用于電子元件的散熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種用于阻性元件的散熱器，該散熱器具有在阻性元件的頂部表面之上并且與阻性元件電絕緣的主體部分。該散熱器還包括從主體延伸并且與熱沉以導(dǎo)熱關(guān)系連接的一個(gè)或多個(gè)腿部部分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于電子元件的散熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及一種用于電子元件的散熱器，并且更具體地涉及一種散熱器，其用于安裝到熱沉的阻性元件。
【背景技術(shù)】
[0002]通常電子元件在正常工作時(shí)產(chǎn)生熱，其必須持續(xù)消散以確保正常工作。由于器件參數(shù)值通常隨溫度變化，過(guò)多的熱量負(fù)面地影響電子系統(tǒng)的性能。在特別高的溫度下，在規(guī)定范圍內(nèi)器件可能不再工作并且可能經(jīng)歷失效。這對(duì)于用于很多電子系統(tǒng)和器件的阻性元件尤其如此。隨著這些系統(tǒng)和器件在尺寸上持續(xù)減小，它們的電子元件的大小也必須相應(yīng)減小。盡管電子系統(tǒng)及其元件的物理尺寸已經(jīng)減小，但是這些系統(tǒng)的功率需求和其產(chǎn)生的熱并不一定按幅度減小。因而，為了為系統(tǒng)維持安全和可靠的操作溫度，必須認(rèn)真地管理由元件產(chǎn)生的熱。
[0003]阻性元件具有許多不同的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的一些缺乏有效的散熱能力。盡管阻性元件可以安裝至熱沉，因此熱通過(guò)在阻性元件和熱沉之間的熱接觸點(diǎn)傳導(dǎo)而消散，但這并不總能提供有效的散熱。在操作期間，在阻性元件的中心，典型的電阻可產(chǎn)生熱斑(例如，遠(yuǎn)離具有熱沉益處的電引線)。過(guò)熱量的阻性材料的電阻率容易改變，從而導(dǎo)致電阻在其壽命期間或者在功率過(guò)載期間移出容限。在高電流或脈沖應(yīng)用到非常小的元件時(shí)這個(gè)問(wèn)題尤其明顯。一些電阻結(jié)構(gòu)限于形狀系數(shù)較大的電阻。隨著該電阻的尺寸減小，提供充足的散熱能力愈加困難。這些散熱問(wèn)題同樣適于其它小型電子元件，例如電感、電容、半導(dǎo)體管芯和微處理器。
[0004]因而，期望提供具有增強(qiáng)的散熱能力的電子元件，例如阻性元件。還期望提供具有增強(qiáng)的散熱途徑的電子元件，其適用于小形狀系數(shù)并且可以并入現(xiàn)有系統(tǒng)。還期望提供具有增強(qiáng)的散熱途徑的電子元件，其經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、經(jīng)久耐用、操作有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]公開(kāi)了一種散熱器，其用于被安裝至熱沉上的阻性元件。該散熱器包括設(shè)置在阻性元件的頂部表面之上并且與阻性元件電絕緣的主體部分。該散熱器還包括一個(gè)或多個(gè)腿部部分，所述腿部部分從主體部分延伸且與熱沉以導(dǎo)熱關(guān)系相連接。該散熱器還包括夾在主體部分和阻性元件的頂部表面之間的熱界面材料，熱界面材料是非導(dǎo)電的。熱界面材料可以包括粘合劑。
[0006]也公開(kāi)了電阻和散熱器組件。該組件包括熱沉、安裝在熱沉上的阻性元件以及與阻性元件和熱沉相連接的散熱器。該散熱器具有設(shè)置在阻性元件上且與阻性元件電絕緣的主體部分。該組件還包括設(shè)置在熱沉和阻性元件的底部表面之間的熱界面材料的第一層，以及設(shè)置在熱阻性元件的頂部表面和散熱器的主體部分之間的熱界面材料的第二層。
[0007]也公開(kāi)了一種從阻性元件散熱的方法。該方法包括以下步驟:提供阻性元件，在熱沉上以導(dǎo)熱關(guān)系安裝阻性元件，以及提供具有主體部分和從主體部分延伸的至少一個(gè)腿部部分的散熱器。熱界面材料分配在阻性元件的頂部表面上，熱界面材料是導(dǎo)熱的和非導(dǎo)電的。散熱器設(shè)置在阻性元件之上，以使得熱界面材料夾在散熱器的主體部分和阻性元件的頂部表面之間。散熱器的腿部部分(一個(gè)或多個(gè))和熱沉以導(dǎo)熱關(guān)系相連接。
