本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種絕緣散熱電子組件，提出一種絕緣散熱電子組件，包括發(fā)熱電子器件(1)、散熱基板(3)及二者中間布置的絕緣導(dǎo)熱材料(2)；所述絕緣導(dǎo)熱材料(2)包括絕緣膜(5)及牢固附著在絕緣膜正反兩面的金屬可焊接層(4)和(6)；中間絕緣膜(5)厚小于100微米；雙層金屬可焊接層(4)和(6)分別通過(guò)焊接連接于發(fā)熱電子器件(1)和散熱基板(3)。該絕緣導(dǎo)熱材料(2)可實(shí)現(xiàn)可焊接，增強(qiáng)與發(fā)熱電子器件(1)之間的固定連接性能；在實(shí)現(xiàn)耐高溫絕緣同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的導(dǎo)熱效果；該成本低廉，加工簡(jiǎn)單，固定效果優(yōu)良，適宜大規(guī)模使用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及ー種絕緣散熱電子組件。
技術(shù)介紹
隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的發(fā)熱電子器件進(jìn)入生活或エ業(yè)，過(guò)多的熱量產(chǎn)生和無(wú)法散去，成為阻礙發(fā)熱電子器件保持正常高效工作的主要障礙。發(fā)光二極管元件LED是ー種通過(guò)利用半導(dǎo)體的p-n結(jié)結(jié)構(gòu)所注入的載流子之后，再通過(guò)少數(shù)載流子(電子和空穴)的復(fù)合而發(fā)光的新型器件。發(fā)光二極管元件LED具有低耗電量和長(zhǎng)壽命，以及抗振特性；已經(jīng)被用作顯示元件和背光源。然而，根據(jù)發(fā)光二極管LED的光發(fā)生特性，輸入發(fā)光二極管LED的能量只有20%被轉(zhuǎn)化成光，而輸入能量的剩余80%則被轉(zhuǎn)化成結(jié)(junction portion)中的熱量,從而增加了內(nèi)部的溫度，內(nèi)部溫度的增 加使發(fā)光二極管LED的性能相當(dāng)大程度地下降；當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間使用LED時(shí)，發(fā)光二極管LED的發(fā)熱量會(huì)增加，從而會(huì)縮短發(fā)光二極管LED的壽命。集成電路、半導(dǎo)體器件等在長(zhǎng)時(shí)間的工作后，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，且在工作過(guò)程中需與相鄰的器件絕緣，良好的絕緣導(dǎo)熱性能能很好地保證運(yùn)行穩(wěn)定及安全性能。太陽(yáng)能光伏技術(shù)中，光伏電池在溫度大于25°C后，每升高TC，效率下降O. 2 % O. 5% ;在現(xiàn)有聚光光伏電池組件技術(shù)中，由于輻照強(qiáng)度高，必須要求良好的散熱設(shè)計(jì)；而電池片之間的組串連接以及安全規(guī)范要求又需要良好的基板電絕緣。光伏產(chǎn)業(yè)中較為常見(jiàn)的封裝技術(shù)為EVA膠和TPT封裝技木，主要的作用及功能是水氣阻隔性、電氣絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，易加工性及耐撕裂性等，整體成本高，散熱效果不佳；申請(qǐng)?zhí)?00720120801. 7的聚光太陽(yáng)電池組件的中國(guó)專(zhuān)利提出，ー種聚光太陽(yáng)電池組件，在散熱器靠近光伏電池單體ー側(cè)的表面上緊密附著ー層電絕緣層，在光伏電池單體與電絕緣層之間和導(dǎo)電連接片與電絕緣層之間均涂有導(dǎo)熱硅脂；光伏表面的鋼化玻璃與散熱器之間通過(guò)弾性壓緊裝置聯(lián)接。