熱面202上的部分更近，即與散熱器240更緊密的接觸，從而使得其之間的熱阻更小，散熱效果更好。本實(shí)施方式中，第一電路部分210和第二電路部分220分別為驅(qū)動電路(驅(qū)動芯片和被動器件)和由驅(qū)動電路驅(qū)動的功率半導(dǎo)體器件，兩者在封裝體200中分開設(shè)置。上述中間并非一定是正中間，可以略微偏離正中間位置。所述固定孔230也未必一定是兩個, 較小的電子元件只需要一個固定孔230即可。另外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)散熱效果，所述作為核心發(fā)熱部分的第二電路部分220與封裝體200上散熱面202對應(yīng)部分設(shè)置有銅或鋁等導(dǎo)熱性能較好的金屬或者合金材料。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種電子元件，其包括偏離所述電子元件中間位置的核心發(fā)熱部分，其特征在于 所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與散熱器固定連接的固定孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在干，所述電子元件還包括用于包裹所述核心發(fā)熱部分的封裝體，所述固定孔開設(shè)在所述封裝體上，且所述封裝體上設(shè)有一與所述散熱器連接的散熱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件，其特征在干，所述核心發(fā)熱部分與所述封裝體上所述散熱面對應(yīng)部分為銅或鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在干，所述固定孔有兩個，且分別設(shè)置在電子元件的兩個相對側(cè)邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在干，所述電子元件還包括次要發(fā)熱部分， 所述次要發(fā)熱部分為驅(qū)動電路，所述核心發(fā)熱部分為由所述驅(qū)動電路驅(qū)動的功率半導(dǎo)體器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其特征在干，所述固定孔為半圓形缺ロ或通孔。
7.一種電子元件散熱系統(tǒng)，其包括電子元件和散熱器，以及將前兩者固定在一起的固定元件，所述電子元件包括偏離所述電子元件中間位置的核心發(fā)熱部分，其特征在于所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與所述散熱器固定連接的固定孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件散熱系統(tǒng)，其特征在干，所述電子元件還包括用于包裹所述核心發(fā)熱部分的封裝體，所述固定孔開設(shè)在所述封裝體上，且所述封裝體上設(shè)有一與所述散熱器連接的散熱面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述固定孔有兩個，且分別設(shè)置在電子元件的兩個相對側(cè)邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件散熱系統(tǒng)，其特征在干，所述電子元件還包括次要發(fā)熱部分，所述次要發(fā)熱部分為驅(qū)動電路，所述核心發(fā)熱部分為由所述驅(qū)動電路驅(qū)動的功率半導(dǎo)體器件。
專利摘要一種電子元件，其包括偏離所述電子元件中間位置的核心發(fā)熱部分。所述電子元件的側(cè)邊上偏離中間且靠近所述核心發(fā)熱部分的位置設(shè)有用于將所述電子元件與散熱器固定連接的固定孔。本實(shí)用新型還提供一種上述電子元件對應(yīng)的散熱系統(tǒng)。所述電子元件及其散熱系統(tǒng)，由于固定孔不是在電子元件側(cè)邊的中間，而是設(shè)置在更靠近核心發(fā)熱部分的位置，相對傳統(tǒng)技術(shù)，本實(shí)用新型中的核心發(fā)熱部分與散熱器能夠更緊密的接觸/靠近，從而使得其之間的熱阻更小，散熱效果更好。
文檔編號H05K7/20GK202307862SQ20112040208
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者馮闖, 劉杰, 張禮振 申請人:深圳市威怡電氣有限公司