Igbt散熱模組以及具有其的igbt模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及散熱器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種IGBT散熱模組以及具有該IGBT散熱模組的IGBT模組。
【背景技術(shù)】
[0002]以液體作為冷卻介質(zhì)的散熱器結(jié)構(gòu)緊湊且構(gòu)造為比較薄的板狀或條狀金屬翅片或針型結(jié)構(gòu)，散熱器的內(nèi)部布置液體通道，使得流體與水冷板之間產(chǎn)生對(duì)流換熱，從而流體可以散去水冷板表面高功率電子元器件的熱功耗。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，散熱器底板的材料至關(guān)重要，直接關(guān)系到是否能夠IGBT散熱模組的散熱要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型提出一種IGBT散熱模組，該IGBT散熱模組的散熱效果好。
[0005]本實(shí)用新型進(jìn)一步地提出了一種IGBT模組。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的IGBT散熱模組，包括:散熱器底板，所述散熱器底板包括:底板本體和N個(gè)散熱柱，所述底板本體包括本體部和分別設(shè)置在所述本體部的相對(duì)的兩個(gè)表面上的第一表層和第二表層，所述N個(gè)散熱柱間隔開設(shè)在所述第一表層上，且每個(gè)所述散熱柱的一端與所述第一表層固定且另一端為自由端，所述第一表層和所述散熱柱均適于與冷卻液接觸，所述散熱器底板為銅制成;覆銅板，所述覆銅板包括基板、第一銅層和第二銅層，所述第一銅層與所述第二銅層分別設(shè)置在所述基板上的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)表面上，所述基板為氮化硅基板，所述第一銅層設(shè)在所述第二表層上。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的IGBT散熱模組，采用銅制的散熱器底板導(dǎo)熱性能好，可以提高IGBT散熱模組的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組的散熱要求。另外，覆銅板可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板和電器元件還可以產(chǎn)生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板的工作安全性。而且，采用氮化硅基板作為基板，可以保證基板在高溫情況下不破碎，可以保證覆銅板的工作可靠性。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的IGBT模組，包括IGBT芯片和所述的IGBT散熱模組，所述IGBT芯片設(shè)置在所述第二銅層上。采用銅制的散熱器底板導(dǎo)熱性能好，可以提高IGBT散熱模組的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組的散熱要求。另外，覆銅板可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板和電器元件還可以產(chǎn)生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板的工作安全性。而且，采用氮化硅基板作為基板，可以保證基板在高溫情況下不破碎，可以保證覆銅板的工作可靠性。而且，氮化硅基板可以彌補(bǔ)與銅制的散熱器底板的熱膨脹系數(shù)的差異，可以使得覆銅板和散熱器底板封裝可靠性較好。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的IGBT散熱模組中的散熱器底板的側(cè)視圖；
[0010]圖2是圖1中區(qū)域A的放大圖；
[0011]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的IGBT散熱模組的仰視圖；
[0012]圖4是圖3中區(qū)域B的放大圖；
[0013]圖5是放置在冷卻槽內(nèi)的散熱器底板的剖視圖；
[0014]圖6是圖5中區(qū)域C的放大圖；
[0015]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1GBT散熱模組的側(cè)視圖；
[0016]圖8是圖7中區(qū)域D的放大圖；
[0017]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的IGBT散熱模組的示意圖；
[0018]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的IGBT散熱模組的立體圖；
[0019]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的IGBT散熱模組的仰視圖；
[0020]圖12是根據(jù)本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的IGBT散熱模組的俯視圖；
[0021 ]圖13是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的IGBT散熱模組的側(cè)視圖；
[0022]圖14是圖13中區(qū)域E的放大圖。
[0023]附圖標(biāo)記:
[0024]IGBT 散熱模組 1000;
[0025]散熱器底板100;
[0026]底板本體10;第一表層11;第二表層12;本體部13;
[0027]散熱柱20;自由端21;固定端22;冷卻槽30;
