[实用新型]一种可监测温度的IGBT功率半导体模块结构

说明书

一种可监测温度的IGBT功率半导体模块结构，基板上端中部通过锡膏烧结有主DBC板，主DBC板上通过锡膏烧结有IGBT芯片和FRD芯片，IGBT芯片和FRD芯片之间通过铝线超声键合，主DBC板上端设有功率端子触点；基板上端一侧通过锡膏烧结有第一辅助DBC板，辅助DBC板上端承载有热敏电阻，第一辅助DBC板上端还设有与热敏电阻电连接的温度信号输出触点；基板上端另外一侧通过锡膏烧结有第二辅助DBC板，第二辅助DBC板上端设有信号端子触点；引线端子与温度信号输出触点电连接，信号端子与信号端子触点电连接，功率端子与功率端子触点电连接。本技术方案能够监测IGBT模块芯片的结温，避免芯片温度过高引起的失效。

技术领域

本实用新型属于集成电路芯片封装技术领域，具体涉及一种可监测温度的IGBT功率半导体模块结构。

背景技术

随着人们对能源和环境可持续发展的日益关注，功率器件受到越来越多能源系统的重视。IGBT作为功率器件之一，具有开发更高电压和电流额等级的优点和潜力，以得到广泛应用。然而，IGBT的持续小型化和功率额定值的快速增加，导致具有显著的高热流，IGBT工作过程中热量主要来源于芯片产生的结温。电子电力器件的工作性能和可靠性与芯片结温直接相关，芯片结温过高也是IGBT模块失效的主要原因，因此监测芯片温度，对于保护IGBT模块，延长使用寿命具有重要意义。

传统技术方案中，IGBT模块散热的主要模式有模块表面与外界空气的对流换热，以及热源的辐射换热，芯片自发热进行的热传导。模块内部以芯片热传导为主导，热量从芯片通过焊料、DBC、铜基板、热沉途径向外界传热，因此采用测试IGBT芯片附近DBC处的温度，能够反应芯片的温度。传统模块内部结构中，不包含测温部分，无法评估模块内部温度。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种可监测温度的IGBT功率半导体模块结构，能够监测IGBT功率半导体模块芯片的结温，避免芯片温度过高引起的失效，提高IGBT模块寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可监测温度的IGBT功率半导体模块结构，包括基板，所述基板上端中部通过锡膏烧结有主DBC板，所述主DBC板上通过锡膏烧结有IGBT芯片和FRD芯片，所述IGBT芯片和FRD芯片之间通过铝线超声键合，主DBC板上端设有功率端子触点；

所述基板上端一侧通过锡膏烧结有第一辅助DBC板，所述第一辅助DBC板上端承载有热敏电阻，第一辅助DBC板上端还设有与热敏电阻电连接的温度信号输出触点；

所述基板上端另外一侧通过锡膏烧结有第二辅助DBC板，所述第二辅助DBC板上端设有信号端子触点；

所述基板连接有壳体，所述壳体上端连接有引线端子、信号端子和功率端子，所述引线端子与所述温度信号输出触点电连接，所述信号端子与所述信号端子触点电连接，所述功率端子与所述功率端子触点电连接。

作为可监测温度的IGBT功率半导体模块结构的优选方案，所述基板与所述壳体的四角处均设有固定孔，基板与壳体通过螺丝固定连接。

作为可监测温度的IGBT功率半导体模块结构的优选方案，所述壳体的边角处形成有缺口，所述固定孔位于所述缺口的底部。

作为可监测温度的IGBT功率半导体模块结构的优选方案，所述壳体覆盖在所述功率端子触点、温度信号输出触点和信号端子触点上方。

作为可监测温度的IGBT功率半导体模块结构的优选方案，所述基板外接有制冷器。

作为可监测温度的IGBT功率半导体模块结构的优选方案，所述引线端子电连接有单片机，单片机用于对接收的热敏电阻的温度信号进行处理；所述单片机电连接有显示器，显示器用于显示IGBT功率半导体模块的温度。