一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法组成比例

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，涉及一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法。该散热底板包括：相互独立的Pin

【技术实现步骤摘要】
一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法


[0001]本专利技术属于半导体器件
，涉及半导体器件的散热底板，尤其涉及一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法。

技术介绍

[0002]随着IGBT模块功率密度的不断提升，散热底板作为单面散热型IGBT模块的主要散热通道，底板的散热能力至关重要。Pin
‑
fin底板作为目前研究热门之一，它直接与冷却液接触，可大大提高IGBT模块的散热能力。
[0003]目前市面上最主流的Pin
‑
fin底板为一体化底板，参见图1，即Pin
‑
fin针与焊接板为一体结构，这种底板的主要缺点在于：1)结构上，由于焊接板与Pin
‑
fin针是一体的，后期应用过程中考虑焊接质量对Pin
‑
fin针的一致性要求很高，在后期加工时很难保证；2)加工工艺上，目前现有Pin
‑
fin底板的加工复杂、难度大，对Pin
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fin针的一致性要求很高，导致Pin
‑
fin一体化底板的成本大大提高；3)焊接应用上，由于焊接板背面是Pin
‑
fin针，焊接时Pin
‑
fin针与加热板间的接触面积小，传热性能低，影响焊接质量。
[0004]因此，急需一种新的底板结构，兼顾封装工艺的可靠性、高效性及良好的散热特性，以解决高功率密度IGBT模块封装工艺及应用过程中的一系列问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法，兼顾高功率密度IGBT模块封装工艺的可靠性、高效性及良好的散热特性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种高功率密度半导体器件的散热底板，包括：相互独立的Pin
‑
fin板和焊接底板，且两者通过紧固件可拆卸连接，所述Pin
‑
fin板和焊接底板之间设置有缓冲层。
[0008]进一步，所述缓冲层采用导热材料制成。
[0009]进一步，所述Pin
‑
fin板的上表面设置有用于安装焊接底板的放置区。
[0010]进一步，所述焊接底板与缓冲层的总厚度与所述放置区的深度相同。
[0011]进一步，所述Pin
‑
fin板的下表面均匀分布有多个Pin
‑
fin针。
[0012]进一步，多个所述Pin
‑
fin针与Pin
‑
fin板呈一体式结构。
[0013]进一步，所述Pin
‑
fin板和焊接底板通过螺钉连接，所述Pin
‑
fin板、焊接底板和缓冲层上分别设置有与所述螺钉相适配的安装孔。
[0014]进一步，所述焊接底板呈矩形。
[0015]进一步，所述螺钉的数量为四个，且四个螺钉均匀分布于矩形焊接底板的四个拐角处。
[0016]另一方面，本专利技术提供了基于如上所述的散热底板的装配方法，具体包括以下步
骤：
[0017]将子模组、焊片及焊接底板由上至下依次放置完成待焊组件与焊接底板的装配；
[0018]将装配后的焊接底板放置在预设的托盘上，将所述托盘放置在加热板上进行焊接；
[0019]完成焊接后，将焊接板与Pin
‑
fin板通过紧固件安装。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：通过将Pin
‑
fin板和焊接底板设计成相互独立的结构，焊接时焊接板直接与加热板接触，消除了由于加工过程中Pin
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fin针的形变引起的接触面不平现象，提高焊接质量；在焊接时只需要保证焊接板和加热板紧密接触，对于Pin
‑
fin板的弧度要求不高，与原有一体化Pin
‑
Fin板相比，大大降低了制作工艺的难度；此外，将Pin
‑
fin板和焊接底板设计成相互独立的结构，在模块封装时与现有焊接工艺过程兼容，无需增加额外的工装，不会额外增加工艺制作成本；而且对于Pin
‑
fin针的形变量误差容忍度增加，使得成品率提高，间接降低了Pin
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fin板的成本；最后，将Pin
‑
fin板和焊接底板设计成相互独立的结构，焊接板与Pin
‑
Fin板材质可以独立选取，焊接板可以选择与IGBT模块其他材料热特性参数更加匹配的形变量小的材质，Pin
‑
Fin板可以选取成本低、导热快的金属材质。
附图说明
[0021]图1为现有一体化Pin
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fin底板的结构图；
[0022]图2为本专利技术提供的高功率密度半导体器件的散热底板的结构爆炸图；
[0023]图3为本专利技术提供的待焊接组件与焊接底板的焊接过程图；
[0024]图4为本专利技术提供的焊接完成后的焊接底板与Pin
‑
fin板的安装流程图。
[0025]其中：1、焊接板；2、Pin
‑
fin针；3、Pin
‑
fin板；4、缓冲层；5、子模组；6、焊片；7、加热板。
具体实施方式
[0026]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细描述：
[0027]实施例
[0028]一方面，参见图2所示，本专利技术提供了一种高功率密度半导体器件的散热底板，包括：相互独立的Pin
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fin板3和焊接底板1，且两者通过紧固件可拆卸连接，所述Pin
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fin板3和焊接底板1之间设置有缓冲层4。
[0029]进一步，所述缓冲层4采用导热材料制成，在降低热阻的同时保证Pin
‑
fin板3和焊接底板1紧密配合。
[0030]进一步，所述Pin
‑
fin板3的上表面设置有用于安装焊接底板1的放置区。
[0031]进一步，所述焊接底板1与缓冲层4的总厚度与所述放置区的深度相同。
[0032]进一步，所述Pin
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fin板3的下表面均匀分布有多个Pin
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fin针2。
[0033]进一步，多个所述Pin
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fin针2与Pin
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fin板3呈一体式结构。
[0034]进一步，所述Pin
‑
fin板3和焊接底板1通过螺钉连接，所述Pin
‑
fin板3、焊接底板1和缓冲层4上分别设置有与所述螺钉相适配的安装孔。
[0035]进一步，所述焊接底板1呈矩形。
[0036]进一步，所述螺钉的数量为四个，且四个螺钉均匀分布于矩形焊接底板1的四个拐角处。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，包括：相互独立的Pin
‑
fin板(3)和焊接底板(1)，且两者通过紧固件可拆卸连接，所述Pin
‑
fin板(3)和焊接底板(1)之间设置有缓冲层(4)。2.根据权利要求1所述的高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，所述缓冲层(4)采用导热材料制成。3.根据权利要求1所述的高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，所述Pin
‑
fin板(3)的上表面设置有用于安装焊接底板(1)的放置区。4.根据权利要求3所述的高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，所述焊接底板(1)与缓冲层(4)的总厚度与所述放置区的深度相同。5.根据权利要求1所述的高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，所述Pin
‑
fin板(3)的下表面均匀分布有多个Pin
‑
fin针(2)。6.根据权利要求5所述的高功率密度半导体器件的散热底板，其特征在于，多个所述Pin
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：于凯，王晓丽，
申请(专利权)人：西安中车永电电气有限公司，
类型：发明
国别省市：