CN101546717A

CN101546717A - 一种在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法及涂敷装置

Info

Publication number: CN101546717A
Application number: CN200910042817A
Authority: CN
Inventors: 黄庆; ***辉
Original assignee: Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2009-09-30

Abstract

本发明公开了一种在半导体器件(IGBT)上涂敷导热硅脂的方法及涂敷装置，方法包括以下步骤：(1)根据IGBT的安装面粗糙度制作出具有相应网孔的丝网，IGBT的散热面粗糙度越大，丝网的网孔越大，IGBT的散热面粗糙度越小，丝网的网孔越小；(2)将丝网放置在IGBT的散热面上，使丝网上的网孔和IGBT散热面正好吻合；(3)将导热硅脂涂敷在丝网上，将丝网的网孔填平；(4)去掉丝网；(5)将散热器安装在IGBT的安装面上。本发明方法可以准确控制导热硅脂用量和分布，使得导热硅脂涂敷均匀、一致性好；可以避免杂质进入导热硅脂中；由此可以提高IGBT和散热器之间的导热效果。

Description

一种在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法及涂敷装置

技术领域

本发明涉及一种在半导体器件(IGBT)上涂敷导热硅脂的方法及涂敷装置。

背景技术

半导体器件(IGBT)的散热是通过安装在其上的散热器完成的。为了提高半导体器件的散热效果，通常要在半导体器件和散热器接触面之间涂敷导热硅脂。

导热硅脂成分为硅油和填料。填料为磨得很细的粉末，成份为ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/铝粉等(就是我们平时看到的白色的东西)。硅油保证了一定的流动性，而填料填充了半导体器件和散热器之间的微小空隙，保证了导热性。

散热器与半导体器件之间传热主要通过传导途径，主要通过散热器与半导体器件之间的直接接触实现。导热硅脂的作用在于填充二者之间的空隙，，使相互接触出更加完全。如果硅脂使用过量，在半导体器件和散热器之间形成一个硅脂层，则散热途径变为半导体器件---硅脂---散热器。由于硅脂的导热系数约λ＝1—2W/(m·K)，而铝合金的散热器在300W/(m·K)以上，在此情况下硅脂成了阻碍传热的因素。因此涂抹硅脂一定要适量，刚刚在半导体器件上涂上薄薄一层就可以了，目前导热硅脂的厚度要求约100um-150um。(半导体器件和散热器表面粗燥度要求Ra≤6.3um，平面度≤100um/100mm)。

由于导热硅脂的厚度对半导体器件的散热起非常关键的作用，因此控制导热硅脂涂覆厚度和涂覆均匀度至关重要。目前的涂覆工艺，在半导体器件安装前，用酒精将器件的散热面和散热器清洗干净，然后在半导体器件的安装面用滚筒刷反复滚刷上一层导热硅脂，目测硅脂是否涂满半导体器件安装面，最后再将半导体器件安装在散热器上。这种方法由于在操作上比较粗糙，无法准确控制导热硅脂用量和分布，使得导热硅脂涂敷不均匀，而且滚刷上的杂质易进入导热硅脂中，因此对半导体器件和散热器之间的导热效果带来影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以提高半导体器件和散热器之间导热效果的在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法及涂敷装置。

本发明在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法，包括以下步骤：

1、根据半导体器件的安装面粗糙度制作出具有相应网孔的丝网，半导体器件的散热面粗糙度越大，丝网的网孔越大，半导体器件的散热面粗糙度越小，丝网的网孔越小；

2、将丝网放置在半导体器件的散热面上，使丝网上的网孔和半导体器件散热面正好吻合；

3、将导热硅脂涂敷在丝网上，将丝网的网孔填平；

4、去掉丝网；

5、将散热器安装在半导体器件的安装面上。

进一步的技术特征是：

所述丝网的厚度根据半导体器件的散热面面积、需要的导热硅脂的涂敷厚度和丝网上网孔的总面积确定。

本发明用于上述方法的涂敷装置，包括由底板和支撑组成的底座、网板，所述网板用铰链连接在底座的支撑上，网板上设有带网孔的丝网，底座的底板与网板之间形成用于放置半导体器件的空间。

