一種模擬igbt元件發(fā)熱的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到IGBT元件的性能測(cè)試領(lǐng)域，特指一種適用于IGBT元件的散熱器熱性能測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT元件在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，必須通過散熱器將熱量迅速帶走，以保證IGBT元件的結(jié)溫在安全運(yùn)行范圍內(nèi)，散熱器的熱性能好壞直接影響到IGBT元件的可靠性。以IGBT元件來對(duì)散熱器進(jìn)行熱性能測(cè)試時(shí)，IGBT元件使用時(shí)需要具備驅(qū)動(dòng)、控制等設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜；IGBT元件不能長時(shí)間極限工況運(yùn)行；IGBT元件的損耗特性與芯片結(jié)溫有很大的關(guān)系，容易因結(jié)溫的波動(dòng)而帶來很大的實(shí)驗(yàn)誤差；因IGBT元件的芯片被絕緣材料封裝起來，需將絕緣材料去除后才能測(cè)出其內(nèi)部芯片的結(jié)溫，這很容易使IGBT元件遭受機(jī)械損傷；IGBT元件的成本高。因此，以上諸多因素說明IGBT元件不適合直接作為散熱器熱性能實(shí)驗(yàn)研究的熱源，需要采用合適的模擬熱源以反映IGBT元件的發(fā)熱方式。
[0003]目前，模擬IGBT元件發(fā)熱的裝置主要存在如下缺點(diǎn):
(1)IGBT元件由AlSiC基板或Cu基板、焊料層、銅層、A1N層、芯片等不同材料組成，盡管焊料層、銅層和A1N層的厚度較小，但不同材料及不同面積組合之后存在熱擴(kuò)展效應(yīng)，芯片的發(fā)熱面積體現(xiàn)在基板上時(shí)，要比芯片的實(shí)際面積大。因此，未建立凸臺(tái)的裝置發(fā)熱行為既有別于實(shí)際IGBT元件發(fā)熱方式，也有別于均布面熱源方式，不能有效滿足散熱器的熱性能實(shí)驗(yàn)。
[0004](2)裝置有較大的面積與外界空氣直接接觸，由于裝置的溫度高，易向外界環(huán)境輻射熱量，使得傳導(dǎo)至散熱器的熱量有所減少，散熱器接受的熱量與裝置產(chǎn)生的熱量存在一定偏差，影響測(cè)試準(zhǔn)確性。
[0005]( 3 )裝置采用的電熱管或發(fā)熱棒既具有電阻特性，也具有少許電感特性，直接利用電壓乘以電流來計(jì)算發(fā)熱功率，會(huì)較實(shí)際產(chǎn)生的熱量稍微偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、制作方便、可有效模擬IGBT元件的發(fā)熱行為，提高實(shí)驗(yàn)測(cè)試準(zhǔn)確性的模擬IGBT元件發(fā)熱的裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種模擬IGBT元件發(fā)熱的裝置，包括底板、導(dǎo)熱板、發(fā)熱件、保溫件和隔熱板，所述底板、導(dǎo)熱板和隔熱板由下至上依次堆疊，所述發(fā)熱件安裝于導(dǎo)熱板內(nèi)，所述保溫件包裹于導(dǎo)熱板上。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述底板上設(shè)置有若干個(gè)與IGBT芯片和二極管芯片對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述凸臺(tái)的面積按照芯片的大小和形狀予以放大，熱擴(kuò)展角度取45度，在芯片尺寸基礎(chǔ)上放大0.5mm?2mm。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述導(dǎo)熱板上開設(shè)有若干個(gè)孔，所述孔用來安裝發(fā)熱件。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述孔的方向?yàn)檠刂装宓拈L度方向，或者所述孔的方向?yàn)檠刂装宓膶挾确较颉?br>[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述導(dǎo)熱板上設(shè)有楔形槽，所述隔熱板上設(shè)置有與楔形槽配合的楔形凸臺(tái)。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述發(fā)熱件為電熱管或發(fā)熱棒，所述電熱管或發(fā)熱棒的引線連接至電源，采用電壓傳感器、電流傳感器實(shí)時(shí)采集電路中電壓、電流信號(hào)，通過智能儀表傳輸?shù)焦た貦C(jī)；再通過控制電源電壓的方式控制電熱管或發(fā)熱棒的功率，控制電路中設(shè)有功率因數(shù)表用以修正電熱管或發(fā)熱棒的發(fā)熱量計(jì)算值。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述保溫件為保溫棉。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述隔熱板的上方設(shè)置墊板并與連接件形成配合用以連接散熱器。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述連接件為螺栓組件。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明的底板凸臺(tái)長寬尺寸根據(jù)IGBT元件的熱擴(kuò)展效應(yīng)來確定，可以準(zhǔn)確反映IGBT元件的芯片體現(xiàn)在底板上的發(fā)熱行為。
[0018]2、本發(fā)明采用電壓傳感器、電流傳感器實(shí)時(shí)采集電路中電壓、電流信號(hào)，為功率變化情況提供詳細(xì)的記錄，確保了熱性能測(cè)試數(shù)據(jù)的完整性。
[0019]3、本發(fā)明的電路中添加功率因數(shù)表，用以修正電熱管或發(fā)熱棒的發(fā)熱量計(jì)算值，可以更為準(zhǔn)確地計(jì)算出電熱管或發(fā)熱棒的發(fā)熱量。
[0020]4、本發(fā)明采用保溫棉包裹導(dǎo)熱板的大部分面積，熱量將主要傳導(dǎo)至散熱器上，減少對(duì)外輻射換熱的影響，可以更為準(zhǔn)確地測(cè)試散熱器的熱性能。
[0021]5、本發(fā)明的隔熱板用于阻隔導(dǎo)熱板與不銹鋼墊板之間的熱傳導(dǎo)，可以減少熱量通過不銹鋼墊板的散失，隔熱板上的楔形凸臺(tái)與導(dǎo)熱板上的楔形槽為間隙配合，可以方便導(dǎo)熱板的快速定位。
[0022]6、本發(fā)明的不銹鋼墊板可保證螺栓組件旋緊過程中對(duì)整個(gè)裝置的機(jī)械保護(hù)。
[0023]綜上所述，本發(fā)明可以保證裝置的發(fā)熱特性與IGBT元件基本相似，有利于提高IGBT元件用散熱器熱性能測(cè)試的準(zhǔn)確性，此外，本裝置安裝拆卸簡(jiǎn)單、方便，易于工程化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明中分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖例說明:
1、底板；101、凸臺(tái)；2、導(dǎo)熱板；201、楔形槽；3、發(fā)熱件；4、保溫件；5、隔熱板；6、墊板；7、連接件。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種模擬IGBT元件發(fā)熱的裝置，包括底板1、導(dǎo)熱板
2、發(fā)熱件3、保溫件4、隔熱板5、墊板6和連接件7，底板1、導(dǎo)熱板2和隔熱板5由下至上依次堆疊，發(fā)熱件3安裝于導(dǎo)熱板2內(nèi)，保溫件4包裹于導(dǎo)熱板2上，墊板6位于隔熱板5的上方并與連接件7形成配合，用以連接散熱器。
[0029]底板1的尺寸應(yīng)根據(jù)IGBT元件的基板尺寸來確定。底板1上設(shè)置有若干個(gè)凸臺(tái)101，首先以IGBT元件中IGBT芯片和二極管芯片位置與長寬尺寸為依據(jù)，再將凸臺(tái)101的長寬尺寸予以適當(dāng)放大。即，考慮到IGBT元件的熱擴(kuò)展效應(yīng)，凸臺(tái)101的面積按照芯片的大小和形狀