[实用新型]一种IGBT模块高效散热结构

说明书

本实用新型公开一种IGBT模块高效散热结构，包括由IGBT半桥模块组成的全桥电路，所述IGBT半桥模块包括DBC板，所述DBC板的背面设有背部焊料层，还包括铜基板和散热器；所述铜基板的正面涂覆有第一石墨烯覆层，铜基板的背面涂覆有第二石墨烯覆层，铜基板的背面还形成有若干间隔排列沟槽；所述散热器包括散热主体，所述散热主体内部形成有容纳槽，所述容纳槽的底部形成有立方柱，散热主体的表面形成有散热翅；所述立方柱插入所述沟槽使铜基板贴合容纳槽的底部。本技术方案不需预设弧度，又可防止铜基板反凹变形，散热面积大，并采用独立散热的方式降低相邻器件击穿或互相干涉风险。

技术领域

本实用新型属于IGBT散热技术领域，具体涉及一种IGBT模块高效散热结构。

背景技术

IGBT模块因其开关速度高、损耗小、通态压降低、输入阻抗高及耐脉冲电流冲击等特点被广泛应用于工业变频、智能电网、光伏、电动汽车等领域。随着功率密度及应用环境苛刻度的增大，IGBT模块应用中存在散热不理想的问题，散热不足导致温度升高，会造成芯片工作性能下降甚至烧毁。因此在IGBT封装及应用中，对散热方面的研究成为目前工作的重点。

IGBT最常见的封装形式是多芯片并联焊接式，其芯片、陶瓷覆铜板与铜基板通过引线键合和锡膏焊接技术互联。其结构从上到下共七层，芯片产生的热量是从这几层导热路径散发出去的，其中铜基板的散热面积最大，是最关键的散热材料。应用时，通常是将模块的铜基板压装在平面散热器上，在二者之间涂覆导热硅脂以提高散热效率。

传统的铜基板是采用铜镀镍材料，并预设0.3mm的曲率，防止在真空回流焊接后出现铜基板反凹现象。散热装置通常为一整块平面散热基板，使用时将铜基板与散热基板通过导热硅脂接触，涂覆导热硅脂通常都是手动涂覆，会出现涂覆不均匀，进而导致散热不均匀，造成局部热聚集，产生失效，同时也会有短路的风险。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种IGBT模块高效散热结构，不需预设弧度，又可防止铜基板反凹变形，散热面积大，并采用独立散热的方式降低相邻器件击穿或互相干涉风险。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种IGBT模块高效散热结构，包括由IGBT半桥模块组成的全桥电路，所述IGBT半桥模块包括DBC板，所述DBC板的背面设有背部焊料层，还包括铜基板和散热器；所述铜基板的正面涂覆有第一石墨烯覆层，铜基板的背面涂覆有第二石墨烯覆层，铜基板的背面还形成有若干间隔排列沟槽；所述散热器包括散热主体，所述散热主体内部形成有容纳槽，所述容纳槽的底部形成有立方柱，散热主体的表面形成有散热翅；所述立方柱插入所述沟槽使铜基板贴合容纳槽的底部。

作为IGBT模块高效散热结构的优选方案，所述散热主体的边缘形成有挡风板，所述容纳槽的长度大于所述铜基板的长度。

作为IGBT模块高效散热结构的优选方案，所述散热翅呈梯形状。

作为IGBT模块高效散热结构的优选方案，所述容纳槽的内部还连接有壳温检测传感器，壳温检测传感器用于监测散热主体的温度。

作为IGBT模块高效散热结构的优选方案，所述DBC板通过所述背部焊料层固定于所述第一石墨烯覆层。

作为IGBT模块高效散热结构的优选方案，所述沟槽内部分布有间隔方块，沟槽的深度为0.5毫米。

本实用新型采用镀石墨烯覆层方式提高导热率，散热效果更好，同时它还具有吸湿导湿、抗菌、抗静电、持久不衰减等功能，因此用这种镀层材质的铜基板在恶劣的环境下也能稳定地使用；

铜基板背部开设沟槽，增加了IGBT模块的散热应力释放面积，且在真空回流焊接后不会出现反凹现象，因此也不需要在原加工过程中预设弧度，原材料的品质和一致性得以保证；