Igbt芯片散熱包圍模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及IGBT芯片，具體是具備導(dǎo)熱功能的IGBT芯片散熱包圍模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極晶體管是兼有高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體，非常適合于高電壓的變流系統(tǒng)，如交流電機(jī)、變頻器、牽引傳動等領(lǐng)域。IGBT封裝材料要求具備優(yōu)異的力學(xué)性能、電氣絕緣特性、阻燃特性、耐老化特性及耐熱特性，對IGBT的封裝材料不要求具備其導(dǎo)熱散熱性，因此I GBT模塊基本依賴于底部的散熱器進(jìn)行散熱，因此，其散熱效率是非常低下的，現(xiàn)有技術(shù)中對I GBT的散熱設(shè)計(jì)主要研宄對象是對IGBT的散熱器進(jìn)行研宄，從而提高IGBT的散熱效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種IGBT芯片散熱包圍模塊，提出了一種可以從IGBT模塊的上下兩個(gè)方向進(jìn)行散熱，從而提升其散熱效率。
[0004]本實(shí)用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):IGBT芯片散熱包圍模塊，包括IGBT模塊，IGBT模塊的底部通過焊接層B連接在導(dǎo)熱硅脂基板上，導(dǎo)熱硅脂基板遠(yuǎn)離IGBT模塊的一側(cè)安裝在底部散熱器上；還包括塑封體，塑封體為兩端開口的管狀體，IGBT模塊設(shè)置在塑封體的空腔內(nèi)，導(dǎo)熱硅脂基板封閉塑封體的下端開口，還包括導(dǎo)熱陶瓷基板，導(dǎo)熱陶瓷基板封閉塑封體的上端開口，還包括包圍在IGBT模塊四周填充在塑封體空腔內(nèi)的導(dǎo)熱硅膠填充體，導(dǎo)熱陶瓷基板內(nèi)嵌入有鋁板，鋁板設(shè)置有若干鋁柱，鋁柱延伸至導(dǎo)熱硅膠填充體內(nèi)。
[0005]上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理為:傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是采用塑封體將IGBT模塊全部封裝在其內(nèi)部，IGBT模塊底部通過安裝散熱器，因此這樣的結(jié)構(gòu)只會在IGBT模塊底部通過散熱器進(jìn)行散熱，其散熱面積小，散熱效率不高，往往需要借助外界的風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷散熱。本實(shí)用新型通過管狀的塑封體，并將導(dǎo)熱陶瓷基板和導(dǎo)熱硅脂基板分別設(shè)置在塑封體的上下兩端，然后將IGBT模塊放置在上述3個(gè)結(jié)構(gòu)組成的封閉空腔內(nèi)，并在該封閉的空腔內(nèi)填充導(dǎo)熱硅膠填充體，同時(shí)導(dǎo)熱陶瓷基板內(nèi)部鑲嵌鋁板，另外設(shè)置鋁柱與鋁板連接，并將鋁柱插入導(dǎo)熱硅膠填充體內(nèi)，這樣設(shè)置后，IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量便會從導(dǎo)熱硅脂基板和導(dǎo)熱陶瓷基板處散熱，形成上下都散熱的結(jié)構(gòu)，而IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量首先通過導(dǎo)熱硅膠填充體，再由導(dǎo)熱硅膠填充體傳導(dǎo)熱量給鋁柱，再由鋁柱將熱量傳遞給導(dǎo)熱陶瓷基板進(jìn)行散熱處理，本實(shí)用新型利用鋁柱和鋁板的快速導(dǎo)熱作用，再利用導(dǎo)熱陶瓷基板的快速散熱作用，達(dá)到快速而有效的散熱，相比只采用導(dǎo)熱陶瓷基板進(jìn)行散熱的方式，可以形成溫差大的熱交換，從而增加導(dǎo)熱效率，其散熱效率可以提高50%。而導(dǎo)熱陶瓷基板和導(dǎo)熱硅膠填充體均為不導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，因此其具備良好的絕緣性能。
