用于散热器的连接装置的制作方法
专利名称：用于散热器的连接装置的制作方法
技术领域：
技术领域总的涉及连接装置，更特别地涉及用于将零件连接到散热器的连接装置。
背景技术：
在各种各样的应用中使用散热器将热量从在操作过程中变热且如果超过某一温度可能出现故障的主体、机器和/或电气部件吸出。混合电动车中用来将来自车辆电池的电力转变给电动机的电力电子模块是在正常操作过程中变热且需要被冷却以确保连续、可靠和/或高效性能的主体、机器和/或电气部件的一个例子。散热器一般用来将热量从电力电子模块吸出以在正常操作过程中将它们的温度维持在可接受的水平。在图1中示出了示例性的电力电子模块的横截面，其包括结合到基片22的一个或多个半导体20。基片22通过置于散热器M的连接表面观上的导热粘合剂沈(例如，焊料)连接到散热器M。散热器M包括多个沟槽30，冷却剂被泵过沟槽30。冷却剂流过槽 30降低了散热器M的温度，并进而降低基片22和半导体20的温度。因为基片22和散热器M由不同材料制成，所以它们一般展现出不同的热膨胀系数。在温度周期变化过程中(例如，在正常操作过程中)，热-机械特性的这个差异可能在导热粘合剂26内及其与散热器M和基片22的分界面处产生相当大的应变。随着时间的经过，这种反复的应变可能导致导热粘合剂26的疲劳裂纹和/或层离。图2表示散热器M和导热粘合剂沈的平面图，其示出了导热粘合剂沈从连接表面观层离的早期阶段。如所示的，导热粘合剂26的角32首先层离，这是因为角32离导热粘合剂26的中心最远，因此当基片22和散热器M以不同比率膨胀和收缩时经受最大的应变力。已经观察到，一旦角层离，则层离会朝着导热粘合剂沈的中心蔓延。在某些例子中， 一旦导热粘合剂26的层离面积达到导热粘合剂沈总表面积的大约16 %，在基片22和散热器M之间就不再有足够的热连接将热量从基片22有效地排出。因而，希望延长散热器能有效控制部件温度的时间。另外，希望减慢导热粘合剂沈从这样的散热器的层离。此外，从下面的具体实施方式
和所附的权利要求，结合附图和前述技术领域与背景技术，其他希望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
在此披露了用于散热器的连接装置和制造该连接装置的方法的各种非限制性的实施例。在第一非限制性实施例中，连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。基片通过导热粘合剂连接到连接表面。在该第一非限制性实施例中，导热粘合剂限定了布置在导热粘合剂的层离路径中的间断。
在第二非限制性实施例中，用于散热器的连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。导热粘合剂形成多个部分，每个部分彼此间隔开。隔挡件布置在多个部分中的每个部分之间。基片通过导热粘合剂连接到连接表在第三非限制性实施例中，披露了一种用于将零件连接到散热器的方法。方法包括，但不局限于，下列步骤将隔挡件置于散热器的连接表面上，以一种图案将导热粘合剂沉积在散热器的连接表面上，该图案形成被围在隔挡件内的第一部分和布置在隔挡件之外的第二部分，和将基片布置在导热粘合剂附近。本发明涉及以下技术方案
方案1. 一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括
限定在所述散热器上的连接表面；
布置在所述连接表面上的导热粘合剂；和
通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片，
其中所述导热粘合剂限定了布置在所述导热粘合剂的层离路径中的间断。方案2.如方案1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括两个部分，其中所述两个部分中的一个包围所述两个部分中的另一个以形成内部部分和外部部分，以及所述内部部分与所述外部部分被所述间断隔开。方案3.如方案2所述的连接装置，其中所述内部部分具有有圆角的大致矩形的构形。方案4.如方案2所述的连接装置，其中所述间断具有带圆角的大致矩形的构形。方案5.如方案1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。方案6. —种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；
布置在所述连接表面上的导热粘合剂，所述导热粘合剂包括多个部分，每个部分彼此间隔开；
