[实用新型]散热元件及IGBT模组

说明书

本公开涉及一种散热元件及IGBT模组。该散热元件包括散热底板和覆铜陶瓷基板；所述散热底板包括铝碳化硅板和散热柱，所述铝碳化硅板具有相对设置的第一主表面和第二主表面，所述散热柱焊接于所述第一主表面；所述散热柱为含铜散热柱；所述覆铜陶瓷基板贴合地焊接于所述第二主表面。本公开的散热底板包括铝碳化硅板和焊接于所述铝碳化硅板上的含铜散热柱，使得散热底板具有与陶瓷线路基板更匹配的线膨胀系数，能够提高模块封装性能稳定性，延长使用寿命；散热底板中具有的高热导率的含铜散热柱进一步提升了散热性能。

技术领域

本公开涉及功率模块领域，具体地，涉及一种散热元件及IGBT模组。

背景技术

目前用于大功率IGBT模块封装底板主要为Cu(铜)底板及AlSiC(铝硅碳)底板。相比Cu底板，AlSiC底板的线膨胀系数与陶瓷线路基板及芯片的热匹配更为优异，热应力更小，且AlSiC比强度高，可使模块封装性能更为稳定，提高使用寿命。然而，目前所制备的高导热AlSiC热导率为200W/(m·K)，与铜热导率380W/(m·K)相比有一定差距，且AlSiC底板的散热Pin针为Al(铝)材质，导热仅150W/(m·K)更加限制了与冷却液接触散热的效率。同时，现有AlSiC散热底板生产过程中Al Pin针通过模具直接铸造成形，Pin针脱模时模具所受摩擦力大，容易损坏，模具成本较高。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种散热元件，该散热元件导热性好且其线膨胀系数与陶瓷线路基板及芯片的匹配性高。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种散热元件，该散热元件包括散热底板和覆铜陶瓷基板；所述散热底板包括铝碳化硅板和散热柱，所述铝碳化硅板具有相对设置的第一主表面和第二主表面，所述散热柱焊接于所述第一主表面；所述散热柱为含铜散热柱；所述覆铜陶瓷基板贴合地焊接于所述第二主表面。

可选地，所述散热柱为金属铜散热柱或铜合金散热柱。

可选地，所述散热柱形成为圆柱体或圆台体，所述散热柱的轴向与所述底板基体的第一主表面垂直，且所述散热柱的一端与所述第一主表面焊接、另一端为自由端。

可选地，所述散热柱的直径为1～6mm、轴向高度为3～10mm，所述散热柱的拔模角为0°～5°。

可选地，该散热底板包括多个所述散热柱，多个所述散热柱平行间隔地焊接于所述第一主表面。

可选地，相邻两个所述散热柱的距离为2.5～15mm。

可选地，所述散热底板包括设置于所述散热柱与所述第一主表面之间的焊料层。

可选地，所述焊料层包括铅基焊料层和/或无铅焊料层。

可选地，所述覆铜陶瓷基板包括陶瓷绝缘板，所述陶瓷绝缘板具有相对设置的第一表面和第二表面，所述陶瓷绝缘板的第一表面和第二表面分别设有厚度不同的第一铜层和第二铜层，所述第一铜层贴合地焊接于所述第二主表面。

本公开第二方面提供一种IGBT模组，该IGBT模组包括IGBT电路板和本公开第一方面所述的散热元件。

通过上述技术方案，本公开的散热元件包括由铝碳化硅板和含铜散热柱焊接形成的散热底板，使得散热底板具有与陶瓷线路基板更匹配的线膨胀系数，能够提高模块封装性能稳定性，延长使用寿命；散热底板中具有的高热导率的含铜散热柱进一步提升了散热性能；此外，本公开的散热元件采用覆铜陶瓷基板DBC，比传统的DBA载流能力更好，与铝碳化硅板和含铜散热柱的散热匹配也更好。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：