[0008]為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，
【發(fā)明內(nèi)容】
未列出本發(fā)明的所有方面，其在下面詳細(xì)描述。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]當(dāng)與附圖相結(jié)合來(lái)閱讀時(shí)，前述
【發(fā)明內(nèi)容】
以及接下來(lái)詳細(xì)描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例會(huì)更容易理解。為了示例本發(fā)明，在附圖中示出的實(shí)施例是目前優(yōu)選的。然而，應(yīng)理解為本發(fā)明不限定于示出的精確設(shè)置方式。
[0010]圖1為安裝在功率封裝上的散熱器的第一實(shí)施例的頂視圖。
[0011]圖2為沿著圖1的線2-2的剖視圖。
[0012]圖3為安裝在功率封裝上沒(méi)有阻性元件的散熱器的第二實(shí)施例的頂視圖。
[0013]圖4為沿著圖3的線4-4的剖視圖。
[0014]圖5為安裝在功率封裝上具有阻性元件的散熱器的第二實(shí)施例的頂視圖。
[0015]圖6為沿著圖5的線6-6的剖視圖。
[0016]圖7為安裝在功率封裝上的散熱器的第三實(shí)施例的頂視圖。
[0017]圖8為在圖7中示出的散熱器和功率封裝的左側(cè)視圖。
[0018]圖9為沿著圖7的線9-9的剖視圖。
[0019]圖10為具有用于容納阻性元件基座的熱沉的頂視圖。
[0020]圖11為沿著圖10的線11-11的剖視圖。
[0021]圖12為圖10中示出的安裝在熱沉上的散熱器和阻性元件的第三實(shí)施例的頂視圖。
[0022]圖13為在圖12中示出的散熱器和功率封裝的左側(cè)視圖。
[0023]圖14為沿著圖12的線14-14的剖視圖。
[0024]圖15為安裝在功率封裝上沒(méi)有阻性元件的散熱器的第四實(shí)施例的頂視圖。
[0025]圖16為沿著圖15的線16-16的剖視圖。
[0026]圖17為沿著圖15的線17-17的剖視圖。
[0027]圖18為安裝在功率封裝上具有阻性元件的散熱器的第四實(shí)施例的頂視圖。
[0028]圖19為沿著圖18的線19-19的剖視圖。
[0029]圖20為沿著圖18的線20-20的剖視圖。
[0030]圖21為沒(méi)有散熱器的阻性元件和裝配有本散熱器的阻性元件的性能對(duì)比圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]在接下來(lái)的說(shuō)明內(nèi)容中僅為了方便而非限定地使用了一些術(shù)語(yǔ)。術(shù)語(yǔ)“頂部”、“”底部表面"、“上部”、“下部”、“內(nèi)部”、“外部”指定附圖方向作為參考。術(shù)語(yǔ)包括上述提到的特定詞語(yǔ)、衍生詞以及導(dǎo)入的相似詞。
[0032]圖1和2示出根據(jù)本申請(qǐng)安裝在功率封裝50上的散熱器30的實(shí)施例。功率封裝50可包括任何表面貼裝型電子元件，例如且不限于電阻、電感、電容、半導(dǎo)體管芯或微處理器。Zandman等人的U.S.專(zhuān)利N0.7843309公開(kāi)了功率電阻的示例。為了說(shuō)明目的，在圖中示出的功率封裝50包括安裝在熱沉70上的阻性元件60。阻性元件60可以通過(guò)任何合適的方法安裝到熱沉70上，優(yōu)選是導(dǎo)熱且非導(dǎo)電的方式，以使來(lái)自阻性元件60的熱量可以通過(guò)熱沉70消散而不會(huì)使阻性元件60電短路。
[0033]阻性元件60可以例如且不限于是薄膜電阻、金屬條電阻或繞線圓柱形電阻。為了進(jìn)一步使熱量從阻性元件60消散，散熱器30連接于阻性元件60和熱沉70。