布置在所述多个部分中的每个部分之间的隔挡件；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片。方案7.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。方案8.如方案7所述的连接装置，其中所述槽的深度近似等于所述导热粘合剂厚度的两倍。方案9.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括不导热的粘合剂。方案10.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。方案11.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一的表面中的槽，并且还包括布置在所述槽内的金属带。方案12.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件将所述多个部分分成内部部分和外部部分。方案13.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件具有有圆角的大致矩形的构形。方案14.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。方案15.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。方案16.如方案15所述的连接装置，其中所述隔挡件还包括布置在所述槽内的
金属带。方案17.如方案6所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。方案18. —种用于将零件连接到散热器的方法，该方法包括下列步骤 将隔挡件定位于所述散热器的连接表面上；
以一种图案将导热粘合剂沉积在所述散热器的所述连接表面上，该图案形成被围在所述隔挡件内的第一部分和包围所述隔挡件的第二部分；和将基片布置在所述导热粘合剂附近。方案19.如方案18所述的方法，其中所述定位步骤包括在所述连接表面中限定槽。方案20.如方案19所述的方法，其中所述定位步骤包括将金属带置于所述连接表面上。
在下文中将结合下面的附图描述一个或多个实施例，其中同样的附图标记表示同样的元件，和
图1是将散热器连接到电气部件的现有技术的连接装置的横截面图； 图2是图1中所示的散热器的平面图，其中电气部件被移除以显示现有技术连接装置的层离方式；
图3 - 14表示本发明的用于将基片连接到散热器的连接装置的多个非限制性实施例；
和
图15是表示本发明的将基片连接到散热器的方法的框图。
具体实施例方式下面的具体实施方式
性质上仅仅是示例性的，不是用来限制应用和用途。此外，没有被前述技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式
中提出的任何明示或暗示的理论约束的意图。已经观察到，使导热粘合剂沈从连接表面观层离的过程开始所需的应变力大于一旦层离过程开始使层离过程继续所需的力。因而，减慢上面讨论的层离过程的一种方式是当导热粘合剂26的层离朝着其中心向内传播(“层离路径”)时，中断层离过程。能通过以下列方式在连接表面观上沉积导热粘合剂沈来实现该中断沿着层离路径在导热粘合剂沈的层中形成间断或间隙。因而，随着导热粘合剂沈的层离沿着层离路径传播，当层离到达间断时，它将停止传播并且导热粘合剂26的层离必须在间断的另一侧重新开始。因为与传播层离过程所需的周期(时间)相比，需要更多的周期(时间)来重新开始层离过程，所以与没有间断的情况下导热粘合剂提供的阻力相比，被连接在间断另一侧上的导热粘合剂26将对层离提供更大的阻力。该增大的阻力延迟了层离过程，延长了散热器M从电气部件抽出热量的能力，并延长了电气部件的寿命。将间断置于层离路径中能以许多方式实现。在某些实施例中，可以通过以一种图案将导热粘合剂26沉积在连接表面观上来形成间断，其中所述图案通过让连接表面观的指定区域没有导热粘合剂来形成间断。当以该方式形成间断时，必须注意确保间断足够宽以便避免当施加热以形成与基片22的结合时导热粘合剂沈的不同部分桥接间断的可能性。在该点，导热粘合剂沈将液化并流动。如果间断足够宽，则液化的导热粘合剂将不能桥接间断。在另一个实施例中，可以以任何所需图案在连接表面观中形成一个或多个槽，所述图案截断层离路径。于是，当将导热粘合剂26沉积在连接表面观上时，它被沉积在连接表面观的除了一个或多个槽之外的部分上。通过以该方式沉积导热粘合剂沈，一个或多个间断将与一个或多个槽相重合。当导热粘合剂26在结合过程期间受热时，沿间断的方向流动的任何液化的导热粘合剂将落入充当溢流道的槽中。在另一个实施例中，金属带或其他合适的隔挡件可以布置在连接表面观上，或可以整体地形成在连接表面观中，并且定位成截断层离路径。然后可以将导热粘合剂沈沉积在金属带或隔挡件的相反两侧。因而，金属带或隔挡件与间断相重合并阻隔导热粘合剂 26从间断的一侧向另一侧桥接。