該結(jié)構(gòu)絕緣層較厚，導(dǎo)熱層粘度強(qiáng)度不夠，且涂覆層的均勻性對(duì)絕緣層的效果影響也很大，隨著時(shí)間的推移其絕緣性也得不到良好的保證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于更好的解決發(fā)熱電子器件本身的絕緣、導(dǎo)熱及固定組裝問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供了ー種絕緣散熱電子組件，包括發(fā)熱電子器件、散熱基板及二者中間布置的絕緣導(dǎo)熱材料；所述絕緣導(dǎo)熱材料包括絕緣膜及牢固附著在絕緣膜正反兩面的金屬可焊接層；雙層金屬可焊接層分別焊接連接于發(fā)熱電子器件和散熱基板。進(jìn)ー步地，所述絕緣膜厚度小于100微米，以減少熱阻，增強(qiáng)散熱能力。優(yōu)選地，所述絕緣膜厚度小于30微米，以進(jìn)一歩減少熱阻，適用于更高功率密度的散熱場(chǎng)合，減少熱阻。進(jìn)ー步地，所述金屬可焊接層采用真空鍍膜技術(shù)直接附著在絕緣膜表面，以取消粘接層，減少總厚度，降低熱阻，并獲得更優(yōu)良結(jié)合力。進(jìn)ー步地，所述金屬可焊接層先采用真空鍍膜鍍一薄金屬層，例如O. 2-5微米；再采用濕法電鍍エ藝鍍上相同或不同種類(lèi)的金屬層，例如先真空鍍鉻、再水鍍銅。進(jìn)ー步地，所述金屬可焊接層的膜層組成成分為Cr、Cu和Sn的組合，其中Cr層作為過(guò)渡結(jié)合層，直接與絕緣膜結(jié)合，在Cr層上逐漸復(fù)合沉積Cu層，在Cu層上再沉積Sn層，作為焊接界面，增強(qiáng)可焊性。進(jìn)ー步地，所述金屬可焊接層的膜層成分可以為Cr、Cu、Sn材料中的ー種或兩種。進(jìn)ー步地，所述絕緣膜為高分子薄膜，例如PET、PC、PMMA, PP、PI及聚四氟こ烯等薄膜。優(yōu)選地，所述絕緣膜具有良好的耐熱性能，以便適應(yīng)后續(xù)的焊接エ序，如PP、PI及聚四氟こ烯等薄膜。 進(jìn)ー步地，所述絕緣膜可以為云母薄片，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱能力和絕緣特性，并且耐高溫。進(jìn)ー步地，所述發(fā)熱電子器件為光伏電池、發(fā)光二極管或三極管、集成電路器等器件。進(jìn)ー步地，所述光伏電池為神化鎵電池、單晶硅聚光電池、CIGS聚光薄膜電池等多種光電轉(zhuǎn)換電池。進(jìn)ー步地，所述光伏電池、發(fā)光二極管等為陣列組串方式連接。進(jìn)ー步地，所述光伏電池的背部電極與附著在絕緣膜上面的上金屬層直接焊接，增強(qiáng)導(dǎo)熱性能，并提供固定力。進(jìn)ー步地，所述散熱基板可固定在另外的散熱裝置上，以進(jìn)ー步提高散熱能力。本專(zhuān)利技術(shù)與傳統(tǒng)的絕緣散熱電子組件相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、絕緣膜質(zhì)量穩(wěn)定可靠，絕緣性能良好，且隨著時(shí)間遷移無(wú)漏電可能；2、導(dǎo)熱性能優(yōu)異，由于固定方式為焊接，對(duì)絕緣膜及發(fā)熱電子器件不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械壓カ及損傷，允許使用很薄的絕緣膜，也適合薄片類(lèi)器件如光伏電池，并且雙面金屬可焊接層分別與發(fā)熱電子器件和散熱基板直接金屬連接，導(dǎo)熱效果更好；3、采用焊接技術(shù)完成組件的固定，同時(shí)可提供一定的電路組串連接功能，方便可靠。附圖說(shuō)明下面將參照附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，在附圖中圖I是本專(zhuān)利技術(shù)絕緣散熱電子組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專(zhuān)利技術(shù)絕緣導(dǎo)熱材料結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專(zhuān)利技術(shù)陣列組串方式連接發(fā)熱電子器件的絕緣散熱電子組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專(zhuān)利技術(shù)陣列組串方式的發(fā)熱電子器件的并聯(lián)連接方式；圖5是本專(zhuān)利技術(shù)陣列組串方式的發(fā)熱電子器件的串聯(lián)連接方式。