[发明专利]一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构

权利要求书

1.一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，包括：

上层热管(1)、下层热管(9)、上水冷板(18)、下水冷板(19)和功率模块(30)；所述功率模块(30)的上表面和下表面分别通过与上层热管(1)和下层热管(9)连接，所述上层热管(1)和下层热管(9)未与功率模块(30)连接的部分通过焊料层相互连接，并且通过焊料层相互连接的部分上层热管(1)的上表面与上水冷板(18)连接，通过焊料层相互连接的部分下层热管(9)的下表面与下水冷板(19)连接；所述功率模块(30)包括IGBT芯片(12)和FWD芯片(5)，所述双面混合散热结构上下表面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，所述功率模块通过焊料层与上层热管(1)和层热管(9)连接。

3.根据权利要求1所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，所述功率模块(30)还包括：第一绝缘基板上铜层(3)、第一绝缘基板(10)、第一绝缘基板下铜层(4)、第二焊料层(11)、第五焊料层(6)、第三覆铜层(7)、第二绝缘基板(8)；下层热管(9)、第一绝缘基板(10)、第四焊料层(13)、第四覆铜层(14)和第三焊料层(16)；

所述IGBT芯片(12)上表面通过第二焊料层(11)与第一绝缘基板下铜层(4)的下表面连接，所述FWD芯片(5)的上表面通过第三焊料层(16)与第一绝缘基板下铜层(4)的下表面连接，所述第一绝缘基板下铜层(4)的上表面与第一绝缘基板(10)的下表面连接，第一绝缘基板(10)的上表面连接第一绝缘基板上铜层(3)的下表面连接，第一绝缘基板上铜层(3)的上表面通过第一焊料层(2)连接上热管(3)；

所述IGBT芯片(12)下表面通过第四焊料层(13)与第二绝缘基板上铜层(7)的上表面连接，所述FWD芯片(5)的下表面通过第五焊料层(6)与第二绝缘基板上铜层(7)的上表面连接，所述第二绝缘基板上铜层(7)的下表面与第二绝缘基板(8)的上表面连接，第二绝缘基板(8)的下表面连接第二绝缘基板下铜层(14)的上表面，第二绝缘基板下铜层(14)的下表面通过第六焊料层(15)与下层热管(9)的上表面连接。

4.根据权利要求3所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，通过第二焊料层(11)、第三焊料层(16)、第五焊料层(6)和第四焊料层(13)形成芯片(11)和FWD芯片(12)键合至铜表面的烧结接合部。

5.根据权利要求4所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，第二焊料层(11)、第三焊料层(16)、第五焊料层(6)和第四焊料层(13)采用Ag基材料烧结或Cu基材料烧结。

6.根据权利要求1所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，第一绝缘基板(7)和第二绝缘基板(16)采用用直流反应溅射沉积AlN－Si3N4膜。

7.根据权利要求1所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，所述上水冷板(18)设置有上冷水板针式水冷翅柱(17)，所述上冷水板针式水冷翅柱(17)均连接上冷水板针翅基座(27)；所述下水冷板(19)设置有下冷水板针式水冷翅柱(28)，所述下冷水板针式水冷翅柱(28)均连接下冷水板针翅基座(29)。

8.根据权利要求1所述的一种高功率密度IGBT模块的双面混合散热结构，其特征在，所述上水冷板(18)两侧分别设置上冷水板进水口(20)和上冷水板出水口(21)；所述下水冷板(19)两侧分别设置下冷水板进水口(22)和下冷水板出水口(23)。