在另一个实施例中，可以使用金属带和槽的组合。例如，可以在连接表面观中限定一个或多个槽，并可以将相应数量的金属带或其他隔挡件插入槽中。然后可以将导热粘合剂沈沉积在槽和金属带组合的相反两侧，槽和金属带组合将充当隔挡件以阻隔导热粘合剂26桥接间断。在又一个实施例中，可以以截断层离路径的图案将不导热的粘合剂，如环氧树脂， 沉积在连接表面观上。然后可以将导热粘合剂沈沉积在不导热的粘合剂的相反两侧，因此在将基片22结合到散热器M的过程中，导热粘合剂在受热时被阻隔。可以通过回顾伴随本申请的说明和回顾下面的具体描述来进一步理解上面描述的连接装置。参考图3 — 5，示出了用于散热器M的连接装置33 (看图5)，其中槽充当隔挡件帮助在导热粘合剂26中形成间断。如图3中最好地看到的，散热器M包括限定在连接表面观中的槽34。槽34可以以本领域中已知的任何合适方式限定在连接表面28中，包括通过使用铣削和机械加工技术和通过使用冷锻形成。在所示的实施例中，在连接表面观中仅仅限定了单个槽。如所示的，槽34具有带有圆角的大致矩形的形状。该构形模仿导热粘合剂26的层离的预期图案，因而槽34截断层离路径。在其他实施例中，可以采用任何其他所需的形状或构形。在再一个实施例中，可以在连接表面观中限定一个以上的槽。在一个实施例中， 可以在连接表面观中限定四个分开的槽，每个槽都从连接表面观的四个角中的一个开始沿着层离路径定位。在另一个实施例中，可以在连接表面观中限定两个或更多同心槽以提供多个间断。如图4中最好地看到的，当从散热器M上方观察时，导热粘合剂沈以一种图案沉积在连接表面28上，该图案将间断36定位在导热粘合剂沈的层中处于与槽34基本上相
6同的位置。间断36用来将导热粘合剂沈的层分成两个部分，内部部分38和包围内部部分 38的外部部分40。参考图5，示出了沿图4的线5-5得到的横截面图。在该视图中，添加了基片22 以阐明散热器M和基片22之间的连接装置。如所示的，槽34包含一些溢出的导热粘合剂 42。这是因为导热粘合剂沈当在结合过程期间液化时流入槽34中。在一些实施例中，可能希望槽34的深度等于导热粘合剂沈的层的预期厚度的至少两倍以容纳从内部部分38 和外部部分40流出的溢出的导热粘合剂。通过容纳溢出的导热粘合剂42，槽34帮助维持导热粘合剂26的层中的间断36。因而，当层离过程沿着层离路径传播时，它将遭遇间断36 并被中断。于是，层离过程不得不从间断36的另一侧上的内部部分38重新开始。层离过程的这个停止和重新开始将减慢层离过程并延长散热器M从基片22吸热的能力。参考图6 — 8，示出了用金属带44形成间断36的连接装置33的备选实施例(看图 8)。如图6中最好地看到的，金属带44布置在连接表面观上。金属带44具有任何所需的形状。在所示的实施例中，金属带44具有带圆角的矩形形状以模仿层离图案。在其他实施例中，可以以截断层离路径的图案布置多个金属带片段，而不是采用单个金属带。在其他的实施例中，可以采用多个同心布置的金属带。在其他实施例中，也可以使用其他类型的凸起的隔挡件。例如，地形特征可以整体地模制在连接表面观中以充当形成间断36且打断层离过程的隔挡件。如图7中最好地看到的，导热粘合剂沈在金属带44内侧的区域上和金属带44外侧的区域上沉积在连接表面观上，从而分别形成内部部分38和外部部分40。金属带44用来形成内部部分38和外部部分40之间的间断36并阻隔了在结合过程期间液化的导热粘合剂沈的流动。参考图8，连接装置33被表示为处于基片22和散热器M之间。金属带44防止了在将基片22结合到散热器M的过程期间液化的导热粘合剂沈在内部部分38和外部部分 40之间的流动，因而间断36以机智的方式保留。用金属带44充当层离路径中的隔挡件的一个优点是由于其导热性引起的其引导热量离开基片22的能力及与基片22与散热器M 的直接接触。参考图9 一 11，示出了连接装置33的另一个实施例(看图11)，其采用了槽34和金属带44的组合。如图9中最好地看到的，一旦在连接表面观中限定了槽34，就可以将金属带44布置在槽34内。这个实施例可以在金属带44在连接表面观上的定位和维护方面提供更好的控制，并且与通过单独起作用的金属带44或槽34提供的阻碍相比，这个实施例可以对液化导热粘合剂的流动提供更稳固的阻碍。参考图12 - 14，示出了连接装置33的另一个实施例(看图14)。不导热的粘合剂隔挡件46被表示为布置在连接表面观上。不导热的粘合剂隔挡件46可以包括具有较低导热能力的任何粘合剂，如任何类型的胶或环氧树脂。在图12中，不导热的粘合剂隔挡件 46被构形为带圆角的矩形以模仿层离的图案。在其他实施例中，不导热的粘合剂46可以具有任何其他合适的构形。在再其他的实施例中，不导热的粘合剂46可以以一种图案沉积在连接表面观上，该图案形成多个部分，每个部分都截断导热粘合剂沈的层离路径。