一种IGBT模块新型pin-fin底板散热结构制造技术

本发明专利技术提供一种IGBT模块新型pin

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构


[0001]本专利技术涉及电力电子芯片制造和封测技术
，具体而言，涉及一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构。

技术介绍

[0002]汽车电动化、网联化、智能化的发展趋势带动汽车功率器件需求大幅度增长。在新能源汽车领域，功率器件IGBT发挥着核心作用，占据了电机控制器成本的52%，是汽车动力系统的“心脏”。随着市场对新能源汽车性能要求的迅速提高，车规级功率器件IGBT需要承受更高的电压和更大的电流，对于其稳定性、可靠性的要求越来越高。未来，高密度、高可靠性、更好的集成散热功能是车规级功率模块未来的发展趋势。
[0003]IGBT器件叠层结构相对复杂，界面较多，导致热阻变大，模块热管理极其重要，目前业界常用散热方式仍为器件/模块+TIM+Heatsink，芯片传热路径长，受限TIM极低热导率，大功率器件散热问题需要优化。
[0004]空气强迫对流冷却技术通过风机与翅片结构配合实现电子器件冷却，翅片作为空气强迫对流冷却中的核心部件，而其中针翅具有更好的散热能力。由于其结构简单、安装方便、成本低，被广泛的应用于车规级功率器件的散热系统当中，但其体积小制约着其无法实现快速降温。
[0005]因此，确有必要对现有散热技术进行改进以解决现有技术之不足。

技术实现思路

[0006]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构，解决了现有技术中因IGBT器件结构相对复杂，界面较多，导致热阻变大，无法实现快速降温并且针对现有的翅片在散热时的效果进行优化的问题。
[0007]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构，包括主体基板，所述主体基板上表面焊接连接有DBC板，所述DBC板上表面分别安装有IGBT芯片和FRD芯片，所述主体基板下表面焊接安装有通风组件，所述通风组件下端设置在夹层基板的上表面，所述夹层基板与主体基板之间设置有通风组件；所述通风组件包括有若干列针翅，每列所述针翅均设置在夹层基板与主体基板之间，每个相邻的两列所述针翅之间呈交错状分布。
[0008]作为优选，每个所述针翅中部均贯穿开设有主散热通孔，每个所述主散热通孔内壁上下端均开设有扩展接纳槽，每个所述扩展接纳槽中部均贯穿开设有换气孔，每个所述换气孔内壁边角处均一体化设置有导向坡。
[0009]作为优选，远离主散热通孔一侧的每个所述换气孔均一体化开设有散热扩展槽。
[0010]作为优选，每个所述散热扩展槽内部均一体化设置有若干导热支柱。
[0011]作为优选，每个所述散热扩展槽两侧分别贯穿开设有与扩展接纳槽连通的第一进气孔和第二进气孔，每个相邻的所述第一进气孔和第二进气孔均为对称设置。
[0012]作为优选，每个所述第一进气孔和第二进气孔上端均位于对应的扩展接纳槽两侧，每个所述第一进气孔和第二进气孔下端均位于对应的散热扩展槽两侧。
[0013]作为优选，每个相邻两列所述针翅之间纵向交错2mm，位于横向的每个所述针翅与位于纵向的每个所述针翅之间数量比值为3：1。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、通过本专利技术中气流传输为，交错与打孔方式，流体不断叠加，使流速增加，而分流的位置，同样也会有其他的流体流入，使流速保持。最终在流出一侧，流速没有因为分流而流速降低，如图所示；当流体流经针翅通孔后，温度梯度会在针翅流出侧呈现“彗星尾巴”状态，这表明，流体在经过打孔针翅后，通过通孔部分的流体的降温效果要比两侧流体的强，且流速降低梯度小，这会提高在流入下一针翅通孔时的流速，如此循环下去，直到终点，同样的，在相同入口压力下，通过减少通孔数量，提高流经翅片的流体流速。
[0015]2、通过设置有通风组件能够对所经过的风进行引导，并且利用风对多个针翅进行分别降温处理，其中利用针翅能够将主体基板所接收的热量进行转移，从而使得安装在主体基板上方的IGBT芯片和FRD芯片得到降温处理，进而使得本结构能够有效解决因IGBT器件叠层结构相对复杂，界面较多，导致热阻变大，导致不能及时降温的问题，相比于现有技术中的平直翅片，本申请中的针翅具有较好的散热能力，其中本申请中采用空气强迫对流冷却技术通过风机与翅片结构配合实现电子器件冷却，具有结构简单、安装方便、成本低。
[0016]3、通过铸造方式制成针翅后，将针翅安装在主体基板的下表面，之后将夹层基板安装在针翅的底部，实现夹层新结构的构成，其中夹层基板与主体基板均为铜制板，且在设置时为铜层
‑
针翅层
‑
铜层，其中，夹层的存在可以有效限制流体区域，防止流体四溢，同时可以传递热量，进一步提高换热系数。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的整体结构示意图；图2为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的正视整体结构示意图；图3为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的图2中A
‑
A处剖面结构示意图；图4为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的针翅结构示意图；图5为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的俯视针翅结构示意图；图6为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的图5中B
‑
B处剖面结构示意图;图7为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的正视针翅结构示意图;图8为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的图7中C
‑
C处剖面结构示意图;图9为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的图7中D
‑
D处剖面结构示意图;
图10为本专利技术一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构的热流体自增压流速说明图。
[0018]图中：1、IGBT芯片；2、FRD芯片；3、通风组件；301、针翅；302、主散热通孔；3021、扩展接纳槽；3022、换气孔；3023、第一进气孔；3024、散热扩展槽；3025、导热支柱；3026、第二进气孔；3027、导向坡；4、DBC板；5、主体基板；6、夹层基板。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0020]如图1至10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构，包括主体基板（5），其特征在于：所述主体基板（5）上表面焊接连接有DBC板（4），所述DBC板（4）上表面分别安装有IGBT芯片（1）和FRD芯片（2），所述主体基板（5）下表面焊接安装有通风组件（3），所述通风组件（3）下端设置在夹层基板（6）的上表面，所述夹层基板（6）与主体基板（5）之间设置有通风组件（3）；所述通风组件（3）包括有若干列针翅（301），每列所述针翅（301）均设置在夹层基板（6）与主体基板（5）之间，每个相邻的两列所述针翅（301）之间呈交错状分布。2.根据权利要求1所述的一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构，其特征在于：每个所述针翅（301）中部均贯穿开设有主散热通孔（302），每个所述主散热通孔（302）内壁上下端均开设有扩展接纳槽（3021），每个所述扩展接纳槽（3021）中部均贯穿开设有换气孔（3022），每个所述换气孔（3022）内壁边角处均一体化设置有导向坡（3027）。3.根据权利要求2所述的一种IGBT模块新型pin
‑
fin底板散热结构，其特征在于：远离主散热通孔（302）一侧的每个所述换气孔（3022）均...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚萌，宋一凡，马坤，周洋，刘胜，
申请(专利权)人：合肥阿基米德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：