[发明专利]一种电动汽车用IGBT模块

说明书

本发明公开一种电动汽车用IGBT模块，包括散热器，散热器顶部一层固定有基板，基板顶部固定有壳体，壳体内的基板顶部开有凹槽，凹槽内设置有DBC，DBC的顶部放置有芯片，芯片通过焊层与DBC焊接，DBC顶部表面与芯片通过键合线实现电气连接，DBC顶部铜层表面还与电极端子连接，电极端子镶嵌在外壳内，电极端子的一端从外壳内壁伸出，并通过超声波焊接方式与DBC实现电气连接，电极端子的另一端从外壳顶部伸出，外壳内空隙用硅凝胶灌封。本发明解决了现有技术中存在的产品内部散热路径过长和内部材料间热疲劳而导致的产品可靠性问题。

技术领域

本发明属于电动汽车部件技术领域，涉及一种电动汽车用IGBT模块。

背景技术

在2010年我国就将电动汽车(也称为新能源汽车)产业纳入战略型新型产业，以国家战略的形式为新能源汽车“正名”，并给予政策上的大力支持，这使得我国的新能源汽车在短期之内取得了较为突出的成就，当前其销量已经稳居世界第一的位置。然而，IGBT模块作为电动汽车最核心的部件之一，国内IGBT并未实现技术引领，市场主要被英飞凌等国外公司控制，因此解决电动汽车用IGBT模块的关键核心技术利国利民。

由于电动汽车在行驶过程中频繁启停，IGBT作为汽车“心脏”扮演了极为关键的作用，因此，对IGBT高可靠运行提出了更为严格的要求。电动汽车IGBT模块的封装技术对产品的可靠运行至关重要，现有的电动汽车用IGBT模块主要由外壳、电极端子、硅凝胶、芯片、键合线、焊片、DBC和基板构成。IGBT在汽车行驶中频繁的开通关断，造成大量的热量产生，如无法有效的散热，热量的聚集和内部材料间热疲劳将对IGBT可靠性造成极大隐患，当IGBT工作时，芯片产生的热量依次通过芯片下方的焊层、DBC(陶瓷覆铜板)、DBC下方的焊层、基板传导至模块外部，热传导路径较长则意味着其热阻较大，不利于散热，长期使用过程中产品可靠性必然受到影响。此外，电极端子主要承担大电流的流通，在车辆行驶过程中大电流反复流经电极端子，导致电极端子与DBC的接触面接受较大的功率冲击，在功率反复冲击过程中，焊层的开裂将对IGBT的可靠运行造成极大影响。因此解决IGBT模块散热和内部材料间热疲劳问题将对器件的寿命产生积极影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车用IGBT模块，解决了现有技术中存在的产品内部散热路径过长和内部材料间热疲劳而导致的产品可靠性问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种电动汽车用IGBT模块，包括散热器，散热器顶部一层固定有基板，基板顶部固定有壳体，壳体内的基板顶部开有凹槽，凹槽内设置有DBC，DBC的顶部放置有芯片，芯片通过焊层与DBC焊接，DBC顶部铜层表面与芯片通过键合线实现电气连接，DBC顶部铜层表面还与电极端子连接，电极端子镶嵌在外壳内，电极端子的一端从外壳内壁伸出，并通过超声波焊接的方式与DBC实现电气连接，电极端子的另一端从外壳顶部伸出，外壳内空隙用硅凝胶灌封。

本发明的特点还在于，

凹槽的高度不高于DBC的厚度。

凹槽和DBC边缘涂有绝缘材料。

电极端子与DBC的连接方式为：通过超声波焊接工艺将电极端子压焊在DBC顶部铜层表面。

散热器与基板通过导热胶固定。

基板上还设置有紧固件、紧固件穿过基板、导热胶并将其固定在散热器上。

壳体内还设置有PCB板。

芯片为IGBT芯片和FRD芯片。

芯片也可以是MOSFET芯片。

本发明的有益效果是

一、在保证基板厚度的情况下，减小芯片与散热器的距离，即降低热阻，提高热传导效率；