参考图13，导热粘合剂沈已经以形成内部部分38和外部部分40的图案沉积在连接表面28上，不导热的粘合剂隔挡件46布置在两个部分之间。以这种方式，不导热的粘合剂隔挡件46的定位与间断36相重合，并且用来阻隔导热粘合剂沈在结合过程期间的流动。参考图14，示出了沿图13的线14-14得到的横截面图。图14示出了基片22和散热器M之间的连接装置33。如所示的，在将基片22结合到散热器M的过程期间，不导热的粘合剂隔挡件46阻隔导热粘合剂沈的流动以维持间断36。所示的构形具有下列优点 与先前讨论的实施例提供的粘合剂相比，在基片22和散热器对之间提供了更多的粘合剂。 该额外粘合剂的提供可以进一步延迟层离过程。参考图15，示出了表示将基片22连接到散热器M的方法的框图。在框48中，将隔挡件置于散热器M的连接表面观上。隔挡件可以采取上面讨论的任何一种形式以及适合于防止液化的导热粘合剂沈流过间断36的任何其他隔挡件。在某些实施例中，隔挡件可以采取具有圆角的矩形形状，而在其他实施例中，隔挡件可以具有任何合适的构形。在框50，将导热粘合剂沈沉积在隔挡件的相反两侧。在某些实施例中，例如隔挡件采取具有圆角的矩形形状的实施例，导热粘合剂26将形成隔挡件内的内部部分38和包围隔挡件的外部部分40。在框52，将基片22置于隔挡件和导热粘合剂沈附近。然后可以加热导热粘合剂 26以使它液化并形成与基片22的结合。尽管已经在前面的详细描述中提供了至少一个示例性实施例，但应该懂得存在大量变化。还应该懂得，一个或多个示例性实施例仅仅是例子，不是用来以任何方式限制范围、应用或构形。相反，前面的详细描述将给本领域技术人员提供实现一个或多个示例性实施例的方便的指示。应该懂得，在不背离在所附权利要求及其法律上的等价方案中阐明的范围的情况下，在元件的功能和安排上可以作出各种改变。
权利要求
1.一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；布置在所述连接表面上的导热粘合剂；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片，其中所述导热粘合剂限定了布置在所述导热粘合剂的层离路径中的间断。
2.如权利要求1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括两个部分，其中所述两个部分中的一个包围所述两个部分中的另一个以形成内部部分和外部部分，以及所述内部部分与所述外部部分被所述间断隔开。
3.如权利要求1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。
4.一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；布置在所述连接表面上的导热粘合剂，所述导热粘合剂包括多个部分，每个部分彼此间隔开；布置在所述多个部分中的每个部分之间的隔挡件；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片。
5.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。
6.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括不导热的粘合剂。
7.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。
8.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一的表面中的槽，并且还包括布置在所述槽内的金属带。
9.一种用于将零件连接到散热器的方法，该方法包括下列步骤 将隔挡件定位于所述散热器的连接表面上；以一种图案将导热粘合剂沉积在所述散热器的所述连接表面上，该图案形成被围在所述隔挡件内的第一部分和包围所述隔挡件的第二部分；和将基片布置在所述导热粘合剂附近。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述定位步骤包括在所述连接表面中限定槽。
全文摘要
一种用于散热器的连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。基片通过导热粘合剂连接到连接表面，导热粘合剂限定了布置在导热粘合剂的层离路径中的间断。
文档编号H01L21/48GK102157466SQ201110034268
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月4日
