CN104347531A - 塑封式智能功率模块及其散热器结构 - Google Patents

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Abstract

一种塑封式智能功率模块的散热器结构，所述散热器通过导热环氧一体集成于智能功率模块的内部，所述散热器的一端嵌入智能功率模块内，所述散热器的另一端位于智能功率模块外侧。本发明实施例的塑封式智能功率模块的散热器结构采用一体式散热器设计，不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量；同时，取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性。

Description

塑封式智能功率模块及其散热器结构
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种塑封式智能功率模块及其散热器结构。
背景技术
塑封式智能功率模块（Intelligent Power Module，简称IPM），是将绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）芯片及其驱动电路、控制电路和过流、欠压、短路、过热等保护电路集成于一体的新型控制模块。
塑封式智能功率模块是一种复杂、先进的功率模块，能自动实现过流、欠压、短路和过热等复杂保护功能，因而具有智能特征。同时它具有低成本、小型化、高可靠、易使用等优点，广泛应用于变频家电、逆变电源、工业控制等领域，社会效益和经济效益十分可观。
由于塑封式智能功率模块体积小，其内部的绝缘栅双极型晶体管芯片与二极管芯片分布较为密集，因此，在塑封式智能功率模块工作时会产生很多的热量，所以在塑封式智能功率模块设计过程中，对智能功率模块表面的散热片和它外部的散热器的设计就尤为关键。
如图1所示，图1为现有技术中一种普通的塑封式智能功率模块示意图，在智能功率模块的上方为很薄的一层铜材质的散热片100，散热片100与智能功率模块内部的焊有绝缘栅双极型晶体管芯片101和二极管芯片102的引线框架103紧密接触。
如图2所示，图2为安装了散热器104后的塑封式智能功率模块示意图，由图中可以看出，为了使智能功率模块的热量能够快速的耗散出去，必须要在智能功率模块的散热片100上均匀的涂一层导热硅脂105，并将散热器104固定在智能功率模块的散热片100上，绝缘栅双极型晶体管芯片101产生热量要通过引线框架103、散热片100、导热硅脂105、散热器104才能传导出去，这样的结构不利于热量的耗散。
综合看，此种散热方式有如下几个缺点：
（1）为保证塑封式智能功率模块的散热效果，必须要把模块的散热面积做到足够大，有时，智能功率模块内部绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片本身所占面积很小，而为了达到散热条件，而要增大智能功率模块的整体尺寸来增加散热片的面积，这样的方法使模块的体积大大增加了；
（2）塑封式智能功率模块要与散热器紧密的贴在一起，而且中间要刷有导热硅脂，如果导热硅脂在散热片上没有均匀的分布，那么其散热效果就会大打折扣；
（3）普通塑封式智能功率模块的两端都有明显的凹槽，这是因为要将散热器紧紧的固定在智能功率模块上，这个凹槽是用来上螺丝用的，部分散热面积被凹槽占据，所以相对来讲散热面积变小了。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的塑封式智能功率模块的散热器结构，以克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能提高散热效果的塑封式智能功率模块的散热器结构及具有该散热器结构的塑封式智能功率模块。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种塑封式智能功率模块的散热器结构，所述散热器通过导热环氧一体集成于智能功率模块的内部，所述散热器的一端嵌入智能功率模块内，所述散热器的另一端位于智能功率模块外侧。
一种塑封式智能功率模块，其包括引线框架、焊接在引线框架上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片，所述塑封式智能功率模块具有上述的塑封式智能功率模块的散热器结构。
优选的，在上述塑封式智能功率模块中，所述塑封式智能功率模块的散热器结构通过导热环氧紧密贴在引线框架上。
优选的，在上述塑封式智能功率模块中，所述引线框架设有与塑封式智能功率模块的散热器结构紧密贴合的贴合面，所述塑封式智能功率模块的散热器结构设有与贴合面相对的接触面，所述接触面的宽度大于贴合面的宽度。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例的塑封式智能功率模块及其散热器结构采用一体式散热器设计，不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量；同时，取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）不需要把模块的散热面积做到足够大，也不必通过增大智能功率模块的整体尺寸来增加散热片的面积，避免增大模块的体积；
（2）塑封式智能功率模块与散热器采用一体式结构，中间不需要刷导热硅脂，避免出现因为导热硅脂在散热片上没有均匀的分布而使得散热效果大打折扣的现象；