[0006]優(yōu)選的，所述IGBT模塊包括從上到下依次層疊的IGBT芯片、焊接層A、銅板A、陶瓷基片、銅板C，銅板C通過焊接層B連接在導(dǎo)熱硅脂基板上，還包括設(shè)置在陶瓷基片上的銅板B，銅板B通過綁定線與IGBT芯片連接。
[0007]優(yōu)選的，導(dǎo)熱陶瓷基板的厚度為0.5 cm至1cm。
[0008]優(yōu)選的，導(dǎo)熱陶瓷基板為BeO材料制成的陶瓷板或?yàn)镾iC材料制成的陶瓷板。
[0009]本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:具備導(dǎo)熱性能，提高其導(dǎo)熱效果，得到具備優(yōu)異力學(xué)性能、阻燃性能、耐侯性能、電氣絕緣性能、導(dǎo)熱性能的IGBT模塊。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型側(cè)剖視圖。
[0011]圖2為導(dǎo)熱陶瓷基板和鋁板的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖中的附圖標(biāo)記分別表示為:1、塑封體；11、導(dǎo)熱陶瓷基板；12、鋁板；13、鋁柱；2、IGBT芯片；21、焊接層A ;22、綁定線；23、銅板A ;24、銅板B ;25、陶瓷基片；26、銅板C ;27、焊接層B ;28、導(dǎo)熱硅脂基板；29、底部散熱器；3、導(dǎo)熱硅膠填充體。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]如圖1、圖2所示，IGBT芯片散熱包圍模塊，包括以下部件:
[0016]IGBT芯片散熱包圍模塊，包括IGBT模塊，IGBT模塊的底部通過焊接層B27連接在導(dǎo)熱硅脂基板28上，導(dǎo)熱硅脂基板28遠(yuǎn)離IGBT模塊的一側(cè)安裝在底部散熱器29上；還包括塑封體I，塑封體為兩端開口的管狀體，IGBT模塊設(shè)置在塑封體的空腔內(nèi)，導(dǎo)熱硅脂基板28封閉塑封體的下端開口，還包括導(dǎo)熱陶瓷基板11，導(dǎo)熱陶瓷基板11封閉塑封體的上端開口，還包括包圍在IGBT模塊四周填充在塑封體空腔內(nèi)的導(dǎo)熱硅膠填充體3，導(dǎo)熱陶瓷基板11內(nèi)嵌入有鋁板12，鋁板12設(shè)置有若干鋁柱13，鋁柱13延伸至導(dǎo)熱硅膠填充體3內(nèi)。
[0017]上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理為:傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是采用塑封體將IGBT模塊全部封裝在其內(nèi)部，IGBT模塊底部通過安裝散熱器，因此這樣的結(jié)構(gòu)只會在IGBT模塊底部通過散熱器進(jìn)行散熱，其散熱面積小，散熱效率不高，往往需要借助外界的風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷散熱。本實(shí)用新型通過管狀的塑封體，并將導(dǎo)熱陶瓷基板11和導(dǎo)熱硅脂基板28分別設(shè)置在塑封體的上下兩端，然后將IGBT模塊放置在上述3個(gè)結(jié)構(gòu)組成的封閉空腔內(nèi)，并在該封閉的空腔內(nèi)填充導(dǎo)熱硅膠填充體3，同時(shí)導(dǎo)熱陶瓷基板11內(nèi)部鑲嵌鋁板，另外設(shè)置鋁柱與鋁板連接，并將鋁柱插入導(dǎo)熱硅膠填充體3內(nèi)，這樣設(shè)置后，IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量便會從導(dǎo)熱硅脂基板28和導(dǎo)熱陶瓷基板11處散熱，形成上下都散熱的結(jié)構(gòu)，而IGBT模塊所產(chǎn)生的熱量首先通過導(dǎo)熱硅膠填充體3，再由導(dǎo)熱硅膠填充體3傳導(dǎo)熱量給鋁柱，再由鋁柱將熱量傳遞給導(dǎo)熱陶瓷基板11進(jìn)行散熱處理，本實(shí)用新型利用鋁柱和鋁板的快速導(dǎo)熱作用，再利用導(dǎo)熱陶瓷基板11的快速散熱作用，達(dá)到快速而有效的散熱，相比只采用導(dǎo)熱陶瓷基板11進(jìn)行散熱的方式，可以形成溫差大的熱交換，從而增加導(dǎo)熱效率，其散熱效率可以提高50%。而導(dǎo)熱陶瓷基板11和導(dǎo)熱硅膠填充體3均為不導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，因此其具備良好的絕緣性能。