发明者K·乐, M·D·科里奇, V·格罗苏, Y·郑 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术领域：
技术领域总的涉及连接装置，更特别地涉及用于将零件连接到散热器的连接装置。
背景技术：
在各种各样的应用中使用散热器将热量从在操作过程中变热且如果超过某一温度可能出现故障的主体、机器和/或电气部件吸出。混合电动车中用来将来自车辆电池的电力转变给电动机的电力电子模块是在正常操作过程中变热且需要被冷却以确保连续、可靠和/或高效性能的主体、机器和/或电气部件的一个例子。散热器一般用来将热量从电力电子模块吸出以在正常操作过程中将它们的温度维持在可接受的水平。在图1中示出了示例性的电力电子模块的横截面，其包括结合到基片22的一个或多个半导体20。基片22通过置于散热器M的连接表面观上的导热粘合剂沈(例如，焊料)连接到散热器M。散热器M包括多个沟槽30，冷却剂被泵过沟槽30。冷却剂流过槽 30降低了散热器M的温度，并进而降低基片22和半导体20的温度。因为基片22和散热器M由不同材料制成，所以它们一般展现出不同的热膨胀系数。在温度周期变化过程中(例如，在正常操作过程中)，热-机械特性的这个差异可能在导热粘合剂26内及其与散热器M和基片22的分界面处产生相当大的应变。随着时间的经过，这种反复的应变可能导致导热粘合剂26的疲劳裂纹和/或层离。图2表示散热器M和导热粘合剂沈的平面图，其示出了导热粘合剂沈从连接表面观层离的早期阶段。如所示的，导热粘合剂26的角32首先层离，这是因为角32离导热粘合剂26的中心最远，因此当基片22和散热器M以不同比率膨胀和收缩时经受最大的应变力。已经观察到，一旦角层离，则层离会朝着导热粘合剂沈的中心蔓延。在某些例子中， 一旦导热粘合剂26的层离面积达到导热粘合剂沈总表面积的大约16 %，在基片22和散热器M之间就不再有足够的热连接将热量从基片22有效地排出。因而，希望延长散热器能有效控制部件温度的时间。另外，希望减慢导热粘合剂沈从这样的散热器的层离。此外，从下面的具体实施方式
和所附的权利要求，结合附图和前述技术领域与背景技术，其他希望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
在此披露了用于散热器的连接装置和制造该连接装置的方法的各种非限制性的实施例。在第一非限制性实施例中，连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。基片通过导热粘合剂连接到连接表面。在该第一非限制性实施例中，导热粘合剂限定了布置在导热粘合剂的层离路径中的间断。
在第二非限制性实施例中，用于散热器的连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。导热粘合剂形成多个部分，每个部分彼此间隔开。隔挡件布置在多个部分中的每个部分之间。基片通过导热粘合剂连接到连接表在第三非限制性实施例中，披露了一种用于将零件连接到散热器的方法。方法包括，但不局限于，下列步骤将隔挡件置于散热器的连接表面上，以一种图案将导热粘合剂沉积在散热器的连接表面上，该图案形成被围在隔挡件内的第一部分和布置在隔挡件之外的第二部分，和将基片布置在导热粘合剂附近。本发明涉及以下技术方案
方案1. 一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括
限定在所述散热器上的连接表面；
布置在所述连接表面上的导热粘合剂；和
通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片，
其中所述导热粘合剂限定了布置在所述导热粘合剂的层离路径中的间断。方案2.如方案1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括两个部分，其中所述两个部分中的一个包围所述两个部分中的另一个以形成内部部分和外部部分，以及所述内部部分与所述外部部分被所述间断隔开。方案3.如方案2所述的连接装置，其中所述内部部分具有有圆角的大致矩形的构形。方案4.如方案2所述的连接装置，其中所述间断具有带圆角的大致矩形的构形。方案5.如方案1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。方案6. —种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；
布置在所述连接表面上的导热粘合剂，所述导热粘合剂包括多个部分，每个部分彼此间隔开；