[0034]散熱器30包括主體部分34，所述主體部分設(shè)置在阻性元件60的頂部表面62之上并且與阻性元件60電絕緣，以使得散熱器30、阻性元件60和熱沉70之間的連接不會(huì)短路阻性元件60。散熱器30也包括至少一個(gè)、但是示出為兩個(gè)的腿部部分38，所述腿部部分從主體部分34延伸且與熱沉70以導(dǎo)熱關(guān)系相連接。腿部部分38優(yōu)選和散熱器30的主體部分34 —體成形。例如，散熱器30可以通過(guò)使矩形片材的相反兩側(cè)彎折而形成一個(gè)或多個(gè)腿部部分38。腿部部分38設(shè)置在阻性元件60的相反兩側(cè)面上，并且可以通過(guò)任何合適的方法與熱沉70相連接，以允許熱量從散熱器30轉(zhuǎn)移到熱沉70。例如且不限于腿部部分38可通過(guò)焊接、鍛接、銅焊、機(jī)械緊固件或?qū)嵴澈蟿┻B接到熱沉70。散熱器30可用任何具有要求的熱轉(zhuǎn)移特性的材料形成，例如導(dǎo)電金屬。例如，散熱器30可由銅制成，其具有相對(duì)低的成本、高的導(dǎo)熱率以及可以被焊接到熱沉70。
[0035]為了進(jìn)一步將散熱器30的主體部分34緊固到功率封裝50，同時(shí)確保散熱器30電絕緣于阻性元件60，可以在散熱器30的主體部分34和阻性元件60的頂部表面62之間設(shè)置熱界面材料80。熱界面材料80也可設(shè)置在阻性元件60的側(cè)面上，以填充阻性元件60和散熱器30的腿部部分38之間的任何空隙。熱界面材料80可以是任何合適的具有需要的熱轉(zhuǎn)移特性的非導(dǎo)電材料。優(yōu)選地，熱界面材料80包括粘合劑，以使散熱器30的主體部分34粘合到阻性元件60。這最大化了阻性元件60、熱界面材料80和散熱器30之間的接觸面積，以提高熱量消散效率和強(qiáng)化組件的結(jié)構(gòu)整體性。如圖2所示，組件優(yōu)選包括設(shè)置在熱沉70和阻性元件60的底部表面64之間的熱界面材料80的第一層82。如果熱界面材料80包括粘合劑，熱界面材料80的第一層82可用于將阻性元件60安裝到熱沉70。
[0036]當(dāng)熱界面材料80是用于將阻性元件60安裝到熱沉70的唯一元件時(shí)，熱界面材料80必須包括足夠強(qiáng)度的粘合劑，以避免在組件包覆成型期間阻性元件60從熱沉70脫落。熱界面材料80的第二層84可設(shè)置在阻性元件60的頂部表面62和散熱器30的主體部分34之間，以在阻性元件60和散熱器30之間提供導(dǎo)熱而非導(dǎo)電連接。
[0037]除了粘合劑，熱界面材料80可以包括具有高導(dǎo)熱率而低導(dǎo)電率的固體顆粒。例如且不限于熱界面材料80可包括具有球形氧化鋁顆?；虻痤w粒的聚合物。球形氧化鋁或氮化硼顆粒在阻性元件60和散熱器30之間提供電絕緣和熱量消散，并且也作為阻性元件60和散熱器30間的隔離物。需要的間距可以通過(guò)調(diào)整熱界面材料80中的球體的直徑達(dá)到。商業(yè)上有效的粘合劑的示例包括Bergquist Liquie-Bond? SA2000和Caledon(XD-120A50，它們可以用作熱界面材料80。
[0038]如圖1和圖2所示，在相反兩端一對(duì)電引線66連接到阻性元件60的頂部表面62，從而在引線66之間留下暴露面積。在眾所周知的表面貼裝型電阻封裝中，來(lái)自電阻的熱量通過(guò)對(duì)流從電阻頂部表面暴露的面積上的空氣流動(dòng)消散。本散熱器30增加了消散量，因?yàn)閬?lái)自阻性元件60的頂部表面62的熱量現(xiàn)在能夠通過(guò)傳導(dǎo)到散熱器30的主體部分34轉(zhuǎn)移，并且向下通過(guò)腿部部分38進(jìn)入熱沉70。為了最大化通過(guò)散熱器30的熱量消散，散熱器30的主體部分34優(yōu)選基本覆蓋阻性元件60的頂部表面62的全部暴露面積，如圖1所示。
[0039]在具有本散熱器30的功率封裝50中，來(lái)自阻性元件60的頂部表面62的熱量的大約80-90%通過(guò)散熱器30的腿部部分38向下消散入熱沉70中，而大約10%的熱量通過(guò)對(duì)流從散熱器30的主體部分34上的空氣流動(dòng)消散。在阻性元件60的頂部表面62上設(shè)置散熱器30也提供機(jī)械優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谙旅嬗懻摰慕M裝期間，具有安裝到熱沉70的阻性元件60的功率封裝50常常經(jīng)受模制成型操作，且沒(méi)有充分緊固至熱沉70的阻性元件60可能在模制成型期間分離。散熱器30的存在有助于阻性元件60在模制成型操作期間保持就位。
