专利名称：一种igbt模块散热结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及IGBT模块领域，尤其涉及一种散热效果好的IGBT模块的散热结构。
背景技术：
IGBT模块的散热器对整个模块的稳定工作所起着非常重要的作用。但是，在现有技术中，由于IGBT模块的机箱内空间是一定的，有限的机箱内空间在很大程度上限制了散热器的尺寸，在散热器尺寸保持不变的情况下，想要提高散热器的散热效果则变得非常困难。如图I 所不，目前的 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)模块，所广泛采用的结构是将DBC板001 (陶瓷覆铜板)焊接于AlSiC底板002上，也就是将DBC板001通过焊片在高温环境下焊接在AlSiC底板002上。通过设置于DBC板001外部的外壳将DBC板001压紧并对其施加压力，从而将AlSiC底板002固定于散热器 003上，最终将IGBT模块在工作时产生的热量散发出去。在这种现有的IGBT模块中，芯片所产生的热量在传导至散热器时普遍存在以下问题I.芯片所产生的热量首先通过DBC板和AlSiC底板之间的焊料传导到AlSiC底板上，然后再通过AlSiC底板间接地将热量传导到散热器上，最终通过散热器散发出去。热传导过程中存在较多的介质(即焊料与AlSiC底板)，不利于热量的直接耗散，大大影响了IGBT产品的散热效果，从而降低了产品的可靠性、稳定性和安全性；2. IGBT模块的AlSiC底板和散热器在生产过程中很有可能发生类似划痕、创伤等平面度问题，这使得AlSiC底板和散热器之间极有可能存在不紧密接触的情况，从而影响IGBT产品的散热效果；3. AlSiC底板及焊料的存在，不但提高了 IGBT产品的生产成本，而且增加了 IGBT模块的厚度，扩大了 IGBT产品的体积。因此，需要对IGBT模块的结构进行改进，从而提高IGBT产品的散热效果，以提高产品的可靠性、稳定性和安全性。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种散热效果好的IGBT模块散热结构。为解决上述问题，本发明揭示了一种IGBT模块散热结构，包括外壳、DBC板和散热器，所述DBC板通过所述外壳施加的纵向压力与所述散热器紧密贴合，所述DBC板与所述散热器之间设置有导热硅脂层。优选地，所述导热硅脂层的厚度为lOOum。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明所揭示的IGBT模块散热结构，包括外壳、DBC板和散热器，所述DBC板通过所述外壳施加的纵向压力与所述散热器紧密贴合，所述DBC板与所述散热器之间设置有导热硅脂层，可将IGBT模块在应用过程中形成的热量更快更直接地传导出去，减少了热传导过程中的介质，大大提高了 IGBT产品的散热效果，从而进一步保证了产品的可靠性、稳定性和安全性。同时，节省了现有IGBT模块中所广泛采用的焊料和AlSiC底板，不但降低了材料成本，而且减少了 IGBT产品的厚度，从而减少了广品所占空间。
图I是现有技术中IGBT模块散热结构的结构示意图；图2是本发明优选实施例中IGBT模块散热结构的结构示意图。其中=OOUDBCfe;002、AlSiC 底板;003、散热器;102、DBC 板;103、散热器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。如图2所示，本发明揭示了一种IGBT模块散热结构，包括外壳(图未示)、DBC板102和散热器103，外壳对DBC板102施加纵向压力，从而将DBC板102紧紧地压在散热器103上。现有技术中的DBC板首先将焊料放置于AlSiC底板上，然后将DBC板焊接在AlSiC 底板上，再通过螺丝将AlSiC底板固定于散热器上。在这种现有的IGBT模块中，芯片所产生的热量在传导至散热器时普遍存在以下问题I.芯片所产生的热量首先通过DBC板和AlSiC底板之间的焊料传导到AlSiC底板上，然后再通过AlSiC底板间接地将热量传导到散热器上，最终热量通过散热器散发出去。热传导过程中存在较多的介质(即焊料与AlSiC底板)，不利于热量的直接耗散，大大影响了IGBT产品的散热效果，从而降低了产品的可靠性、稳定性和安全性；2. IGBT模块的AlSiC底板和散热器在生产过程中很有可能发生类似划痕、创伤等平面度问题，这使得AlSiC底板和散热器之间极有可能存在不紧密接触的情况，从而影响IGBT产品的散热效果；3. AlSiC底板及焊料的存在，不但提高了 IGBT产品的生产成本，而且增加了 IGBT模块的厚度，扩大了 IGBT产品的体积。