布置在所述多个部分中的每个部分之间的隔挡件；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片。方案7.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。方案8.如方案7所述的连接装置，其中所述槽的深度近似等于所述导热粘合剂厚度的两倍。方案9.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括不导热的粘合剂。方案10.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。方案11.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一的表面中的槽，并且还包括布置在所述槽内的金属带。方案12.如方案6所述的连接装置，其中所述隔挡件将所述多个部分分成内部部分和外部部分。方案13.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件具有有圆角的大致矩形的构形。方案14.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。方案15.如方案12所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。方案16.如方案15所述的连接装置，其中所述隔挡件还包括布置在所述槽内的
金属带。方案17.如方案6所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。方案18. —种用于将零件连接到散热器的方法，该方法包括下列步骤 将隔挡件定位于所述散热器的连接表面上；
以一种图案将导热粘合剂沉积在所述散热器的所述连接表面上，该图案形成被围在所述隔挡件内的第一部分和包围所述隔挡件的第二部分；和将基片布置在所述导热粘合剂附近。方案19.如方案18所述的方法，其中所述定位步骤包括在所述连接表面中限定槽。方案20.如方案19所述的方法，其中所述定位步骤包括将金属带置于所述连接表面上。
在下文中将结合下面的附图描述一个或多个实施例，其中同样的附图标记表示同样的元件，和
图1是将散热器连接到电气部件的现有技术的连接装置的横截面图； 图2是图1中所示的散热器的平面图，其中电气部件被移除以显示现有技术连接装置的层离方式；
图3 - 14表示本发明的用于将基片连接到散热器的连接装置的多个非限制性实施例；
和
图15是表示本发明的将基片连接到散热器的方法的框图。
具体实施例方式下面的具体实施方式
性质上仅仅是示例性的，不是用来限制应用和用途。此外，没有被前述技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式
中提出的任何明示或暗示的理论约束的意图。已经观察到，使导热粘合剂沈从连接表面观层离的过程开始所需的应变力大于一旦层离过程开始使层离过程继续所需的力。因而，减慢上面讨论的层离过程的一种方式是当导热粘合剂26的层离朝着其中心向内传播(“层离路径”)时，中断层离过程。能通过以下列方式在连接表面观上沉积导热粘合剂沈来实现该中断沿着层离路径在导热粘合剂沈的层中形成间断或间隙。因而，随着导热粘合剂沈的层离沿着层离路径传播，当层离到达间断时，它将停止传播并且导热粘合剂26的层离必须在间断的另一侧重新开始。因为与传播层离过程所需的周期(时间)相比，需要更多的周期(时间)来重新开始层离过程，所以与没有间断的情况下导热粘合剂提供的阻力相比，被连接在间断另一侧上的导热粘合剂26将对层离提供更大的阻力。该增大的阻力延迟了层离过程，延长了散热器M从电气部件抽出热量的能力，并延长了电气部件的寿命。将间断置于层离路径中能以许多方式实现。在某些实施例中，可以通过以一种图案将导热粘合剂26沉积在连接表面观上来形成间断，其中所述图案通过让连接表面观的指定区域没有导热粘合剂来形成间断。当以该方式形成间断时，必须注意确保间断足够宽以便避免当施加热以形成与基片22的结合时导热粘合剂沈的不同部分桥接间断的可能性。在该点，导热粘合剂沈将液化并流动。如果间断足够宽，则液化的导热粘合剂将不能桥接间断。在另一个实施例中，可以以任何所需图案在连接表面观中形成一个或多个槽，所述图案截断层离路径。于是，当将导热粘合剂26沉积在连接表面观上时，它被沉积在连接表面观的除了一个或多个槽之外的部分上。通过以该方式沉积导热粘合剂沈，一个或多个间断将与一个或多个槽相重合。当导热粘合剂26在结合过程期间受热时，沿间断的方向流动的任何液化的导热粘合剂将落入充当溢流道的槽中。在另一个实施例中，金属带或其他合适的隔挡件可以布置在连接表面观上，或可以整体地形成在连接表面观中，并且定位成截断层离路径。然后可以将导热粘合剂沈沉积在金属带或隔挡件的相反两侧。因而，金属带或隔挡件与间断相重合并阻隔导热粘合剂 26从间断的一侧向另一侧桥接。