大功率陶瓷封装igbt高效双面制冷整体管壳的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳，包含陶瓷管座和管盖，其特征在于所述管盖包含有阴极电极、阴极法兰、阴极进水嘴和阴极出水嘴，所述进水嘴和出水嘴分别与阴极散热水腔进行螺纹连接，分布在阴极散热水腔的外缘上；所述陶瓷管座包含阳极法兰、瓷环、阳极密封圈、阳极电极、门极引线管、阳极进水嘴和阳极出水嘴，所述阳极电极包含有矩形电极群、下盖板和阳极散热水腔，所述矩形电极群位于阳极散热水腔的上方，所述阳极进水嘴和阳极出水嘴分别与阳极散热水腔进行螺纹连接，分布在阳极散热水腔的外缘上。本实用新型既可以提高散热效果，又可以实现器件叠式串联，同时大幅缩小装量体积。
【专利说明】大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳。属于电力电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002]散热是电力电子设备安全、稳定运行所必不可少的重要因素。对于IGBT而言，其内部是一个有多种材料组成的多层结构，而各层材料的热力学性能有所不同，当模块在工作状态时，如果散热不佳，将导致各层面之间热应力增大，从而使模块发生热蠕变，热疲劳而失效，特别是目前大部分模块采用塑料外壳封装，只有一面是导热板，因此限制这类模块只能采用单面散热，当电压和电流增大时，散热问题常常是造成模块失效的主因。
[0003]基于晶闸管封装技术，目前为IGBT开发的陶瓷封装的平板压接式封装结构，可以实现芯片的压接式无应力封装和双面制冷，为IGBT在高压大功率领域应用中提供了与晶闸管、GTO —样的可靠性，并且正在推广应用中得到逐步完善。
[0004]在高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级达到IOkV以上，因此目前IGBT只能通过串联实现高压应用。对于双面制冷的陶瓷模块来说，虽然通过外接散热器可以提高散热效果，但是由于外接散热器体积较大，当几十个器件串联时，装置体积会很大，因此不利于器件的串联接，并且散热器与管壳之间存在界面接触热阻，也会影响散热效果。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种既可以提高散热效果，又可以实现器件叠式串联，同时大幅缩小装置体积的高效双面制冷整体管壳。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳，包含陶瓷管座和管盖，所述管盖包含有阴极电极、阴极法兰、阴极进水嘴和阴极出水嘴，所述阴极法兰同心焊接在阴极电极的外缘上，所述阴极电极包含有上盖板和阴极散热水腔，所述上盖板同心焊接在阴极散热水腔上，所述进水嘴和出水嘴分别与阴极散热水腔进行螺纹连接，分布在阴极散热水腔的外缘上；
[0007]所述陶瓷管座包含阳极法兰、瓷环、阳极密封圈、阳极电极、门极引线管、阳极进水嘴和阳极出水嘴，所述阳极法兰、瓷环和阳极密封圈自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管穿接于瓷环的壳壁上，所述阳极电极包含有矩形电极群、下盖板和阳极散热水腔，所述矩形电极群位于阳极散热水腔的上方，所述下盖板同心焊接在阳极散热水腔下方，所述阳极进水嘴和阳极出水嘴分别与阳极散热水腔进行螺纹连接，分布在阳极散热水腔的外缘上。
[0008]所述阴极散热水腔与阳极散热水腔采用由内而外的双环流设计。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0010]1、散热水腔采用由内而外的双环流设计，可以使散热更均匀。
[0011]2、矩形电极群采用精密加工技术制作而成，具有机械尺寸，表面精度的高度一致性，可以实现IGBT芯片的压接式无应力封装，从而大幅提高了器件的热循环能力。[0012]3、散热水腔与矩形电极群采用整体结构设计，不需要外接散热器，因此大幅缩小了装置体积，并且由于不存在界面接触热阻，因此可以提高散热效果，另外这种结构非常方便器件的叠式串联，从而实现IGBT的高压应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型中陶瓷管座的俯视图。
