CN112864112A - 一种绝缘型大功率半导体模块 - Google Patents

一种绝缘型大功率半导体模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绝缘型大功率半导体模块，属于半导体模块技术领域，包括基板，基板的顶部设置有外部壳体，外部壳体的内部设置有隔热壳，隔热壳的内部设置有半导体芯片，半导体芯片的顶部设置有贯穿隔热壳和外部壳体的电极引出端子，隔热壳的顶部设置有导热板，导热板的顶部设置有风力交换盒，风力交换盒的一端设置有导风管。本发明通过设置导热硅胶，能够有效地将工作过程中产生的热量导出，通过导热板将热量导出，通过导热硅胶覆盖在半导体芯片上，能够有效地将半导体芯片在工作时产生的热量导出，防止热量积累在局部，通过设置紧固螺钉，能够有效地增加外部壳体在使用时的稳固性，防止发生形变。

Description

一种绝缘型大功率半导体模块
技术领域
本发明涉及一种大功率半导体模块，特别是涉及一种绝缘型大功率半导体模块，属于半导体模块技术领域。
背景技术
功率半导体器件以功率金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管以及功率集成电路为主，这些器件或集成电路能在很高的频率下工作，而电路在高频工作时能更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量，尤其是集成度很高的单片片上功率系统，它能把传感器件与电路、信号处理电路、接口电路、功率器件和电路等集成在一个硅芯片上，使其具有按照负载要求精密调节输出和按照过热、过压、过流等情况自我进行保护的智能功能。
而现有的绝缘型大功率半导体模块，大功率半导体的温度较高，散热不方便，同时容易出现局部发热的情况，在使用的过程中容易发生形变。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决大功率半导体的温度较高，散热不方便，同时容易出现局部发热的情况，在使用的过程中容易发生形变的问题，而提供一种绝缘型大功率半导体模块。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种绝缘型大功率半导体模块，包括基板，所述基板的顶部设置有外部壳体，所述外部壳体的内部设置有隔热壳，所述隔热壳的内部设置有半导体芯片，所述半导体芯片的顶部设置有贯穿所述隔热壳和所述外部壳体的电极引出端子，所述隔热壳的顶部设置有导热板，所述导热板的顶部设置有风力交换盒，所述风力交换盒的一端设置有导风管，所述导风管的另一端连接有散热封闭盒，所述散热封闭盒的底部设置有电动伸缩杆，所述隔热壳和所述半导体芯片之间填充有导热硅胶，所述外部壳体和所述基板之间通过紧固螺钉固定连接，所述外部壳体和所述隔热壳之间设置有散热填充层。
优选的，所述外部壳体设置为以钢制处材料为骨架外部用树脂进行包裹的外部壳体。
优选的，所述散热封闭盒的顶部设置有用于密封的密封垫，所述散热封闭盒的内部设置有鼓风扇。
优选的，所述鼓风扇设置在支撑架上。
优选的，所述散热封闭盒的侧面开设有多个出风口。
优选的，所述紧固螺钉设置为以绝缘树脂为主体同时在外部覆盖有铁质的螺纹壳。
优选的，所述紧固螺钉通过螺纹连接所述基板和所述外部壳体。
优选的，所述紧固螺钉的所述螺纹壳与所述外部壳体和所述基板之间填充有导热油。
优选的，所述紧固螺钉的顶部设置有用于防止所述导热油溢出的密封块。
优选的，所述密封垫设置为粘接在所述散热封闭盒上的密封橡胶条。
本发明的有益技术效果：按照本发明的绝缘型大功率半导体模块，通过设置导热硅胶，能够有效地将工作过程中产生的热量导出，通过导热板将热量导出，通过导热硅胶覆盖在半导体芯片上，能够有效地将半导体芯片在工作时产生的热量导出，防止热量积累在局部，通过设置紧固螺钉，能够有效地增加外部壳体在使用时的稳固性，防止发生形变。
附图说明
图1为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的整体结构示意图；
图2为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的外部壳体的内部结构示意图；
图3为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的外部壳体内部俯视结构示意图；
图4为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的外部壳体内部正面结构示意图；
图5为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的散热封闭盒内部结构示意图；
图6为按照本发明的绝缘型大功率半导体模块的一优选实施例的基板和外部壳体连接结构示意图。