在另一个实施例中，可以使用金属带和槽的组合。例如，可以在连接表面观中限定一个或多个槽，并可以将相应数量的金属带或其他隔挡件插入槽中。然后可以将导热粘合剂沈沉积在槽和金属带组合的相反两侧，槽和金属带组合将充当隔挡件以阻隔导热粘合剂26桥接间断。在又一个实施例中，可以以截断层离路径的图案将不导热的粘合剂，如环氧树脂， 沉积在连接表面观上。然后可以将导热粘合剂沈沉积在不导热的粘合剂的相反两侧，因此在将基片22结合到散热器M的过程中，导热粘合剂在受热时被阻隔。可以通过回顾伴随本申请的说明和回顾下面的具体描述来进一步理解上面描述的连接装置。参考图3 — 5，示出了用于散热器M的连接装置33 (看图5)，其中槽充当隔挡件帮助在导热粘合剂26中形成间断。如图3中最好地看到的，散热器M包括限定在连接表面观中的槽34。槽34可以以本领域中已知的任何合适方式限定在连接表面28中，包括通过使用铣削和机械加工技术和通过使用冷锻形成。在所示的实施例中，在连接表面观中仅仅限定了单个槽。如所示的，槽34具有带有圆角的大致矩形的形状。该构形模仿导热粘合剂26的层离的预期图案，因而槽34截断层离路径。在其他实施例中，可以采用任何其他所需的形状或构形。在再一个实施例中，可以在连接表面观中限定一个以上的槽。在一个实施例中， 可以在连接表面观中限定四个分开的槽，每个槽都从连接表面观的四个角中的一个开始沿着层离路径定位。在另一个实施例中，可以在连接表面观中限定两个或更多同心槽以提供多个间断。如图4中最好地看到的，当从散热器M上方观察时，导热粘合剂沈以一种图案沉积在连接表面28上，该图案将间断36定位在导热粘合剂沈的层中处于与槽34基本上相
6同的位置。间断36用来将导热粘合剂沈的层分成两个部分，内部部分38和包围内部部分 38的外部部分40。参考图5，示出了沿图4的线5-5得到的横截面图。在该视图中，添加了基片22 以阐明散热器M和基片22之间的连接装置。如所示的，槽34包含一些溢出的导热粘合剂 42。这是因为导热粘合剂沈当在结合过程期间液化时流入槽34中。在一些实施例中，可能希望槽34的深度等于导热粘合剂沈的层的预期厚度的至少两倍以容纳从内部部分38 和外部部分40流出的溢出的导热粘合剂。通过容纳溢出的导热粘合剂42，槽34帮助维持导热粘合剂26的层中的间断36。因而，当层离过程沿着层离路径传播时，它将遭遇间断36 并被中断。于是，层离过程不得不从间断36的另一侧上的内部部分38重新开始。层离过程的这个停止和重新开始将减慢层离过程并延长散热器M从基片22吸热的能力。参考图6 — 8，示出了用金属带44形成间断36的连接装置33的备选实施例(看图 8)。如图6中最好地看到的，金属带44布置在连接表面观上。金属带44具有任何所需的形状。在所示的实施例中，金属带44具有带圆角的矩形形状以模仿层离图案。在其他实施例中，可以以截断层离路径的图案布置多个金属带片段，而不是采用单个金属带。在其他的实施例中，可以采用多个同心布置的金属带。在其他实施例中，也可以使用其他类型的凸起的隔挡件。例如，地形特征可以整体地模制在连接表面观中以充当形成间断36且打断层离过程的隔挡件。如图7中最好地看到的，导热粘合剂沈在金属带44内侧的区域上和金属带44外侧的区域上沉积在连接表面观上，从而分别形成内部部分38和外部部分40。金属带44用来形成内部部分38和外部部分40之间的间断36并阻隔了在结合过程期间液化的导热粘合剂沈的流动。参考图8，连接装置33被表示为处于基片22和散热器M之间。金属带44防止了在将基片22结合到散热器M的过程期间液化的导热粘合剂沈在内部部分38和外部部分 40之间的流动，因而间断36以机智的方式保留。用金属带44充当层离路径中的隔挡件的一个优点是由于其导热性引起的其引导热量离开基片22的能力及与基片22与散热器M 的直接接触。参考图9 一 11，示出了连接装置33的另一个实施例(看图11)，其采用了槽34和金属带44的组合。如图9中最好地看到的，一旦在连接表面观中限定了槽34，就可以将金属带44布置在槽34内。这个实施例可以在金属带44在连接表面观上的定位和维护方面提供更好的控制，并且与通过单独起作用的金属带44或槽34提供的阻碍相比，这个实施例可以对液化导热粘合剂的流动提供更稳固的阻碍。参考图12 - 14，示出了连接装置33的另一个实施例(看图14)。不导热的粘合剂隔挡件46被表示为布置在连接表面观上。不导热的粘合剂隔挡件46可以包括具有较低导热能力的任何粘合剂，如任何类型的胶或环氧树脂。在图12中，不导热的粘合剂隔挡件 46被构形为带圆角的矩形以模仿层离的图案。在其他实施例中，不导热的粘合剂46可以具有任何其他合适的构形。在再其他的实施例中，不导热的粘合剂46可以以一种图案沉积在连接表面观上，该图案形成多个部分，每个部分都截断导热粘合剂沈的层离路径。