[0018]優(yōu)選的，所述IGBT模塊包括從上到下依次層疊的IGBT芯片2、焊接層A21、銅板A23、陶瓷基片25、銅板C26，銅板C26通過焊接層B27連接在導(dǎo)熱硅脂基板28上，還包括設(shè)置在陶瓷基片25上的銅板B24，銅板B24通過綁定線22與IGBT芯片2連接。
[0019]優(yōu)選的，導(dǎo)熱陶瓷基板11的厚度為0.5 cm至1cm。
[0020]優(yōu)選的，導(dǎo)熱陶瓷基板11為BeO材料制成的陶瓷板或?yàn)镾iC材料制成的陶瓷板。
[0021]如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.1GBT芯片散熱包圍模塊，其特征在于:包括IGBT模塊，IGBT模塊的底部通過焊接層B (27)連接在導(dǎo)熱硅脂基板(28)上，導(dǎo)熱硅脂基板(28)遠(yuǎn)離IGBT模塊的一側(cè)安裝在底部散熱器(29)上；還包括塑封體(I )，塑封體為兩端開口的管狀體，IGBT模塊設(shè)置在塑封體的空腔內(nèi)，導(dǎo)熱硅脂基板(28)封閉塑封體的下端開口，還包括導(dǎo)熱陶瓷基板(11)，導(dǎo)熱陶瓷基板(11)封閉塑封體的上端開口，還包括包圍在IGBT模塊四周填充在塑封體空腔內(nèi)的導(dǎo)熱硅膠填充體(3)，導(dǎo)熱陶瓷基板(11)內(nèi)嵌入有鋁板(12)，鋁板(12)設(shè)置有若干鋁柱(13)，鋁柱(13)延伸至導(dǎo)熱硅膠填充體(3)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT芯片散熱包圍模塊，其特征在于:所述IGBT模塊包括從上到下依次層疊的IGBT芯片(2)、焊接層A (21)、銅板A (23)、陶瓷基片(25)、銅板C (26)，銅板C (26)通過焊接層B (27)連接在導(dǎo)熱硅脂基板(28)上，還包括設(shè)置在陶瓷基片(25)上的銅板B (24)，銅板B (24)通過綁定線(22)與IGBT芯片(2)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT芯片散熱包圍模塊，其特征在于:導(dǎo)熱陶瓷基板(11)的厚度為0.5 cm至1cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT芯片散熱包圍模塊，其特征在于:導(dǎo)熱陶瓷基板(11)為BeO材料制成的陶瓷板或?yàn)镾iC材料制成的陶瓷板。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了IGBT芯片散熱包圍模塊，包括IGBT模塊，IGBT模塊的底部通過焊接層B連接在導(dǎo)熱硅脂基板上，導(dǎo)熱硅脂基板遠(yuǎn)離IGBT模塊的一側(cè)安裝在底部散熱器上；還包括塑封體，塑封體為兩端開口的管狀體，IGBT模塊設(shè)置在塑封體的空腔內(nèi)，導(dǎo)熱硅脂基板封閉塑封體的下端開口，還包括導(dǎo)熱陶瓷基板，導(dǎo)熱陶瓷基板封閉塑封體的上端開口，還包括包圍在IGBT模塊四周填充在塑封體空腔內(nèi)的導(dǎo)熱硅膠填充體，導(dǎo)熱陶瓷基板內(nèi)嵌入有鋁板，鋁板設(shè)置有若干鋁柱，鋁柱延伸至導(dǎo)熱硅膠填充體內(nèi)。
【IPC分類】H01L23/42, H01L23/367
【公開號】CN204680661
【申請?zhí)枴緾N201520462652
【發(fā)明人】王建全, 彭彪, 張干, 王作義, 崔永明
【申請人】四川廣義微電子股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月1日