CN202307862U - 电子元件及其散热系统 - Google Patents
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Abstract
一种电子元件，其包括偏离所述电子元件中间位置的核心发热部分。所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与散热器固定连接的固定孔。本实用新型还提供一种上述电子元件对应的散热系统。所述电子元件及其散热系统，由于固定孔不是在电子元件侧边的中间，而是设置在更靠近核心发热部分的位置，相对传统技术，本实用新型中的核心发热部分与散热器能够更紧密的接触/靠近，从而使得其之间的热阻更小，散热效果更好。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种工作时需要做散热处理的电子元件及其散热系统。
【背景技术】
电子产品已经遍布我们工作生活的各个领域，而且电子产品有一个共有的特性就是会在通电工作时发热，所以很多的电子产品都设计了散热系统。最常见的发热电子元件就是集成电路芯片，以及封装有多个芯片或电路的功率模块(Power Module)等。
为了改善电子元件的散热效果，一般通过在电子元件表面固定或粘贴金属散热器，金属散热器起到导热和散热的作用。如果金属散热器与电子元件的发热部位没有紧贴，将导致散热效果欠佳。散热不好会导致电子元件的可靠性、功率等级的降低而最终导致电子元件在实际应用的失效率增加。
【实用新型内容】
基于此，有必要提供一种方便与散热器接触从而达到更好散热效果的电子元件及其散热系统。
一种电子元件，其包括偏离所述电子元件中间位置的核心发热部分。所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与散热器固定连接的固定孔。
一种电子元件散热系统，其包括电子元件和散热器，以及将前两者固定在一起的固定元件，所述电子元件包括偏离所述电子元件中间位置的核心发热部分。所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与所述散热器固定连接的固定孔。
一较佳实施例中，所述电子元件还包括用于包裹所述核心发热部分的封装体，所述固定孔开设在所述封装体上，且所述封装体上设有一与所述散热器连接的散热面。
一较佳实施例中，所述核心发热部分与所述封装体上所述散热面对应部分为铜或铝。
一较佳实施例中，所述固定孔有两个，且分别设置在电子元件的两个相对侧边。
一较佳实施例中，所述电子元件还包括次要发热部分，所述次要发热部分为驱动电路，所述核心发热部分为由所述驱动电路驱动的功率半导体器件。
一较佳实施例中，所述固定孔为半圆形缺口或通孔。
上述电子元件及其散热系统，由于固定孔不是在电子元件侧边的中间，而是设置在更靠近核心发热部分的位置，相对传统技术，本实用新型中的核心发热部分与散热器能够更紧密的接触/靠近，从而使得其之间的热阻更小，散热效果更好。
【附图说明】
图1为传统电子元件的结构示意图；
图2A为图1所示的电子元件另一视角的理论上的结构示意图；
图2B为图1所示的电子元件另一视角的实际上的结构示意图；
图3为图2B所示的电子元件与散热器结合的散热系统；
图4为一优选实施例的电子元件结构示意图；
图5为图4所示的电子元件与散热器结合的散热系统。
【具体实施方式】
为了让电子元件能达到更好的散热效果，本实用新型提供一种发热部分能与散热器紧贴的电子元件。该电子元件包括核心发热部分，所述核心发热部分偏离所述电子元件中间位置，所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与散热器固定连接的固定孔。下面列举实例说明。
如图1所示，其为传统电子元件10的结构示意图。电子元件10包括用于包裹集成电路的封装体100，封装体100内的集成电路包括有驱动电路部分110(驱动芯片和被动器件)和由驱动电路部分110驱动的功率半导体器件部分120。电子元件10在工作时，热量几乎全部都是功率半导体器件部分120产生的，驱动电路部分110只产生较少的热量，所以通常都会对功率半导体器件部分120做特殊的散热设计，比如功率半导体器件部分120通过陶瓷基板、DBC(直接键合铜)基板、IMS(铝基板)或者高导热的聚合物材料来加强散热。
请同时参阅图2A，为图1所示的电子元件10另一视角的理论上的结构示意图。封装体100上具有一散热面102，用于将内部集成电路产生的热量向外散发。封装体100上的两相对侧边的中间分别还开设有固定孔130，固定孔130可以是半圆形缺口或通孔。固定孔130用于通过螺丝或者铆钉等固定元件将电子元件10与散热器(散热片)连接在一起，使得散热面102与散热器相接触(实际运用时，散热面102与散热器之间还会填充用于导热的硅胶材料)。
理论上，生产电子元件10时，都会将散热面102设计成一个平面，以便于与散热器有更好的接触。但是，在电子元件10的制造过程中，封装过程是在高温下将塑封料固化。请同时参阅图2B，由于电子元件10内部材料的CTE(热膨胀系数)的不匹配(如：铜材料的CTE约为17ppm/℃，陶瓷材料的CTE约为7ppm/℃，塑封料材料的CTE约为15ppm/℃)，在高低温的变化下，最终会造成电子元件10的散热面102发生翘曲，形成一个凸面。(图2B中散热面102的翘曲程度是为了方便理解而将翘曲程度扩大化了)。
