一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法
【专利摘要】本发明是一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法，其特征是利用散热片镶嵌在控制器壳体底座上，并穿透控制盒底座，三氧化铝导热绝缘垫装在散热片平面上，绝缘栅双极型晶体管通过安装螺丝固定在散热片上；在控制器运行时，绝缘栅双极型晶体管产生的热能通过三氧化铝导热绝缘垫传导至控制器壳体底座的外部实施散热.本发明的优点是：采用三氧化铝导热绝缘垫有效提高控制器内的绝缘栅双极型晶体管散热性能，防止温度过高导致器件被击穿失效，通过三氧化铝材料物性的特征，提高绝缘栅双极型晶体管与热片之间的耐压绝缘性，防止导热绝缘垫材料因变形、老化后带来的电子安全隐患，为后续电动汽车空调领域的功率控制器提供了一个高效散热的解决方案。
【专利说明】
一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种用于空调系统中压缩机驱动电机与加热器功率控制的绝缘栅双极型晶体管的散热的方法，属于电动汽车技术领域。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车的发展，汽车电子也跟随电动汽车的步伐快速的发展，汽车电子的安全性也不断在完善;尤其是为了降低工作电流，电动汽车的额定电压由早期的48V进化到目前主流的300V或更高，对电子器件的散热与绝缘性能也提出更苛刻的要求，空调系统中，功率超过IKW以上的压缩机电机控制器、加热器控制器等不可缺的电动汽车部件，都需要多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)用于压缩机驱动电机的控制器以及加热器的功率的控制器，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的背面一般是导热金属导体，需要将它的热量通过导热绝缘垫散发避免温度过高而导致器件被击穿而失效。
[0003]现有的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)其散热的方法是采用导热绝缘硅胶片布置于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的背面，紧贴着散热金属片将热量由控制盒内传导到控制盒外进行冷却，由于硅胶垫的导热系数低，虽然增加金属粉的含量能提高硅胶垫的导热系数，但同时也导致绝缘性能下降，已经无法满足对大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的散热及绝缘要求。
【发明内容】
[0004]本发明提出的是一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法，其目的是采用三氧化铝导热绝缘垫有效提高控制器内的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的散热性能。
[0005]本发明的技术方案是:一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法，其特征是利用散热片I镶嵌在控制器壳体底座6上，并穿透控制盒底座6，三氧化铝导热绝缘垫2装在散热片I平面上，绝缘栅双极型晶体管3通过安装螺丝4固定在散热片I上；在电动汽车空调压缩机的电机控制器、加热器的功率控制器运行时，绝缘栅双极型晶体管3产生的热能通过三氧化铝导热绝缘垫2传导至控制器壳体底座6的外部实施散热。
[0006]本发明的优点是:采用三氧化铝导热绝缘垫有效提高控制器内的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3散热性能，防止温度过高导致器件被击穿失效，通过三氧化铝材料物性的特征，提高绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3与散热器I之间的耐压绝缘性，防止导热绝缘垫材料因变形、老化后带来的电子安全隐患，为后续电动汽车空调领域的功率控制器提供了一个高效散热的解决方案。
【附图说明】
[0007]图1是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结构示意图，三氧化铝导热绝缘垫与散热器为分体式。
[0008]图2是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结构示意图，三氧化铝导热绝缘垫与散热器为一体式。
[0009]图中的I是散热片、2是三氧化铝导热绝缘垫、3是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、4是固定螺丝、5是电路板、6是控制器壳体底座、7是控制器壳体盖板。
【具体实施方式】
[0010]如图所示，一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，其结构是包括散热片1、三氧化铝导热绝缘垫2、绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 3、固定螺丝4、电路板5、控制器壳体底座6、控制器壳体盖板7;其中散热片I镶嵌在控制器壳体底座6，穿透控制盒底座6，三氧化铝导热绝缘垫2装置在散热片I平面上，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3通过安装螺丝4固定在散热片I上，电路板5安装在控制器壳体底座6内侧，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3的引脚与电路板5的焊盘连接，控制器壳体盖板7与控制器壳体底座6通过紧固件合成一体。
[0011]使用时，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3安置在电动汽车空调压缩机的电机控制器、加热器的功率控制器的内侧，在控制器运行时，将绝缘栅双极型晶体管产生的热能通过三氧化铝导热绝缘垫传导至控制器壳体底座的外部实施散热。
[0012]所述的散热片I为金属材质，如铝合金、铜合金等镶嵌在控制器壳体底座6;导热面在控制器壳体底座6内侧，散热面在控制器壳体底座6外侧。
[0013]所述的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3引脚通过锡焊焊接在电路板5的焊盘上，发热面与三氧化铝导热绝缘垫2通过螺丝连接，将热能传导至散热片I上。
[0014]所述的固定螺丝4将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3固定在三氧化铝导热绝缘垫2上。
[0015]所述的电路板5集成控制器的电路与电子元器件，接收电动汽车上位机发送的工作指令执行对电子部件电机、加热器的功率控制。
[0016]所述的控制器壳体底座6为塑料材质，集成散热片1、三氧化铝导热绝缘垫2、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3、固定螺丝4、电路板5，如电动汽车加热器的控制器。
[0017]所述的控制器壳体底座6为金属材质，集成三氧化铝导热绝缘垫2、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3、固定螺丝4、电路板5，散热片I则是控制器壳体底座6的一部分，如电动汽车压缩机驱动电机的控制器。
[0018]所述的控制器壳体盖板7与控制器壳体底座6连接形成一个封闭的控制器内腔，达到防尘或防水的目的。
[0019]本结构装在电动汽车空调压缩机驱动电机的控制器、加热器功率控制器内，在控制器运行时，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3所产生的热能将通过三氧化铝导热绝缘垫2高效的传导至控制器壳体底座6的外部进行散热，由于导热迅速使得绝缘栅双极型晶体管(IGBT)3能长时间工作避免温升导致系统进入关闭保护或停机状态。
[0020]采用的三氧化铝导热绝缘垫2物理性能稳定，不存在如现有硅胶导热绝缘垫类似的材料老化问题，或变形导致固定螺丝松脱所引起的引脚焊点脱落等问题，本结构属于免维护的方法。
【主权项】
1.一种绝缘栅双极型晶体管高效散热的方法，其特征是利用散热片镶嵌在控制器壳体底座上，并穿透控制盒底座，三氧化铝导热绝缘垫装在散热片平面上，绝缘栅双极型晶体管通过安装螺丝固定在散热片上;在电动汽车空调压缩机的电机控制器、加热器的功率控制器运行时，绝缘栅双极型晶体管产生的热能通过三氧化铝导热绝缘垫传导至控制器壳体底座的外部实施散热。
【文档编号】H01L23/433GK106098655SQ201610528613
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】李江
【申请人】苏州新智机电工业有限公司