参考图13，导热粘合剂沈已经以形成内部部分38和外部部分40的图案沉积在连接表面28上，不导热的粘合剂隔挡件46布置在两个部分之间。以这种方式，不导热的粘合剂隔挡件46的定位与间断36相重合，并且用来阻隔导热粘合剂沈在结合过程期间的流动。参考图14，示出了沿图13的线14-14得到的横截面图。图14示出了基片22和散热器M之间的连接装置33。如所示的，在将基片22结合到散热器M的过程期间，不导热的粘合剂隔挡件46阻隔导热粘合剂沈的流动以维持间断36。所示的构形具有下列优点 与先前讨论的实施例提供的粘合剂相比，在基片22和散热器对之间提供了更多的粘合剂。 该额外粘合剂的提供可以进一步延迟层离过程。参考图15，示出了表示将基片22连接到散热器M的方法的框图。在框48中，将隔挡件置于散热器M的连接表面观上。隔挡件可以采取上面讨论的任何一种形式以及适合于防止液化的导热粘合剂沈流过间断36的任何其他隔挡件。在某些实施例中，隔挡件可以采取具有圆角的矩形形状，而在其他实施例中，隔挡件可以具有任何合适的构形。在框50，将导热粘合剂沈沉积在隔挡件的相反两侧。在某些实施例中，例如隔挡件采取具有圆角的矩形形状的实施例，导热粘合剂26将形成隔挡件内的内部部分38和包围隔挡件的外部部分40。在框52，将基片22置于隔挡件和导热粘合剂沈附近。然后可以加热导热粘合剂 26以使它液化并形成与基片22的结合。尽管已经在前面的详细描述中提供了至少一个示例性实施例，但应该懂得存在大量变化。还应该懂得，一个或多个示例性实施例仅仅是例子，不是用来以任何方式限制范围、应用或构形。相反，前面的详细描述将给本领域技术人员提供实现一个或多个示例性实施例的方便的指示。应该懂得，在不背离在所附权利要求及其法律上的等价方案中阐明的范围的情况下，在元件的功能和安排上可以作出各种改变。
权利要求
1.一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；布置在所述连接表面上的导热粘合剂；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片，其中所述导热粘合剂限定了布置在所述导热粘合剂的层离路径中的间断。
2.如权利要求1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括两个部分，其中所述两个部分中的一个包围所述两个部分中的另一个以形成内部部分和外部部分，以及所述内部部分与所述外部部分被所述间断隔开。
3.如权利要求1所述的连接装置，其中所述导热粘合剂包括焊料。
4.一种用于散热器的连接装置，所述连接装置包括 限定在所述散热器上的连接表面；布置在所述连接表面上的导热粘合剂，所述导热粘合剂包括多个部分，每个部分彼此间隔开；布置在所述多个部分中的每个部分之间的隔挡件；和通过所述导热粘合剂连接到所述连接表面的基片。
5.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一中的槽。
6.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括不导热的粘合剂。
7.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括金属带。
8.如权利要求4所述的连接装置，其中所述隔挡件包括限定在所述连接表面和所述基片之一的表面中的槽，并且还包括布置在所述槽内的金属带。
9.一种用于将零件连接到散热器的方法，该方法包括下列步骤 将隔挡件定位于所述散热器的连接表面上；以一种图案将导热粘合剂沉积在所述散热器的所述连接表面上，该图案形成被围在所述隔挡件内的第一部分和包围所述隔挡件的第二部分；和将基片布置在所述导热粘合剂附近。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述定位步骤包括在所述连接表面中限定槽。
全文摘要
一种用于散热器的连接装置包括，但不局限于，限定在散热器上的连接表面。导热粘合剂布置在连接表面上。基片通过导热粘合剂连接到连接表面，导热粘合剂限定了布置在导热粘合剂的层离路径中的间断。
文档编号H01L21/48GK102157466SQ201110034268
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月4日
发明者K·乐, M·D·科里奇, V·格罗苏, Y·郑 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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