[0040]散熱器30和功率封裝50組件可以選擇性地通過(guò)使用合適的環(huán)氧模制成型化合物被包覆成型。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解不同化合物和方法可用作包覆成型操作，這取決于組件的特定需求和特征。例如且不限定于保護(hù)性涂層可被應(yīng)用到散熱器30和功率封裝50，以覆蓋將被包覆成型的部分。此保護(hù)性涂層用于緩沖包覆成型部分的由模制成型化合物粘合到組件導(dǎo)致的應(yīng)力。散熱器30和功率封裝50組件然后放入模制成型腔中，所述模制成型腔隨后用環(huán)氧模制成型化合物填充。模制成型腔可以被成形為使得熱沉70的不包括阻性元件60和散熱器30的側(cè)面接觸于模制成型腔，因此所述側(cè)面不會(huì)被包覆成型且仍保持暴露在包覆成型組件的背面上。這提供一配合面，用以在外部熱沉或機(jī)殼上安裝熱沉70，以完成熱量轉(zhuǎn)移。
[0041]可替代包覆成型的選項(xiàng)是用保形涂層涂覆散熱器30和熱沉70的阻性元件60側(cè)面，同時(shí)將熱沉70的另一側(cè)面暴露以配合外部熱沉或機(jī)殼。這種操作實(shí)現(xiàn)更低的制造成本，但是相比于包覆成型提供更小的機(jī)械強(qiáng)度。在散熱器30和功率封裝50組件被模制成型后，執(zhí)行去材料操作，以從散熱器30、阻性元件60和熱沉70的邊緣去除任何多余的模制成型化合物。
[0042]如圖21所示，本散熱器30可以顯著增加在功率封裝50中的阻性元件60的熱量消散。測(cè)試在以下電阻上進(jìn)行:如Rainer等人的U.S.專(zhuān)利N0.5604477所描述的、沒(méi)有任何散熱器的頂部安裝型WSL功率金屬條電阻；如圖1和2所示地組裝的、具有由銅形成的大約0.17英寸寬和0.01英寸厚的散熱器的頂部安裝型WSL功率金屬條電阻。Caledon(XD-120A50材料作為熱界面材料，其第一層設(shè)置在電阻和熱沉之間，且第二層設(shè)置在電阻和散熱器之間。沒(méi)有任何散熱器的頂部安裝型電阻比具有本散熱器30的頂部安裝型電阻在應(yīng)用功率的每個(gè)級(jí)別上產(chǎn)生更大的溫升。在測(cè)試中，從O到20瓦的功率范圍被施加到每個(gè)電阻配置。沒(méi)有任何散熱器的頂部安裝型電阻產(chǎn)生的平均溫升為14.9°C /瓦，同時(shí)具有本散熱器30的頂部安裝型電阻僅產(chǎn)生的平均溫升為11.250C /瓦。通過(guò)使熱量從阻性元件到熱沉，散熱器30被證明在增加熱量消散上是非常有效的。
[0043]盡管圖1和圖2示出的散熱器30被形成為單獨(dú)的元件，所述散熱器在阻性元件60被安裝到熱沉70上之后被連接到功率封裝50，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，散熱器30也可在阻性元件60被安裝之前連接到熱沉70，或者和熱沉70 —體成形。圖3和圖4示出與熱沉70 —體成形以形成電阻器殼的散熱器30。一體散熱器30可以是與熱沉70分離的子組件，所述子組件與熱沉成為一體。可選地，一體散熱器30可以通過(guò)沖孔和形成工藝或通過(guò)加工直接在熱沉70上形成。盡管顯示兩個(gè)腿部部分，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解為可使用一個(gè)或多個(gè)腿。圖3和圖4中不出的一體散熱器30包括主體部分34和從主體部分34延伸以連接熱沉70的兩個(gè)腿部部分。具有一體熱沉70和散熱器30是有利的，因?yàn)檫@樣的組件強(qiáng)化了功率封裝的結(jié)構(gòu)一體性且加快了組裝。