[0014]图2为图1 A-A向剖面图。
[0015]图3为本实用新型中散热水腔的结构示意图。
[0016]图4为本实用新型中管盖的结构示意图。
[0017]其中:
[0018]阴极电极1，阴极法兰2，阴极进水嘴3，阴极出水嘴4，上盖板1-1，阴极散热水腔1-2，阳极法兰5，瓷环6，阳极密封圈7，阳极电极8，门极引线管9，阳极进水嘴10，阳极出水嘴11，下盖板8-1，矩形电极群8-2，阳极散热水腔8-3。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型涉及一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳，包含陶瓷管座和管盖，参见图3、图4，所述管盖包含有阴极电极1、阴极法兰2、阴极进水嘴3和阴极出水嘴4，所述阴极法兰2同心焊接在阴极电极I的外缘上，所述阴极电极I包含有上盖板1-1和阴极散热水腔1-2，所述上盖板1-1同心焊接在阴极散热水腔1-2上，所述进水嘴3和出水嘴4分别与阴极散热水腔1-2进行螺纹连接，分布在阴极散热水腔1-2的外缘上；所述阴极散热水腔1-2与阳极散热水腔8-3采用由内而外的双环流设计。
[0020]参见图1、图2、图3，所述陶瓷管座包含阳极法兰5、瓷环6、阳极密封圈7、阳极电极8、门极引线管9、阳极进水嘴10和阳极出水嘴11，所述阳极法兰5、瓷环6和阳极密封圈7自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管9穿接于瓷环6的壳壁上，所述阳极电极8包含有矩形电极群8-2、下盖板8-1和阳极散热水腔8-3，所述矩形电极群8-2位于阳极散热水腔8-3的上方，所述下盖板8-1同心焊接在阳极散热水腔8-3下方，所述阳极进水嘴10和阳极出水嘴11分别与阳极散热水腔8-3进行螺纹连接，分布在阳极散热水腔8-3的外缘上。
【权利要求】
1.一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳，包含陶瓷管座和管盖，其特征在于所述管盖包含有阴极电极(I)、阴极法兰(2)、阴极进水嘴(3)和阴极出水嘴(4)，所述阴极法兰(2)同心焊接在阴极电极(I)的外缘上，所述阴极电极(I)包含有上盖板(1-1)和阴极散热水腔(1-2)，所述上盖板(1-1)同心焊接在阴极散热水腔(1-2)上，所述进水嘴(3)和出水嘴(4)分别与阴极散热水腔(1-2)进行螺纹连接，分布在阴极散热水腔(1-2)的外缘上； 所述陶瓷管座包含阳极法兰(5)、瓷环(6)、阳极密封圈(7)、阳极电极(8)、门极引线管(9)、阳极进水嘴(10)和阳极出水嘴(11)，所述阳极法兰(5)、瓷环(6)和阳极密封圈(7)自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管(9)穿接于瓷环(6)的壳壁上，所述阳极电极(8)包含有矩形电极群(8-2 )、下盖板(8-1)和阳极散热水腔(8-3 )，所述矩形电极群(8-2 )位于阳极散热水腔(8-3)的上方，所述下盖板(8-1)同心焊接在阳极散热水腔(8-3)下方，所述阳极进水嘴(10 )和阳极出水嘴(11)分别与阳极散热水腔(8-3 )进行螺纹连接，分布在阳极散热水腔(8-3)的外缘上。
2.根据权利要求1所述的一种大功率陶瓷封装IGBT高效双面制冷整体管壳，其特征在于所述阴极散热水腔(1-2 )与阳极散热水腔(8-3 )采用由内而外的双环流设计。
【文档编号】H01L23/02GK203423159SQ201320517984
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】陈国贤, 徐宏伟, 陈蓓璐 申请人:江阴市赛英电子有限公司