[实用新型]一种高集成度的IGBT功率模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率半导体以及功率模块应用领域，特别涉及一种高集成度的IGBT功率模组。

背景技术

面对日益枯竭的石油资源以及环境保护的巨大压力，新能源车显示了巨大优势和广阔的发展前景。

新能源车的快速发展，带动了车用逆变器的快速应用。车用逆变器中的关键核心部件是IGBT((Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)功率模块，该模块通过开关动作实现电功率变换，将直流电变换为交流电，或将交流电变换为直流电。

车用逆变器中的IGBT功率模块不光有高性能的要求，还有强散热、高紧凑性和强拓展性的要求。高性能要求IGBT模块在有限的布置空间输出更高的电性能；强散热要求IGBT功率模块或IGBT功率模组模块具有更高的散热效率和散热能力；高紧凑性要求IGBT功率模块或IGBT功率模组体积小、功率密度高。拓展性要求IGBT功率模块或IGBT功率模块可通过不同组合实现不同电性能输出需求。为了达到以上要求，IGBT功率模块或IGBT功率模组必须在散热结构、与冷却器集成、以及多模块集成方面强化和改进。

前期车用IGBT功率模块在冷却结构上普遍采用单面水冷或双面水冷，通过与散热器结合实现冷却散热，形成功率模组。现有功率模组虽有改进，但仍存在不足，特别在模块冷却效率、模块与冷却器集成和模块拓展性方面存在不足，如单面水冷冷却效率低，在有限空间很难有输出性能的进一步提升；双面水冷有双面翅针构型，采用水槽式冷却散热器，这种结构只易实现模组与其它部件单面连接，无法实现其它发热部件的冷却，如电容冷却，双面水冷的另一种方式是双面平板构型，采用叠压冷却器方式，但这种方式是间接水冷，冷却效率低，同时叠压冷却器无法有效保证与模块均匀紧密接触，这将非均匀接触导致的非一致热阻会影响模块内部发热不均，降低模块寿命。

专利文献1(申请号：200510076308.5；实用新型名称：功率堆)描述了一种集成冷却的IGBT功率模块结构，IGBT模块采用间接双面水冷，冷却器采用叠压冷却器方式，该结构由于非直接水冷，冷却效率低，同时叠压冷却器需要紧密与IGBT接触，以保证低接触热阻，但专利中通过叠压冷却器的压紧方式无法保证压紧力均匀，这样就存在接触热阻不一致导致模块局部发热失效的风险。

专利文献2(申请号：201110195686.0；实用新型名称：包括相互层叠的报道提封装体的半导体装置)描述了一种包括相互层叠的半导体封装体的半导体装置，半导体装置包括相互堆叠的多个半导体封装体。半导体采用间接双面水冷，冷却器采用叠压冷却器方式，该结构由于非直接水冷，冷却效率低，同时该结构水阻大，存在冷却死区，这样存在散热不均导致模块局部发热失效的风险。

专利文献3(申请号：200980105222.7；实用新型名称：功率模块、电力转换装置以及电动车)描述了一种功率模块以及使用该功率模块的电力转换装置，该装置在筒型的壳体内收容具有半导体元件的半导体电路部分，进而该半导体电路部隔着用于确保电绝缘的绝缘性部件所诉壳体的内壁夹着而被支撑。半导体灌封在筒型壳体，采用双面水冷单面密封方式，该结构由于半导体需压入到筒型壳体中，这将导致半导体与筒型壳体底部和顶部压紧力不一致，存在接触热阻不一致导致模块局部发热失效的风险。

因此，集成效果佳和散热效果优良的新能源车用新型封装结构的IGBT功率模块和基于模块的IGBT功率模组成为迫切的需求。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种能够提高冷却效率的高集成度的IGBT功率模组。

本实用新型采用的技术方案如下：