[0044]如圖5和圖6所示，阻性元件60可以被安裝到已經(jīng)包括散熱器30的熱沉70。為了確保阻性元件60以導(dǎo)熱但是非導(dǎo)電方式連接于熱沉70和散熱器30，熱界面材料80 (如以上參考圖1和圖2討論的)設(shè)置在熱沉70和散熱器30之間的空隙。如圖6所示，熱界面材料80優(yōu)選設(shè)置成在熱沉70和阻性元件60的底部表面64之間形成熱界面材料80的第一層82，并且在阻性元件60的頂部表面62和散熱器30的主體部分34之間形成熱界面材料80的第二層84。例如且不限定于阻性元件60可以在熱沉70和散熱器30之間設(shè)置并且保持就位，然后該熱界面材料80注入到該空隙并且包圍阻性元件60。該熱界面材料80優(yōu)選包括粘合劑以將阻性元件60緊固至熱沉70和散熱器30。在安裝阻性元件60之后，一對(duì)電引線66可連接至阻性兀件60的頂部表面62。在使用一體散熱器30的情況下，由于一體散熱器30為阻性元件提供可靠的殼，在接下來(lái)的包覆成型工序期間阻性元件60從熱沉70分裂的風(fēng)險(xiǎn)非常小。
[0045]如上所述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到阻性元件60可以具有不同的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)。盡管圖1-2和5-6中示出的阻性元件60具有基本上平坦和矩形的主體，但圖7-9、12-14和18-20示出具有基本圓柱形主體的形狀。圖7-9示出圓柱形阻性元件90，例如軸向引線型電阻，其安裝在具有設(shè)置在阻性元件90上的散熱器的熱沉70之上。如上參考矩形阻性元件60所述，圓柱形阻性元件90優(yōu)選以導(dǎo)熱且非導(dǎo)電方式安裝到熱沉70，以避免短路阻性元件90。
[0046]如圖8和9所示，阻性元件90可以通過(guò)使用包含粘合劑的熱界面材料80而安裝到熱沉70。同樣的熱界面材料80也被用于在阻性元件90和散熱器100之間提供導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)連接。類(lèi)似于參考上述圖1-2和5-6討論的散熱器30，散熱器100也包括在兩個(gè)腿部部分108之間延伸的主體部分104。散熱器100的主體部分104和腿部部分108通過(guò)熱界面材料80連接于阻性元件90，所述熱界面材料優(yōu)選設(shè)置在阻性元件90的整個(gè)外表面上，以使來(lái)自阻性元件90的熱量可以導(dǎo)入散熱器100和通過(guò)腿部部分108導(dǎo)入熱沉70。散熱器100的腿部部分108通過(guò)任何合適的方法連接到熱沉70，例如焊接。在散熱器100設(shè)置在阻性元件90上之后，一對(duì)電引線96可以連接到阻性元件90的相反軸端98?？蛇x地，在散熱器100設(shè)置在阻性元件90上之前，或以下參考圖15-17描述的在阻性元件90插入一體散熱器和熱沉組件之前，電引線對(duì)96連接到阻性元件90的相反軸端98。
[0047]為了簡(jiǎn)化和確保阻性元件90的安裝，熱沉70包括形狀可以容納阻性元件90的一部分的基座72。如圖10和11所示，基座72和熱沉70 —體成形且包括對(duì)應(yīng)于阻性元件90形狀的曲線鞍部74，以使阻性元件90易于安裝到熱沉70而無(wú)需移動(dòng)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員意識(shí)到基座72可以成形為容納不同電阻形狀和尺寸的形狀且并不限定于圖10和11中示出的特定設(shè)置方式。
[0048]圖12-14示出安裝至熱沉70的具有基座72的阻性元件90，在阻性元件90上設(shè)置有散熱器100。如上所述，阻性元件90可通過(guò)使用具有粘合劑的熱界面材料80而以導(dǎo)熱而不導(dǎo)電的方式連接至基座72。在將阻性元件90放置在基座72中之前，熱界面材料80可以分配在基座的曲線鞍部74上。散熱器100連接于阻性元件90和熱沉70，同時(shí)鞍部74的彎折側(cè)面阻止阻性元件90在熱沉70上旋轉(zhuǎn)。如圖14所示，基座72的尺寸被設(shè)置為使得散熱器100的兩個(gè)腿部部分108接觸基座72的相反兩側(cè)，這進(jìn)一步有助于從散熱器100至熱沉70的熱量轉(zhuǎn)移。
