Igbt散熱模組以及具有其的igbt模組的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及散熱器技術領域，尤其涉及一種IGBT散熱模組以及具有該IGBT散熱模組的IGBT模組。
【背景技術】
[0002]以液體作為冷卻介質的散熱器結構緊湊且構造為比較薄的板狀或條狀金屬翅片或針型結構，散熱器的內部布置液體通道，使得流體與水冷板之間產生對流換熱，從而流體可以散去水冷板表面高功率電子元器件的熱功耗。
[0003]相關技術中，散熱器底板的材料至關重要，直接關系到是否能夠IGBT散熱模組的散熱要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種IGBT散熱模組，該IGBT散熱模組的散熱效果好。
[0005]本實用新型進一步地提出了一種IGBT模組。
[0006]根據本實用新型的IGBT散熱模組，包括:散熱器底板，所述散熱器底板包括:底板本體和N個散熱柱，所述底板本體包括本體部和分別設置在所述本體部的相對的兩個表面上的第一表層和第二表層，所述N個散熱柱間隔開設在所述第一表層上，且每個所述散熱柱的一端與所述第一表層固定且另一端為自由端，所述第一表層和所述散熱柱均適于與冷卻液接觸，所述散熱器底板為銅制成;覆銅板，所述覆銅板包括基板、第一銅層和第二銅層，所述第一銅層與所述第二銅層分別設置在所述基板上的相對設置的兩個表面上，所述基板為氮化硅基板，所述第一銅層設在所述第二表層上。
[0007]根據本實用新型的IGBT散熱模組，采用銅制的散熱器底板導熱性能好，可以提高IGBT散熱模組的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組的散熱要求。另外，覆銅板可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板和電器元件還可以產生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板的工作安全性。而且，采用氮化硅基板作為基板，可以保證基板在高溫情況下不破碎，可以保證覆銅板的工作可靠性。
[0008]根據本實用新型的IGBT模組，包括IGBT芯片和所述的IGBT散熱模組，所述IGBT芯片設置在所述第二銅層上。采用銅制的散熱器底板導熱性能好，可以提高IGBT散熱模組的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組的散熱要求。另外，覆銅板可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板和電器元件還可以產生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板的工作安全性。而且，采用氮化硅基板作為基板，可以保證基板在高溫情況下不破碎，可以保證覆銅板的工作可靠性。而且，氮化硅基板可以彌補與銅制的散熱器底板的熱膨脹系數的差異，可以使得覆銅板和散熱器底板封裝可靠性較好。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據本實用新型實施例的IGBT散熱模組中的散熱器底板的側視圖；
[0010]圖2是圖1中區域A的放大圖；
[0011]圖3是根據本實用新型第一個實施例的IGBT散熱模組的仰視圖；
[0012]圖4是圖3中區域B的放大圖；
[0013]圖5是放置在冷卻槽內的散熱器底板的剖視圖；
[0014]圖6是圖5中區域C的放大圖；
[0015]圖7是根據本實用新型實施例1GBT散熱模組的側視圖；
[0016]圖8是圖7中區域D的放大圖；
[0017]圖9是根據本實用新型第一個實施例的IGBT散熱模組的示意圖；
[0018]圖10是根據本實用新型第一個實施例的IGBT散熱模組的立體圖；
[0019]圖11是根據本實用新型第二個實施例的IGBT散熱模組的仰視圖；
[0020]圖12是根據本實用新型第二個實施例的IGBT散熱模組的俯視圖；
[0021 ]圖13是根據本實用新型實施例的IGBT散熱模組的側視圖；
[0022]圖14是圖13中區域E的放大圖。
[0023]附圖標記:
[0024]IGBT 散熱模組 1000;
[0025]散熱器底板100;
[0026]底板本體10;第一表層11;第二表層12;本體部13;
[0027]散熱柱20;自由端21;固定端22;冷卻槽30;
[0028]覆銅板200;基板210;第一銅層220;第二銅層230;
