[发明专利]一种IGBT功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及IGBT功率模块。

背景技术

电力电子技术的迅猛发展对电力电子器件的模块化要求日益迫切，同时也对模块的性能提出了更高的要求，如今，功率模块正朝着大功率、高频、高可靠性、低损耗方向发展。因此，对导热绝缘基板的性能提出了挑战。IGBT功率模块作为一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT功率模块的结构一般由芯片、基板以及芯片和基板之间的导热绝缘基板构成，目前，IGBT模块结构中的导热绝缘基板采用薄铜片与陶瓷构成，然而，薄铜片的采用不利于热量的散开，从而限制了IGBT模块的散热效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种IGBT功率模块，其具有高散热性能。

本发明解决技术问题所采用技术方案是：一种IGBT功率模块，包括芯片、导热绝缘基板、基板，芯片与导热绝缘基板之间通过第一锡焊层固定连接，基板与导热绝缘基板之间通过第二锡焊层固定连接,导热绝缘基板由上敷铜层、陶瓷层、下敷铜层组成，下敷铜层的厚度为1.5-2.0mm。导热绝缘基板将芯片与基板绝缘，并在芯片与基板之间传递热量，导热绝缘基板不仅起到绝缘作用，还起着传导热量的作用，即将绝缘栅双极型晶体管和二极管芯片所产生的热量自上往下传导到基板，然后再由基板传导到散热器，对功率模块进行散热，本发明中导热绝缘基板比传统IGBT功率模块中的导热绝缘基板的下敷铜层厚度增加5倍左右，增大了散热面积，克服了薄铜层不利于热量散开的缺陷，极大提高了IGBT功率模块的散热性能。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

基板为铜制基板。

第一锡焊层的厚度为0.05mm。

第二锡焊层的厚度为0.1mm。

上敷铜层的厚度为0.3mm。

陶瓷层的厚度为0.6-0.65mm。

本发明的有益效果是：通过改变传统IGBT模块结构中材料的尺寸参数，提高了IGBT模块的散热性能，克服了背景技术中传统的IGBT模块存在的缺陷。本发明的IGBT功率模块和传统的IGBT功率模块相比，散热面积增大2-3倍，散热效率提高2-3倍。

附图说明

图1为本发明的IGBT功率模块的结构示意图。

具体实施方式

参照附图。

本发明的IGBT模块包括芯片1、导热绝缘基板、铜制基板7，芯片1与导热绝缘基板之间通过第一锡焊层2固定连接，第一锡焊层的厚度为0.05mm，基板7与导热绝缘基板之间通过第二锡焊层6固定连接,第二锡焊层的厚度为0.1mm，导热绝缘基板由上敷铜层3、陶瓷层4、下敷铜层5通过直接间合法(DBC)形成，下敷铜层5的厚度为1.5mm，比传统IGBT功率模块中的下敷铜层厚度0.3mm扩大至5倍。导热绝缘基板将芯片1与基板7绝缘，并在芯片1与基板7之间传递热量，导热绝缘基板将芯片1所产生的热量自上往下传导到基板7，然后再由基板7传导到散热器，对功率模块进行散热，下敷铜层5的厚度由传统IGBT功率模块中的0.3mm增加至1.5mm，对采用这两种厚度的下敷铜层的导热绝缘基板的散热进行对比，假设热量以45。角向下散开，将下敷铜层厚度由0.3mm增加到1.5mm后，散热面积将增加到2.3倍，即散热效率将提高到2.3倍。

上述具体实施例用于结合附图对本发明的技术方案作进一步具体说明，但并不能将本发明的范围局限于具体实施方式的内容。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所有可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。