[0049]如上參考圖3和4所述，為圓柱形阻性元件90配置的散熱器也可在阻性元件90安裝至熱沉70之前附接于熱沉70,或者與熱沉70 —體成形。如圖15-17所示,熱沉70可包括一體成形的基座72和散熱器110。散熱器110可形成為按規(guī)定尺寸制造以容納阻性元件90和熱界面材料80的圓柱形套。如圖18和19所示，散熱器110可設(shè)置在基座72的曲線鞍部74中，并且優(yōu)選具有比基座72小的軸向?qū)挾?，因此阻性元?0的端蓋92也可由基座72支撐。散熱器110可以通過(guò)任何合適的方法連接到基座72，且可以與基座72和熱沉70被一體模制成型以形成一體單元?？商娲兀崞?10和基座72可以是與熱沉70分離的子組件，所述散熱器隨后與熱沉70成為一體。散熱器110和基座72還可通過(guò)沖孔和形成工藝、沖壓或加工直接形成在熱沉70上。
[0050]如圖18-20所述，圓柱形阻性元件90可以安裝至包括一體基座72和散熱器110在內(nèi)的熱沉70。阻性元件90被插入到散熱器110中且保持就位，并且熱界面材料80被注入以填充散熱器110和阻性元件90之間的空隙。如圖20所示，熱界面材料80優(yōu)選包圍阻性元件90的整個(gè)外表面，以使來(lái)自阻性元件90的熱量可以高效地傳入散熱器110并且通過(guò)基座72進(jìn)入熱沉70。
[0051]參考圖18和19，阻性元件90可包括設(shè)置在主體部分94的相反軸向末端以用于連接至電引線96的兩個(gè)端蓋92。每個(gè)端蓋92都可具有比阻性元件90的主體部分94大的直徑。在熱沉70的基座72具有比散熱器110大的軸向?qū)挾忍?，可在與散熱器110鄰近的基座72的曲線鞍部74上分配額外的熱界面材料180，以使該端蓋92由基座72支撐并且以導(dǎo)熱方式連接到基座72。該結(jié)構(gòu)使來(lái)自阻性元件90的額外熱量通過(guò)端蓋92消散，所述端蓋與散熱器110不熱接觸、但與熱沉70的基座72連接并熱接觸。
[0052]還公開(kāi)了一種從阻性元件散熱的方法。該方法包括如下步驟:提供阻性元件60、90，以導(dǎo)熱關(guān)系將阻性元件60、90安裝在熱沉70上，并且提供具有主體部分34、104和從主體部分34、104延伸的至少一個(gè)腿部部分38、108的散熱器30、100。該方法還包括如圖2、9和14所示的在阻性元件60、90的頂部表面分配熱界面材料80的步驟，該熱界面材料80為任何導(dǎo)熱且不導(dǎo)電的材料。該散熱器30、100設(shè)置在阻性元件60、90之上，以使熱界面材料80夾在散熱器30、100的主體部分34、104和阻性元件60、90的頂部表面之間。
[0053]熱界面材料80選擇性地包括將散熱器30、100結(jié)合到阻性元件60、90上的粘合齊U。另外，熱界面材料可以被用于在熱沉70上安裝阻性元件60、90。散熱器30、100的兩個(gè)腿部部分38、108可通過(guò)任何合適的方式以導(dǎo)熱關(guān)系連接至熱沉70。該方法可還包括將散熱器30、100、阻性元件60、90和熱沉70模制成型在一起的可選步驟。可替代地，如上參考圖3-6和15-20所述的，在安裝阻性元件60、90之前，散熱器30、100可連接至熱沉70并一起模制成型為一體單元。
[0054]盡管已經(jīng)如此詳細(xì)的描述本散熱器，但應(yīng)意識(shí)到并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解在不改變發(fā)明理念及其體現(xiàn)的原則的情況下可以做出許多物理改變，其中僅少數(shù)在上述詳細(xì)描述中示例。還應(yīng)意識(shí)到許多實(shí)施例可能合并僅部分優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的理念及其原則體現(xiàn)出那些沒(méi)有改變的部分。因此，本實(shí)施例和優(yōu)選的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為在所有方面都是作為示例性和說(shuō)明性的、并且不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱器，其用于安裝在熱沉上的阻性元件，所述散熱器包括: 設(shè)置在阻性元件的頂部表面上并與阻性元件電絕緣的主體部分； 從主體部分延伸并且與熱沉以導(dǎo)熱關(guān)系連接的至少一個(gè)腿部部分。
