【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率半导体器件领域，尤其涉及一种增强散热的igbt模块封装结构。
技术介绍
1、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)是当前电力电子最重要的大功率主流器件之一。当前焊接式igbt已在电机控制、新能源接入和储能等场景中广泛应用。焊接式igbt模块封装结构包括芯片、键合线、芯片焊料、陶瓷覆铜基板、功率端子、基板焊料、硅凝胶、基板和塑料框架结构。在igbt模块工作时，模块中igbt及frd芯片在短时间内释放出大量的热，产生的热主要通过热传导的方式按照从里到外的方式依次从芯片、芯片焊料、陶瓷覆铜基板、基板焊料及基板最后通过散热器进行散热，直至达到热平衡。现阶段主要通过优化igbt模块封装材料降低模块热阻，或通过igbt模块基板pin-fin增加对流换热系数来提升模块散热能力。随着igbt模块功率不断提升，对焊接模块散热能力要求越来越高。针对多个芯片并联工作的耦合加热影响，平面基板及pin-fin基板散热效果还待进一步提高。
2、目前常见的igbt模块封装结构如图1所示，是通过在igbt模块基板上增加pin-fin，针翅增大了基板与散热介质的散热面积，通过优化针翅结构，增加散热介质流动的紊流度，提升对流换热系数，增强模块散热能力。但是在基板上设计pin-fin导致基板厚度进一步增加，模块热阻无法有效降低；除此之外，igbt模块一般为并联使用，对应散热器不同位置的igbt模块散热条件有较大差异，靠近散热器进口位置的igbt模块冷却液温度较低，相应的靠近散热器
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种可以不增加基板厚度同时降低热阻增强散热的igbt模块封装结构。
2、技术方案：本专利技术所述的强散热的igbt模块封装结构，包括若干个igbt模块，每个igbt模块包括igbt基板，igbt基板内设有微沟槽冷却部，其特征在于，所述igbt模块封装结构还包括散热管和水泵，散热管设于igbt基板下表面的凹槽内，散热管内流通冷却液；水泵数量大于0且不大于igbt模块数量n，n个igbt模块的微沟槽冷却部串联形成微沟槽冷却单元，连接同一水泵，形成1个闭环，剩下的n-n个igbt模块的微沟槽冷却部各自连接一个水泵，形成n-n个闭环，n＝0,2,3,4，...，n；即每个igbt模块的微沟槽冷却部均连接一个水泵，形成n个闭环；或水泵数量为1，即所有igbt模块的微沟槽冷却部串联形成微沟槽冷却单元，连接同一水泵，形成1个闭环；或m个igbt模块的微沟槽冷却部串联形成微沟槽冷却单元，连接同一水泵，形成1个闭环，剩下的n-m个igbt模块的微沟槽冷却部均连接一个水泵，形成n-m个闭环，m＝2,3,4，…，n-1。
3、进一步的，所述igbt基板上表面开有凹槽，凹槽内部设置微沟槽结构，凹槽顶部设有盖板，盖板与凹槽配合实现凹槽内部的密封，igbt基板侧边开有与凹槽内部贯通的进口和出口，用于冷却液在微沟槽结构内部的流通，组成微沟槽冷却部。
4、优选的，所述微沟槽冷却单元与散热管串联。
5、优选的，所述散热管与外部冷却部直接连接。
6、优选的，所述散热管周围填充导热硅脂。
7、优选的，所述盖板通过焊接或者密封圈与igbt基板密封连接。
8、优选的，所述微沟槽结构由若干个柱形槽组成，柱形槽的形状为圆柱形、多边形、菱形和纺锥形中任一种。
9、优选的，所述igbt基板为金属基板。
10、优选的，所述微沟槽结构为焊接结构。
11、进一步的，所述进口和出口可以设置在igbt基板的同侧或异侧。
12、有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：本专利技术在不增加模块基板厚度的条件下设置了微沟槽冷却部和散热管，有效降低了模块热阻；模块工作时，可根据需要，设置一个或与igbt模块数量相同的水泵，与igbt模块的微沟槽冷却部连接实现对多个igbt模块微沟槽冷却部的单独控制，根据模块不同工作条件及散热条件调整基板散热器中通过冷却液的流量及温度，提升芯片的散热能力，保证模块安全稳定运行，提高整个装置的热安全性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种增强散热的IGBT模块封装结构，包括若干个IGBT模块，每个IGBT模块包括IGBT基板，IGBT基板内设有微沟槽冷却部，其特征在于，所述IGBT模块封装结构还包括散热管和水泵，散热管设于IGBT基板下表面的凹槽内，散热管内流通冷却液；水泵数量大于0且不大于IGBT模块数量N，n个IGBT模块的微沟槽冷却部串联形成微沟槽冷却单元，连接同一水泵，形成1个闭环，剩下的N-n个IGBT模块的微沟槽冷却部各自连接一个水泵，形成N-n个闭环，n＝0,2,3,4，...，N。
2.根据权利要求1所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述IGBT基板上表面开有凹槽，凹槽内部设置微沟槽结构，凹槽顶部设有盖板，盖板与凹槽配合实现凹槽内部的密封，IGBT基板侧边开有与凹槽内部贯通的进口和出口，用于冷却液在微沟槽结构内部的流通，组成微沟槽冷却部。
3.根据权利要求1所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述微沟槽冷却单元与散热管串联，形成闭环。
4.根据权利要求1所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述散热管与外部冷却部直接连
5.根据权利要求1所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述散热管周围填充导热硅脂。
6.根据权利要求2所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述盖板通过焊接或者密封圈与IGBT基板密封连接。
7.根据权利要求2所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述微沟槽结构由若干个柱形槽组成，柱形槽的形状为圆柱形、多边形、菱形和纺锥形中任一种。
8.根据权利要求1所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述IGBT基板为金属基板。
9.根据权利要求2所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述微沟槽结构为焊接结构。
10.根据权利要求2所述增强散热的IGBT模块封装结构，其特征在于，所述进口和出口可以设置在IGBT基板的同侧或异侧。
...【技术特征摘要】
1.一种增强散热的igbt模块封装结构，包括若干个igbt模块，每个igbt模块包括igbt基板，igbt基板内设有微沟槽冷却部，其特征在于，所述igbt模块封装结构还包括散热管和水泵，散热管设于igbt基板下表面的凹槽内，散热管内流通冷却液；水泵数量大于0且不大于igbt模块数量n，n个igbt模块的微沟槽冷却部串联形成微沟槽冷却单元，连接同一水泵，形成1个闭环，剩下的n-n个igbt模块的微沟槽冷却部各自连接一个水泵，形成n-n个闭环，n＝0,2,3,4，...，n。
2.根据权利要求1所述增强散热的igbt模块封装结构，其特征在于，所述igbt基板上表面开有凹槽，凹槽内部设置微沟槽结构，凹槽顶部设有盖板，盖板与凹槽配合实现凹槽内部的密封，igbt基板侧边开有与凹槽内部贯通的进口和出口，用于冷却液在微沟槽结构内部的流通，组成微沟槽冷却部。
3.根据权利要求1所述增强散热的igbt模块封装结构，其特征在于，所述微沟槽冷却单元与散热管串联...
【专利技术属性】
技术研发人员：王蕤，董志意，张大华，刘旭光，吴靖，史宇超，
申请(专利权)人：南京南瑞半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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