为了提高IGBT产品的散热效果，在本发明优选实施例中，省略了 AlSiC底板及DBC板和AlSiC底板之间的焊料，而是在DBC板102与散热器103之间设置有导热硅脂层。如此设置，通过外壳对DBC板102施加的压力，将DBC板102紧紧地压在散热器103上，由于设置于DBC板102与散热器103之间的导热硅脂层由均匀涂抹于DBC板102的底面上的导热硅脂形成，导热硅脂能起到良好的传热媒介作用，因此，可将IGBT模块在应用过程中形成的热量更快更直接地传导出去。而且，根据功率与温度和热阻的关系公式P= (Tj-Ta) /Rth其中，P是芯片功耗，Tj是结温，Ta是环境温度，Rth是传热路径上的总热阻，由上式可知，在IGBT芯片功耗P—定的情况下，当热传导路径上的介质越少那么热阻Rth越小，因此Tj-Ta也就越小，也就是说结温和环境温度就越接近，也就增大了散热效果。更进一步地，众所周知，即使表面非常光洁的两个平面在相互接触时都会有空隙出现，这些空隙中的空气是热的不良导体，会阻碍热量向散热片的传导。因此，在现有IGBT模块的散热结构中，即使AlSiC底板和散热器在生产过程中很有可能产生划痕、创伤等平面度问题，导致AlSiC底板与散热器所接触的面凹凸不平，AlSiC底板与散热器之间的空气将严重影响散热效果。而在本发明优选实施例中，通过采用导热硅脂涂覆于DBC板102上与散热器103所接触的面，导热硅脂可以填充由于散热器凹凸不平而产生的空隙，使DBC板102与散热器103的接触更加紧密，从而使热量的传导更加顺畅、迅速。本发明优选实施例中，导热硅脂层的厚度范围为lOOum。安装时，首先，通过对DBC板102与散热器103所接触的面进行净化处理，以保证表面干净无油，然后在DBC板102上与散热器103所接触的面上均匀涂覆导热硅脂，以在DBC板102上形成厚度均匀的导热硅脂层，导热硅脂层的厚度为lOOum。接着将DBC板102轻压至散热器103上，此时应注意避免转动或者平移DBC板102与散热器103，否则将导致DBC板102与散热器103之间的导热硅脂层的厚度不均匀。最后盖上外壳，通过外壳对DBC板102所施加的压力，将DBC板102紧紧地固定于散热器103。本发明所揭示的IGBT模块散热结构，包括外壳、DBC板102和散热器103，DBC板102通过外壳施加的纵向压力与散热器103紧密贴合，DBC板102与散热器103之间设置有导热硅脂层。通过在DBC板102与散热器103之间设置有导热硅脂层，可将IGBT模块在应用过程中形成的热量更快更直接地传导出去，减少了热传导过程中的介质，大大提高了IGBT产品的散热效果，从而进一步保证了产品的可靠性、稳定性和安全性。同时，节省了现有IGBT模块中所广泛采用的AlSiC底板及其焊料，不但降低了材料成本，而且减少了 IGBT产品的厚度，从而减少了产品所占空间，尤其当IGBT模块的空间布局确定的条件下，效果 尤为显著。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种IGBT模块散热结构，其特征在于包括外壳、DBC板和散热器，所述DBC板通过所述外壳施加的纵向压力与所述散热器紧密贴合，所述DBC板与所述散热器之间设置有导热硅脂层。
2.根据权利要求I所述的IGBT模块散热结构，其特征在于所述导热硅脂层的厚度为lOOum。
全文摘要
一种IGBT模块散热结构，包括外壳、DBC板和散热器，所述DBC板通过所述外壳施加的纵向压力与所述散热器紧密贴合，所述DBC板与所述散热器之间设置有导热硅脂层。通过在DBC板与散热器之间设置有导热硅脂层，可将IGBT模块在应用过程中形成的热量更快更直接地传导出去，减少了热传导过程中的介质，大大提高了IGBT产品的散热效果，从而进一步保证了产品的可靠性、稳定性和安全性。同时，节省了现有IGBT模块中所广泛采用的AlSiC底板及其焊料，不但降低了材料成本，而且减少了IGBT产品的厚度，从而减少了产品所占空间。
文档编号H05K7/20GK102881668SQ201210393788
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者吴磊 申请人:西安永电电气有限责任公司