具體實(shí)施例方式圖I是本專(zhuān)利技術(shù)絕緣散熱電子組件結(jié)構(gòu)示意圖；如圖I所示，該絕緣散熱電子組件包括發(fā)熱電子器件I、散熱基板3及二者中間布置的絕緣導(dǎo)熱材料2 ;該絕緣導(dǎo)熱材料2包括絕緣膜及牢固附著在絕緣膜正反兩面的金屬可焊接層；中間絕緣膜厚小于100微米，例如厚度為80微米；雙層金屬可焊接層分別通過(guò)焊接連接于發(fā)熱電子器件I和散熱基板3。該發(fā)熱電子器件I為光伏電池、發(fā)光二極管或三極管、集成電路器等器件；當(dāng)發(fā)熱電子器件I為光伏電池，該光伏電池可以為神化鎵電池、單晶硅聚光電池、CIGS聚光薄膜電池等多種光電轉(zhuǎn)換電池；且光伏電池I還可以為光伏電池陣列串，用以接收會(huì)聚的太陽(yáng)光，太陽(yáng)光一部分被轉(zhuǎn)變成電能，另一部分被轉(zhuǎn)化成熱能；當(dāng)發(fā)熱電子器件I為集成電路或發(fā)光二極管或發(fā)光三極管，通電后開(kāi)始做功，其中部分的電能轉(zhuǎn)化成熱量，通過(guò)絕緣導(dǎo)熱材料2傳導(dǎo)至與之相接觸的金屬可焊接層，穿過(guò)絕緣膜層，再經(jīng)過(guò)另一金屬可焊接層，將熱量傳導(dǎo)至散熱基板3 ;發(fā)熱電子器件I與絕緣導(dǎo)熱材料 2及絕緣導(dǎo)熱材料2與散熱基板3之間通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)全接觸固定，有利于熱量的快速傳遞。進(jìn)ー步，散熱基板3可以再固定在另ー個(gè)散熱體上，以進(jìn)ー步加強(qiáng)總體散熱能力。圖2是本專(zhuān)利技術(shù)絕緣導(dǎo)熱材料結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示絕緣導(dǎo)熱材料2包括中間絕緣膜5，厚度小于30微米，例如厚度為12. 5微米，在保證絕緣性能的前提下可盡量減少熱阻，適用在更高散熱功率密度的應(yīng)用中；牢固附著在絕緣膜正反兩面的金屬可焊接層4和金屬可焊接層6 ;金屬可焊接層4連接于發(fā)熱電子器件；而金屬可焊接層6連接于散熱基板。金屬可焊接層采用真空鍍膜技術(shù)直接附著在絕緣膜5表面或采用真空鍍膜技術(shù)先直接沉積ー層金屬薄層(比如O. 2-5微米)進(jìn)行導(dǎo)電化處理，再采用傳統(tǒng)濕法電鍍エ藝鍍上相同或不同種金屬層，也可以直接全部通過(guò)真空鍍膜技術(shù)獲得金屬可焊接層，以取消通常制造方法中采用的粘接層，以減少絕緣部分的總厚度(通常情況下，常見(jiàn)的類(lèi)似材料結(jié)構(gòu)依次為銅箔18微米，膠粘層20微米，PI薄膜25微米，膠粘層20微米及銅箔18微米)，降低熱阻，并獲得更優(yōu)良結(jié)合力。金屬可焊接層膜層組成成分為Cr、Cu和Sn的組合，其中Cr層作為過(guò)渡結(jié)合層，直接與絕緣膜結(jié)合，在Cr層上逐漸復(fù)合沉積Cu層，在Cu層上再沉積Sn層，作為焊接界面，增強(qiáng)可焊性。金屬膜層成分可以為Cr、Cu、Sn材料中的ー種或本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種絕緣散熱電子組件，包括發(fā)熱電子器件(1)、散熱基板(3)及二者中間布置的絕緣導(dǎo)熱材料(2)；所述絕緣導(dǎo)熱材料(2)包括絕緣膜(5)及牢固附著在絕緣膜(5)正反兩面的金屬可焊接層(4)和(6)；雙層金屬可焊接層(4)和(6)分別通過(guò)焊接連接于發(fā)熱電子器件(1)和散熱基板(3)。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉陽(yáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京兆陽(yáng)能源技術(shù)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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