[0029]IGBT 芯片 2000。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0031]下面參考附圖詳細描述根據本實用新型實施例的IGBT(Insulated Gate BipolarTrans i s tor-絕緣柵雙極型晶體管)散熱模組1000。
[0032]根據本實用新型實施例的IGBT散熱模組1000可以包括:散熱器底板100和覆銅板200。散熱器底板100可以包括:底板本體10和N個散熱柱20。如圖1和圖3所示，底板本體10可以包括本體部13和分別設置在本體部13的相對的兩個表面上的第一表層11和第二表層12，即第一表層11和第二表層12相對設置在本體部13上，第二表層12上安裝有覆銅板200，覆銅板200上安裝有電器元件。需要說明的是，散熱器底板100有多種選擇，例如，雖然圖11所示的散熱器底板100上的散熱柱20的數量明顯多于圖3所示的散熱器底板100上的散熱柱20的數量，但是兩種散熱器底板100均可以選取。
[0033]通過將覆銅板200設置在散熱器底板100和電器元件之間，覆銅板200可以起到支撐電器元件的作用，并且覆銅板200和電器元件還可以產生相互銜接、相互絕緣的效果，從而可以保證電器元件和散熱器底板100的工作安全性。
[0034]N個散熱柱20間隔開設在第一表層11上，而且每個散熱柱20的一端與第一表層11固定，并且每個散熱柱20的另一端為自由端21，第一表層11和散熱柱20均適于與冷卻液接觸。
[0035]如圖2所示，散熱柱20的一端即為散熱柱20的固定端22，散熱柱20的固定端22可以固定連接在第一表層11上。由此，冷卻液可以與第一表層11接觸，還可以與每個散熱柱20的外露的表面接觸，設置在第二表層12上的電器元件發出的熱量可以通過覆銅板200、第二表層12和本體部13傳遞給第一表層11和N個散熱柱20，從而第一表層11和N個散熱柱20可以將電器元件的熱量進一步地傳遞給冷卻液，進而可以起到散發電器元件的熱量的作用，保證電器元件工作穩定性。
[0036]根據本實用新型的一個實施例，第一表層11上與冷卻液接觸部分的面積為SI，第一表層11上與每個散熱柱20相接觸部分的面積為S2，180 SS1/S2S 800。可以理解的是，滿足上述關系式的散熱器底板100可以使得第一表層11與冷卻液接觸部分的面積SI設計合理，還可以使得第一表層11與N個散熱柱20接觸部分的面積S2設計合理，從而可以使得第一表層11和N個散熱柱20分別與冷卻液熱交換穩定且可靠，可以在保證足夠大散熱面積的同時，很好的降低冷卻液流阻，提高散熱效率。優選地，200 < S1/S2 < 500。
[0037]其中，散熱柱20的數量滿足關系式:300^ N<650。滿足上述關系式的散熱柱20可以在保證散熱柱20與冷卻液熱交換效果可靠的情況下，還可以使得散熱器底板100有效減少散熱柱20的數量，從而可以降低散熱器底板100的加工工藝要求，還可以降低散熱器底板100的脫模難度，提高散熱器底板100的成品率，降低散熱器底板100的生產難度，降低散熱器底板100的生產成本。優選地，300 < N<420。
[0038]結合圖7和圖8以及圖13和圖14所示，覆銅板200可以包括基板210、第一銅層220和第二銅層230，第一銅層220與第二銅層230可以分別設置在基板210上的相對設置的兩個表面上，如圖8所示，第一銅層220設置在基板210的下表面上，第二銅層230設置在基板210的上表面上，第一銅層220設置在第一表層11上，電器元件設置在第二銅層230上。
[0039]其中，散熱器底板100為銅制成。可以理解的是，銅具有良好的導熱性能，散熱器底板100可以有效提高IGBT散熱模組1000的散熱能力，可以滿足IGBT散熱模組1000的散熱要求，而且銅制的散熱器底板100結構可靠，使用壽命長。
[0040]由于氮化硅是一種超硬物質，本身具有潤滑性和耐磨性，并且氮化硅為原子晶體，在高溫時還可以抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000°C以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。基板210可以為氮化硅基板，從而可以保證覆銅板200的工作可靠性。進一步可選地，覆銅板可以為氮化硅DBC覆銅板或氮化硅AMB覆銅板，其中DBC(DIRECTBonding Copper)即直接覆銅法，AMB(Active metal brazing)即活性金屬釬焊法。
[0041]根據本實用新型的一個優選實施例，第一銅層22