图中：1-基板，2-外部壳体，3-紧固螺钉，4-散热封闭盒，5-密封垫，6-电极引出端子，7-隔热填充层，8-风力交换盒，9-导热板，10-隔热壳，11-导热硅胶，12-半导体芯片，13-导风管，14-出风口，15-电动伸缩杆，16-支撑架，17-鼓风扇。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图6所示，本实施例提供的绝缘型大功率半导体模块，包括基板1，基板1的顶部设置有外部壳体2，外部壳体2的内部设置有隔热壳10，隔热壳10的内部设置有半导体芯片12，半导体芯片12的顶部设置有贯穿隔热壳10和外部壳体2的电极引出端子6，隔热壳10的顶部设置有导热板9，导热板9的顶部设置有风力交换盒8，风力交换盒8的一端设置有导风管13，导风管13的另一端连接有散热封闭盒4，散热封闭盒4的底部设置有电动伸缩杆15，隔热壳10和半导体芯片12之间填充有导热硅胶11，外部壳体2和基板1之间通过紧固螺钉3固定连接，外部壳体2和隔热壳10之间设置有散热填充层7。通过设置导热硅胶11，能够有效地将工作过程中产生的热量导出，通过导热板9将热量导出，通过导热硅胶11覆盖在半导体芯片12上，能够有效地将半导体芯片12在工作时产生的热量导出，防止热量积累在局部，通过设置紧固螺钉3，能够有效地增加外部壳体2在使用时的稳固性，防止发生形变。
在本实施例中，如图1-图6示，外部壳体2设置为以钢制处材料为骨架外部用树脂进行包裹的外部壳体，散热封闭盒4的顶部设置有用于密封的密封垫5，散热封闭盒4的内部设置有鼓风扇17，鼓风扇17设置在支撑架16上，散热封闭盒4的侧面开设有多个出风口14，紧固螺钉3设置为以绝缘树脂为主体同时在外部覆盖有铁质的螺纹壳，紧固螺钉3通过螺纹连接基板1和外部壳体2，紧固螺钉3的螺纹壳与外部壳体2和基板1之间填充有导热油，紧固螺钉3的顶部设置有用于防止导热油溢出的密封块，密封垫5设置为粘接在散热封闭盒4上的密封橡胶条。通过外部壳体2设置为以钢制处材料为骨架外部用树脂进行包裹的外部壳体，具有较高的方便性能力，同时还能够有效地进行绝缘，通过紧固螺钉3设置为以绝缘树脂为主体同时在外部覆盖有铁质的螺纹壳，能够有效地进行绝缘，同时增加使用时的稳定性，通过设置外部壳体2和基板1之间填充有导热油，增加散热效果，同时通过导热油能够有效地增加密封性能。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的绝缘型大功率半导体模块，通过设置导热硅胶11，能够有效地将工作过程中产生的热量导出，通过导热板9将热量导出，通过导热硅胶11覆盖在半导体芯片12上，能够有效地将半导体芯片12在工作时产生的热量导出，防止热量积累在局部，通过设置紧固螺钉3，能够有效地增加外部壳体2在使用时的稳固性，防止发生形变。通过外部壳体2设置为以钢制处材料为骨架外部用树脂进行包裹的外部壳体，具有较高的方便性能力，同时还能够有效地进行绝缘，通过紧固螺钉3设置为以绝缘树脂为主体同时在外部覆盖有铁质的螺纹壳，能够有效地进行绝缘，同时增加使用时的稳定性，通过设置外部壳体2和基板1之间填充有导热油，增加散热效果，同时通过导热油能够有效地增加密封性能。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)的顶部设置有外部壳体(2)，所述外部壳体(2)的内部设置有隔热壳(10)，所述隔热壳(10)的内部设置有半导体芯片(12)，所述半导体芯片(12)的顶部设置有贯穿所述隔热壳(10)和所述外部壳体(2)的电极引出端子(6)，所述隔热壳(10)的顶部设置有导热板(9)，所述导热板(9)的顶部设置有风力交换盒(8)，所述风力交换盒(8)的一端设置有导风管(13)，所述导风管(13)的另一端连接有散热封闭盒(4)，所述散热封闭盒(4)的底部设置有电动伸缩杆(15)，所述隔热壳(10)和所述半导体芯片(12)之间填充有导热硅胶(11)，所述外部壳体(2)和所述基板(1)之间通过紧固螺钉(3)固定连接，所述外部壳体(2)和所述隔热壳(10)之间设置有散热填充层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述外部壳体(2)设置为以钢制处材料为骨架外部用树脂进行包裹的外部壳体。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述散热封闭盒(4)的顶部设置有用于密封的密封垫(5)，所述散热封闭盒(4)的内部设置有鼓风扇(17)。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述鼓风扇(17)设置在支撑架(16)上。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述散热封闭盒(4)的侧面开设有多个出风口(14)。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述紧固螺钉(3)设置为以绝缘树脂为主体同时在外部覆盖有铁质的螺纹壳。
7.根据权利要求6所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述紧固螺钉(3)通过螺纹连接所述基板(1)和所述外部壳体(2)。
8.根据权利要求7所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述紧固螺钉(3)的所述螺纹壳与所述外部壳体(2)和所述基板(1)之间填充有导热油。
9.根据权利要求8所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述紧固螺钉(3)的顶部设置有用于防止所述导热油溢出的密封块。
10.根据权利要求1所述的一种绝缘型大功率半导体模块，其特征在于，所述密封垫(5)设置为粘接在所述散热封闭盒(4)上的密封橡胶条。
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