请参阅图3，为图2B所示的电子元件10与散热器140结合的散热系统。电子元件10通过穿过固定孔130的螺丝150与散热器140固定在一起，电子元件10和散热器140之间填充有导热材料160。然而，封装体100内的核心发热部分一一功率半导体器件部分120通常不是分布在封装体100内的中间，而是偏向于某一侧。如图3所示的情况，由于电子元件10的散热面102是一个凸面，且固定孔130又开设在封装体100侧边的中间，这样就会导致功率半导体器件部分120靠近固定孔130的部分距离散热器140较近，而功率半导体器件部分120远离固定孔130的部分距离散热器140较远。即功率半导体器件部分120对应的散热面102上的部分不能与散热器140很好的接触。功率半导体器件部分120离散热器140越远，热阻就越大，这样的就使得整体的散热效率较低。散热的不好会导致电子元件10的可靠性、功率等级的降低而最终导致电子元件10在实际应用的失效率增加。
为了解决由于电子元件表面凸起而导致散热不好的问题，提出了一种方便与散热器接触从而达到更好散热效果的电子元件。
如图4所示，其为一优选实施例的电子元件20结构示意图。电子元件20包括方形封装体200，封装体200内设有第一电路部分210和第二电路部分220。其中，第一电路部分210为次要发热部分，第二电路部分220为核心发热部分，且第一电路部分210和第二电路部分220均偏离封装体200的中间位置，即如图4所示的，第一电路部分210和第二电路部分220分别靠近封装体200的两相对侧边。第二电路部分220对应的封装体200的部分上的另外两相对侧边的中间位置分别开设有固定孔230，即固定孔230设置在封装体200的两个相对侧边上偏离中间且靠近第二电路部分220的位置。固定孔230用于通过螺丝或者铆钉等固定元件将电子元件20与散热器(散热片)连接在一起。
请同时参阅图5，其为图4所示的电子元件20与散热器240结合的散热系统。电子元件20通过穿过固定孔230的螺丝250与散热器240固定在一起，电子元件20和散热器240之间填充有导热材料260。电子元件20上设有一散热面202，该散热面202与散热器140相连。
从图5中明显可以看出，由于固定孔230更靠近第二电路部分220，那么相对图3所示的传统技术，本实施方式中的散热器240距离第二电路部分220对应的散热面202上的部分更近，即与散热器240更紧密的接触，从而使得其之间的热阻更小，散热效果更好。
本实施方式中，第一电路部分210和第二电路部分220分别为驱动电路(驱动芯片和被动器件)和由驱动电路驱动的功率半导体器件，两者在封装体200中分开设置。上述中间并非一定是正中间，可以略微偏离正中间位置。所述固定孔230也未必一定是两个，较小的电子元件只需要一个固定孔230即可。另外，为了进一步增强散热效果，所述作为核心发热部分的第二电路部分220与封装体200上散热面202对应部分设置有铜或铝等导热性能较好的金属或者合金材料。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电子元件，其包括偏离所述电子元件中间位置的核心发热部分，其特征在于：所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与散热器固定连接的固定孔。
2.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述电子元件还包括用于包裹所述核心发热部分的封装体，所述固定孔开设在所述封装体上，且所述封装体上设有一与所述散热器连接的散热面。
3.根据权利要求2所述的电子元件，其特征在于，所述核心发热部分与所述封装体上所述散热面对应部分为铜或铝。
4.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述固定孔有两个，且分别设置在电子元件的两个相对侧边。
5.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述电子元件还包括次要发热部分，所述次要发热部分为驱动电路，所述核心发热部分为由所述驱动电路驱动的功率半导体器件。
6.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述固定孔为半圆形缺口或通孔。
7.一种电子元件散热系统，其包括电子元件和散热器，以及将前两者固定在一起的固定元件，所述电子元件包括偏离所述电子元件中间位置的核心发热部分，其特征在于：所述电子元件的侧边上偏离中间且靠近所述核心发热部分的位置设有用于将所述电子元件与所述散热器固定连接的固定孔。
8.根据权利要求7所述的电子元件散热系统，其特征在于，所述电子元件还包括用于包裹所述核心发热部分的封装体，所述固定孔开设在所述封装体上，且所述封装体上设有一与所述散热器连接的散热面。
9.根据权利要求7所述的电子元件散热系统，其特征在于，所述固定孔有两个，且分别设置在电子元件的两个相对侧边。
10.根据权利要求7所述的电子元件散热系统，其特征在于，所述电子元件还包括次要发热部分，所述次要发热部分为驱动电路，所述核心发热部分为由所述驱动电路驱动的功率半导体器件。
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