[0028]覆銅板200;基板210;第一銅層220;第二銅層230;
[0029]IGBT 芯片 2000。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0031]下面參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的IGBT(Insulated Gate BipolarTrans i s tor-絕緣柵雙極型晶體管)散熱模組1000。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的IGBT散熱模組1000可以包括:散熱器底板100和覆銅板200。散熱器底板100可以包括:底板本體10和N個(gè)散熱柱20。如圖1和圖3所示，底板本體10可以包括本體部13和分別設(shè)置在本體部13的相對(duì)的兩個(gè)表面上的第一表層11和第二表層12，即第一表層11和第二表層12相對(duì)設(shè)置在本體部13上，第二表層12上安裝有覆銅板200，覆銅板200上安裝有電器元件。需要說明的是，散熱器底板100有多種選擇，例如，雖然圖11所示的散熱器底板100上的散熱柱20的數(shù)量明顯多于圖3所示的散熱器底板100上的散熱柱20的數(shù)量，但是兩種散熱器底板100均可以選取。
[0033]通過將覆銅板200設(shè)置在散熱器底板100和電器元件之間，覆銅板200可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板200和電器元件還可以產(chǎn)生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板100的工作安全性。
[0034]N個(gè)散熱柱20間隔開設(shè)在第一表層11上，而且每個(gè)散熱柱20的一端與第一表層11固定，并且每個(gè)散熱柱20的另一端為自由端21，第一表層11和散熱柱20均適于與冷卻液接觸。
[0035]如圖2所示，散熱柱20的一端即為散熱柱20的固定端22，散熱柱20的固定端22可以固定連接在第一表層11上。由此，冷卻液可以與第一表層11接觸，還可以與每個(gè)散熱柱20的外露的表面接觸，設(shè)置在第二表層12上的電器元件發(fā)出的熱量可以通過覆銅板200、第二表層12和本體部13傳遞給第一表層11和N個(gè)散熱柱20，從而第一表層11和N個(gè)散熱柱20可以將電器元件的熱量進(jìn)一步地傳遞給冷卻液，進(jìn)而可以起到散發(fā)電器元件的熱量的作用，保證電器元件工作穩(wěn)定性。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一表層11上與冷卻液接觸部分的面積為SI，第一表層11上與每個(gè)散熱柱20相接觸部分的面積為S2，180 SS1/S2S 800?？梢岳斫獾氖?，滿足上述關(guān)系式的散熱器底板100可以使得第一表層11與冷卻液接觸部分的面積SI設(shè)計(jì)合理，還可以使得第一表層11與N個(gè)散熱柱20接觸部分的面積S2設(shè)計(jì)合理，從而可以使得第一表層11和N個(gè)散熱柱20分別與冷卻液熱交換穩(wěn)定且可靠，可以在保證足夠大散熱面積的同時(shí)，很好的降低冷卻液流阻，提高散熱效率。優(yōu)選地，200 < S1/S2 < 500。
[0037]其中，散熱柱20的數(shù)量滿足關(guān)系式:300^ N<650。滿足上述關(guān)系式的散熱柱20可以在保證散熱柱20與冷卻液熱交換效果可靠的情況下，還可以使得散熱器底板100有效減少散熱柱20的數(shù)量，從而可以降低散熱器底板100的加工工藝要求，還可以降低散熱器底板100的脫模難度，提高散熱器底板100的成品率，降低散熱器底板100的生產(chǎn)難度，降低散熱器底板100的生產(chǎn)成本。優(yōu)選地，300 < N<420。
[0038]結(jié)合圖7和圖8以及圖13和圖14所示，覆銅板200可以包括基板210、第一銅層220和第二銅層230，第一銅層220與第二銅層230可以分別設(shè)置在基板210上的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)表面上，如圖8所示，第一銅層220設(shè)置在基板210的下表面上，第二銅層230設(shè)置在基板210的上表面上，第一銅層220設(shè)置在第一表層11上，電器元件設(shè)置在第二銅層230上。
[0039]其中，散熱器底板100為銅制成?？梢岳斫獾氖?，銅具有良好的導(dǎo)熱性能，散熱器底板100可以有效提高IGBT散熱模組1000的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組1000的散熱要求，而且銅制的散熱器底板100結(jié)構(gòu)可靠，使用壽命長(zhǎng)。
[0040]由于氮化硅是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性和耐磨性，并且氮化硅為原子晶體，在高溫時(shí)還可以抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000°C以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì)碎裂?；?10可以為氮化硅基板，從而可以保證覆銅板200的工作可靠性。進(jìn)一步可選地，覆銅板可以為氮化硅DBC覆銅板或氮化硅AMB覆銅板，其中DBC(DIRECTBonding Copper)即直接覆銅法，AMB(Active metal brazing)即活性金屬釬焊法。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一銅層22