所述丝网上的网孔包括不同直径的网孔。

所述网板上与底板相对应设有定位部件，定位部件的高度与半导体器件相适应。

本发明方法与现有方法比较，其优点表现在：可以准确控制导热硅脂用量和分布，使得导热硅脂涂敷均匀、一致性好；导热硅脂的涂敷厚度可以控制(在100-125um之间)；操作过程控制容易；可以避免杂质进入导热硅脂中；由此可以提高半导体器件和散热器之间的导热效果。

以下结合附图进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

图1是本发明涂敷装置结构及其使用状态示意图。

图2、图3是本发明涂敷装置的不同使用状态示意图。

图4是在半导体器件上安装散热器的示意图。

具体实施方式

本发明在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法，按以下步骤进行(参见图1至图3)：

1、对半导体器件5的安装面进行微观放大分析，根据半导体器件5的散热面粗糙度制作出具有相应网孔的丝网3，半导体器件5的散热面粗糙度越大，丝网3的网孔4越大，可以使漏的硅脂较多，半导体器件5的散热面粗糙度越小，丝网3的网孔4越小，可以使漏的硅脂较少，所述丝网3的厚度根据半导体器件5的散热面面积、需要的导热硅脂9的涂敷厚度和丝网3上网孔的总面积确定；

根据网孔4设计丝网3：

①计算出半导体器件5安装面S1的大小

S1＝A*B

A为半导体器件5安装面长度尺寸

B为半导体器件5安装面宽度尺寸

②计算导热硅脂9的用量V

V＝S1*H1

H1为半导体器件5上标准的导热硅脂9的厚度

导热硅脂9的标准厚度为100-150um，因此一般取100um

③计算出丝网3的厚度H2

H2＝V/S2

V为导热硅脂9的用量

S2为丝网3上网孔4的总面积；

2、如图1所示，将丝网3放置在半导体器件5的散热面上，使丝网3上的网孔4和半导体器件5的散热面正好吻合；

3、如图2所示，将导热硅脂9涂敷在丝网3上，用刮板将丝网3的网孔填平；

4、如图3所示，去掉丝网3，这时半导体器件5的散热面上涂敷有导热硅脂9；

5、如图4所示，将散热器10安装在半导体器件5的散热面上。

本发明的涂敷装置，包括底座、网板，底座由底板8和支撑1组成，网板由框架6及固定在框架6上的带网孔的丝网3组成，网板的框架6用铰链2连接在底座的支撑1上，底座的底板8与网板之间形成用于放置半导体器件5的空间，丝网3上的网孔包括不同直径的网孔4，网板的框架6上与底板8相对应设有定位部件7，定位部件7的高度与半导体器件5相适应。

Claims

1、一种在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、根据半导体器件的安装面粗糙度制作出具有相应网孔的丝网，半导体器件的散热面粗糙度越大，丝网的网孔越大，半导体器件的散热面粗糙度越小，丝网的网孔越小；

(2)、将丝网放置在半导体器件的散热面上，使丝网上的网孔和半导体器件散热面正好吻合；

(3)、将导热硅脂涂敷在丝网上，将丝网的网孔填平；

(4)、去掉丝网；

(5)、将散热器安装在半导体器件的安装面上。

2、根据权利要求1所述的在半导体器件上涂敷导热硅脂的方法，其特征在于所述丝网的厚度根据半导体器件的散热面面积、需要的导热硅脂的涂敷厚度和丝网上网孔的总面积确定。

3、一种用于如权利要求1所述方法的涂敷装置，其特征在于包括由底板和支撑组成的底座、网板，所述网板用铰链连接在底座的支撑上，网板上设有带网孔的丝网，底座的底板与网板之间形成用于放置半导体器件的空间。

4、根据权利要求3所述的涂敷装置，其特征在于所述丝网上的网孔包括不同直径的网孔。

5、根据权利要求3或4所述的涂敷装置，其特征在于所述网板上与底板相对应设有定位部件，定位部件的高度与半导体器件相适应。