2.如權(quán)利要求1所示的散熱器，還包括夾在所述主體部分和阻性元件的頂部表面之間的熱界面材料，所述熱界面材料不導(dǎo)電。
3.如權(quán)利要求1所示的散熱器，還包括兩個(gè)腿部部分，其中所述兩個(gè)腿部部分設(shè)置在阻性元件的相反兩側(cè)上。
4.如權(quán)利要求1所示 的散熱器，其中，所述熱界面材料包括粘合劑。
5.如權(quán)利要求1所示的散熱器，其中，所述主體部分基本上覆蓋所述阻性元件的頂部表面的所有暴露區(qū)域。
6.一種電阻和散熱器組件，所述散熱器組件包括: 熱沉； 安裝在熱沉上的阻性元件； 與阻性元件和熱沉相連的散熱器，所述散熱器具有在阻性元件上設(shè)置并且與阻性元件電絕緣的主體部分， 在熱沉和阻性元件的底部表面之間設(shè)置的熱界面材料的第一層；和 在阻性元件的頂部表面和散熱器的主體部分之間設(shè)置的熱界面材料的第二層。
7.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，還包括連接至阻性元件的相反末端的一對(duì)引線，所述散熱器設(shè)置在所述一對(duì)引線之間。
8.如權(quán)利要求7所述的電阻和散熱器組件，其中，阻性元件的頂部表面具有在所述一對(duì)引線之間的暴露區(qū)域，所述暴露區(qū)域基本上由散熱器全部覆蓋。
9.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，所述散熱器包括至少一個(gè)腿部部分，所述腿部部分從主體部分延伸且設(shè)置在阻性元件的至少一側(cè)上，所述腿部部分與熱沉以導(dǎo)熱關(guān)系相連。
10.如權(quán)利要求9所述的電阻和散熱器組件，其中，所述腿部部分與散熱器的主體部分一體成形。
11.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，熱界面材料的所述第一和第二層不導(dǎo)電。
12.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，熱界面材料的所述第一和第二層包括粘合劑。
13.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，熱界面材料的所述第一和第二層均包括球形氧化鋁或氮化硼顆粒。
14.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，所述散熱器由導(dǎo)熱材料形成。
15.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，所述阻性元件具有基本矩形的主體。
16.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，所述阻性元件具有基本圓柱形的主體。
17.如權(quán)利要求6所述的電阻和散熱器組件，其中，所述熱沉包括將阻性元件的一部分容納的一體基座。
18.—種從阻性元件散熱的方法，所述方法包括: 提供阻性元件； 以導(dǎo)熱關(guān)系將阻性元件安裝在熱沉上； 提供具有主體部分和從主體部分延伸的至少一個(gè)腿部部分的散熱器； 在阻性元件的頂部表面上分配熱界面材料，所述熱界面材料導(dǎo)熱且不導(dǎo)電； 在阻性元件之上設(shè)置散熱器，以使熱界面材料夾在散熱器的主體部分和阻性元件的頂部表面之間；以及 以導(dǎo)熱關(guān)系將散熱器的至少一個(gè)腿部部分連接于熱沉。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括將散熱器、阻性元件和熱沉一起模制成型的步驟。
20.權(quán)利要求18所述的方法，其中，熱界面材料具有粘合劑，并且將阻性元件安裝在熱沉上的步驟包括在所述熱沉和所述`阻性元件的底部表面之間設(shè)置熱界面材料層。
【文檔編號(hào)】H01L23/36GK103563073SQ201280021829
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月3日
【發(fā)明者】C·L·史密斯, T·L·懷亞特, T·L·韋克 申請(qǐng)人:韋沙戴爾電子公司