（3）取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性；
（4）不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中普通的塑封式智能功率模块示意图；
图2是图1安装了散热器后的示意图；
图3是本发明塑封式智能功率模块的散热器结构的示意图。
其中：100散热片；101、201绝缘栅双极型晶体管芯片；102、202二极管芯片；103、203引线框架；104、204散热器；105、导热硅脂。
具体实施方式
本发明公开了一种能提高散热效果的塑封式智能功率模块的散热器结构及具有该散热器结构的塑封式智能功率模块。
该塑封式智能功率模块的散热器结构通过导热环氧将散热器一体集成于智能功率模块的内部，所述散热器的一端嵌入智能功率模块内，所述散热器的另一端位于智能功率模块外侧。
该塑封式智能功率模块包括引线框架、焊接在引线框架上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片，所述塑封式智能功率模块具有上述的塑封式智能功率模块的散热器结构。
其中，所述塑封式智能功率模块的散热器结构通过导热环氧紧密贴在引线框架上。
其中，所述引线框架设有与塑封式智能功率模块的散热器结构紧密贴合的贴合面，所述塑封式智能功率模块的散热器结构设有与贴合面相对的接触面，所述接触面的宽度大于贴合面的宽度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3所示，本发明揭示的塑封式智能功率模块的散热器结构，其中的散热器204通过导热环氧一体集成于智能功率模块的内部，散热器204的一端嵌入智能功率模块内，散热器204的另一端位于智能功率模块外侧。
该种塑封式智能功率模块的散热器结构设计，不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量。
本发明公开的塑封式智能功率模块，其包括散热片200、与散热片200紧密接触的引线框架203。引线框架203上焊接有绝缘栅双极型晶体管芯片201和二极管芯片202。所述塑封式智能功率模块具有本发明上述揭示的塑封式智能功率模块的散热器结构。所述塑封式智能功率模块的散热器结构一体集成在引线框架203上。导热环氧的作用是将散热器204紧密贴于引线框架203上。
如图3所示，引线框架203设有与塑封式智能功率模块的散热器结构紧密贴合的贴合面，所述塑封式智能功率模块的散热器结构设有与贴合面相对的接触面，所述接触面的宽度大于贴合面的宽度。如此设置，可以保证引线框架203的贴合面能充分与散热器204贴合，保证了相互之间足够大的接触面，保证了散热效果。
本发明塑封式智能功率模块通过将散热器204集成于智能功率模块的内部，保证智能功率模块的热量耗散，能够有效的提高塑封式智能功率模块的散热能力，可以更快的将热量散发出去，取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性。
具体的，该种具有一体式散热器结构的塑封式智能功率模块，可以使绝缘栅双极型晶体管芯片201产生的热量能最直接的耗散出去，保证了塑封式智能功率模块具有良好的散热。如果外部的风向是横向的，那么散热器也可以设计为横向的，原理同上,该结构可以应用于各种电流和电压等级的智能功率模块。
本发明实施例的塑封式智能功率模块及其散热器结构采用一体式散热器设计，不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量；同时，取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）不需要把模块的散热面积做到足够大，也不必通过增大智能功率模块的整体尺寸来增加散热片的面积，避免增大模块的体积；
（2）塑封式智能功率模块与散热器采用一体式结构，中间不需要刷导热硅脂，避免出现因为导热硅脂在散热片上没有均匀的分布而使得散热效果大打折扣的现象；
（3）取消了散热片和导热硅脂层，减少了热量传递的介质，保证了智能功率模块内部产生的热量可以最快的散掉，进而使产品拥有良好的可靠性和稳定性；
（4）不用设计凹槽来固定螺丝，增大了智能功率模块的散热面积，进一步提高了智能功率模块的散热效果，保证了在有限面积上的散热量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种塑封式智能功率模块的散热器结构，其特征在于：所述散热器通过导热环氧一体集成于智能功率模块的内部，所述散热器的一端嵌入智能功率模块内，所述散热器的另一端位于智能功率模块外侧。
2.一种塑封式智能功率模块，其包括引线框架、焊接在引线框架上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片，其特征在于：所述塑封式智能功率模块具有权利要求1所述的塑封式智能功率模块的散热器结构。
3.根据权利要求2所述的塑封式智能功率模块，其特征在于：所述塑封式智能功率模块的散热器结构通过导热环氧紧密贴在引线框架上。
4.根据权利要求2所述的塑封式智能功率模块，其特征在于：所述引线框架设有与塑封式智能功率模块的散热器结构紧密贴合的贴合面，所述塑封式智能功率模块的散热器结构设有与贴合面相对的接触面，所述接触面的宽度大于贴合面的宽度。
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