[发明专利]降低半导体功率器件结温的工艺流程

说明书

本发明涉及如何降低半导体功率器件结温的所用材料，以及安装此类材料的工艺流程。

如何使半导体功率器件的功耗在同等散热器下，降到最小，除在电路设计上采取一定线路外，就器件外部使散热效率提高到最高，对于提高功率器件的可靠性，降低生产成本是十分关键的。特别是对于在开关电源中的半导体功率器件的结温在同等条件下，如何降低得更低，对于开关电源的可靠性、体积大小方面起着关键的作用。

现有的半导体功率器件的散热工艺为：在外购的散热器上涂上一层导热膏，加绝缘材料，螺钉固定。上述工艺的缺点是由于接触面不平整，普通导电膏厚度太厚，热传导不高，绝缘膜热传导率低，时间久后回起氧化层，增加热阻力所以效果不好。按国际国内电源专家的论述，结温每降低2℃，可靠性提高10％。所以在同等散热器条件下，采用此适用工艺后，电源可靠性可提高几倍。

本发明过程克服了传统半导体功率器件的散热处理过程，避免了背景工艺流程散热效率低的特征。

本发明过程是这样实现的：将半导体功率器件的散热器的安装面先用铣床，后用磨床进行机械加工，随后用铝材化学研磨剂进行化学研磨，上述完成后，将导热绝缘片两面涂上硅脂，半导体功率器件安装面涂上硅脂，三个零件固定在一起，送入烘箱高温去潮，去潮后，立即对半导体器件喷三防材料，室温贮存1-4小时，半导体功率器件表面出现一层保护膜。铣床加工时，铣20丝至200丝，磨床磨3丝至50丝。化学研磨时间，30分钟至4小时。烘箱高温去潮过程，温度70℃-150℃，时间20分钟-2小时。高温去潮后，立即对功率器件喷三防材料，室温贮存时间2小时-3小时，功率器件表面出现一种薄膜。机械加工的光洁度为8级-12级。

经过此工艺处理后的结温与未按此工艺条件的相比，温度降低8℃-10℃。

下面结合附图对本发明的实施例进一步说明。

图1是散热器元件面机械加工和化学试剂研磨图。

图2是导热绝缘膜片，和半导体功率器件。

图3是三个零件安装固定后的整件图。

图4是按降低半导体功率器件结温的工艺流程应用的范例整件图。

图1中1是散热器元件加工面，2是加工面化学试剂研磨。

图2中1是导热绝缘薄膜，2是半导体器件。

图3中1是导热绝缘薄膜，2是半导体功率器件，3是机械加工后的散热器。

图4中1是50张导热绝缘膜，2是50只半导体功率器件，3是按发明工艺加工后的散热器。

本实施范例所用材料：铝散热器、半导体功率器件、导热/绝缘材料、硅脂、装配双面印制板、化学试剂：BMG3号铝材液体研磨剂。

工艺过程是将散热器元件安装面用铣床铣50丝，再用磨床磨5丝，在这机械加工后，将化学研磨试剂BMG3铝材液体研磨剂浇于机械加工面，进行化学研磨1小时，使光洁度达到10级以上。把50张导热/绝缘片两面涂上硅脂，贴到散热器上，再将50只场效应管2SK1358的安装面涂上硅脂后固定在散热器和绝缘片之上。整件装配完后，送到烘箱进行去潮处理。温度110℃，时间20-60分钟。去潮处理后，整件拿出烘箱，立即对半导体功率器件2SK1358进行喷涂三防材料，在常温下贮存3小时，形成一种保护膜。

按上述工艺制成的整件，在整机上输出电压36V，电流400A，有效功率14KW时，散热器表面温度仅45℃。国家标准为＜70℃。而未采用此种工艺时，温度在60℃以上。若在同样60℃情况下，体积可减少1/3，功率可提高1/5。