[发明专利]一种IGBT封装散热结构及其应用的电机控制器

说明书

本发明公开了一种IGBT封装散热结构及其应用的电机控制器，IGBT封装散热结构包括散热基板主体及分别固定于其两侧的散热翅片、电极；散热翅片带有内腔结构，内腔中放置晶元、第一DBC层、第二DBC层；所述晶元左、右两侧表面分别通过第二焊料层、第三焊料层与第一DBC层的右表面覆铜层、第二DBC层的左表面覆铜层连接。所述电极分别与第一DBC层的右表面覆铜层、第二DBC层的左表面覆铜层连接。所述第一DBC层的左表面覆铜层、第二DBC层的右表面覆铜层分别通过第一焊料层、第四焊料层与散热翅片的左、右内腔表面连接。本发明的IGBT封装散热结构，将IGBT的封装外壳与散热水道翅片合二为一，降低封装体积，实现多面水冷散热，解决了高度集成后控制器IGBT散热问题。

技术领域

本发明涉及IGBT散热技术，特别涉及一种IGBT封装散热结构及其应用的电机控制器。

背景技术

IGBT是能源变换与传输的核心器件，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。由于IGBT器件在电路中承载的电流大，功率密度高，因此需要很好的散热能力，才能保证IGBT正常工作。IGBT的散热非常重要，散热不好会严重影响IGBT的使用寿命。由于我国对IGBT研究起步晚，目前的封装结构设计中，散热性能不能达到最佳。因此，在现有电机控制器产品功率密度要求越来越高，急需开发结构简单且散热性能好的IGBT封装散热结构。由于IGBT在电力电子装置上的重要作用，对于IGBT的散热要求来越来越高。

现有IGBT封装结构多将晶元水平布置在大的基板平面上，封装体积大；散热依赖于底部散热板，散热效率低，效果差。

发明内容

本发明目的是：提供一种GBT封装散热结构及其应用的电机控制器，解决的技术问题：

1、将IGBT的封装外壳与散热水道翅片合二为一，合理利用空间，降低封装体积；

2、实现多面水冷散热，提高散热面积及散热效率；

3、解决高度集成后控制器系统IGBT散热问题，提升系统的功率密度。

本发明的技术方案是：

一种IGBT封装散热结构，包括散热基板主体及分别固定于其两侧的散热翅片、电极；散热翅片带有内腔结构，内腔中放置晶元、第一DBC层、第二DBC层；电极穿过散热基板主体，在散热翅片内腔中分别通过第一DBC层、第二DBC层与晶元接通。

优选的，所述晶元左、右两侧表面分别通过第二焊料层、第三焊料层与第一DBC层的右表面覆铜层、第二DBC层的左表面覆铜层连接。

优选的，所述电极分别与第一DBC层的右表面覆铜层、第二DBC层的左表面覆铜层连接，完成电流的输入输出。

优选的，所述第一DBC层的左表面覆铜层、第二DBC层的右表面覆铜层分别通过第一焊料层、第四焊料层与散热翅片的左、右内腔表面连接。

优选的，所述散热基板主体在对应散热翅片内腔位置设置有绝缘外壳，电极穿过绝缘外壳进入散热翅片内腔。

优选的，所述散热翅片内腔的空隙填充有散热材料。

优选的，所述散热翅片内腔为底部封闭的U型腔、凵型腔、梯形型腔中的一种。

优选的，所述散热翅片内腔的底部不封闭。

一种电机控制器，包括主壳体及其内部的薄膜电容、PCB板、三相输出模块、IGBT模块，还包括穿过主壳体的直流母线；所述IGBT模块采用所述的IGBT封装散热结构，多个IGBT封装散热结构共用一个散热基板主体。

优选的，主壳体内设置有散热水道，IGBT模块的散热翅片置于散热水道中。

本发明的优点是：

1、本发明提出的IGBT封装散热结构，将IGBT的封装外壳与散热水道翅片合二为一，合理利用空间，降低封装体积，利于电机控制器小型化设计；