CN209169133U - 一种散热性好的SiC功率模块封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种散热性好的SiC功率模块封装结构，属于功率模块技术领域，包括固定在底板上的下DBC基板和上DBC基板，还包括散热板、散热片，散热板上沿宽度方向开设有一组长条孔，长条孔的长度方向与散热板的长度方向相同，每个芯片组都是位于相邻两个长条孔之间，长条孔内填充有导热硅脂层；散热片包括金属网架及一组导热管，金属网架与散热板固定连接，在金属网架上端面与每个导热管相对应的位置都设置有空心翅片，空心翅片与导热管固定连接且连通形成为导热液的盛放腔，导热管的顶部设置有进液口，进液口处设置有密封塞。散热板与散热片配合，散热速度快，散热效果好，可以更好地满足用户的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型属于功率模块技术领域，涉及到一种散热性好的SiC功率模块封装结构。
背景技术
随着科技的进步，用户对功率模块封装结构的功率密度和可靠性能的要求越来越高，但是功率越高，产生的热量越大。现有封装结构的底板、下DBC基板和上DBC基板依次固定连接，散热速度较慢，热量不能及时散出，会对封装结构的可靠性能产生影响，不能很好地满足用户的使用需求。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种散热性好的SiC功率模块封装结构，散热板与散热片配合，散热速度快，散热效果好，可以更好地满足用户的使用需求。
本实用新型所采取的具体技术方案是：一种散热性好的SiC功率模块封装结构，包括固定在底板上的下DBC基板和上DBC基板，在下DBC基板上沿宽度方向贴装有至少两个芯片组，每个芯片组的所有芯片沿下DBC基板的长度方向排列，关键在于：所述的封装结构还包括固定在上DBC基板上方的散热板、以及固定在散热板上方的散热片，散热板上沿宽度方向开设有一组长条孔，长条孔的长度方向与散热板的长度方向相同，每个芯片组都是位于相邻两个长条孔之间，长条孔内填充有导热硅脂层；
散热片包括金属网架及一组沿宽度方向排列的导热管，导热管的下端面都与散热板紧密接触，导热管的上端面都有卡槽，所有的导热管都借助卡槽与金属网架卡接固定，金属网架与散热板固定连接，在金属网架上端面与每个导热管相对应的位置都设置有空心翅片，空心翅片与导热管固定连接且连通形成为导热液的盛放腔，导热管的顶部设置有进液口，进液口处设置有密封塞。
在散热板至少两个侧边上都设置有带螺孔的下连接耳且其中至少两个侧边平行设置，金属网架上设置有带螺孔的上连接耳，增设连接螺栓，上连接耳和下连接耳借助连接螺栓固定连接，使散热板与金属网架形成为可拆卸式连接。
在散热板与上DBC基板之间还设置有石墨导热绝缘层，石墨导热绝缘层与散热板之间、石墨导热绝缘层与上DBC基板之间都是粘接。
下DBC基板上设置有延伸到底板外侧的第一接线端子和第二接线端子，上DBC基板上设置有延伸到底板外侧的第三接线端子，第一接线端子和第二接线端子位于封装结构长度方向的一端，第三接线端子位于封装结构长度方向的另一端，在散热板沿长度方向设置的两个侧边上都设置有下连接耳。
所述的上连接耳和下连接耳都是由下横板、上横板及垂直连接在下横板与上横板之间的纵板连接形成的Z字形结构，下横板与散热板或金属网架连接，上横板位于下横板外侧，上横板上开设有螺孔，上连接耳与下连接耳卡接。
所述的导热管包括纵管、及由纵管顶部和底部分别向上弯折延伸形成的横管，纵管与两个横管一起形成为开口朝向上方的凵字形结构，两个横管之间的空腔形成为卡槽，位于顶部的横管顶部开设有进液口，位于顶部的横管的底部与空心翅片连通。
所述的进液口处设置有内螺纹，密封塞与进液口螺纹连接。
本实用新型的有益效果是：散热板上长条孔的开设，可以降低对散热板平整度的要求，使散热板与上DBC基板之间的接触面积更大，传热速度更快，散热板与上DBC基板固定好后，再在长条孔内填充上导热硅脂层既不会影响散热板与上DBC基板之间的可靠接触，而且导热硅脂层与散热板一起可以将上DBC基板上的热量以更快的速度传递给装有导热液的导热管与空心翅片，导热液可以加快热传导速度，使热量可以快速地通过导热管传递给空心翅片，由空心翅片散发到外部，散热速度快，散热效果好，使用寿命长。金属网架在将所有的导热管和空心翅片连接在一起的同时，金属网架本身也可以起到热传导作用，进一步提高传热效率，而且位于金属网架下方相邻导热管之间的热气还可以通过金属网架上的网孔向上散发，散热速度更快，散热效果更好，可以降低对封装结构可靠性能产生的影响，更好地满足用户的使用需求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的正面爆炸示意图。
图3为本实用新型的背面爆炸示意图。
图4为图1中B的放大图。
图5为本实用新型中上连接耳和下连接耳的结构示意图。
附图中，1代表底板，2代表下DBC基板，3代表上DBC基板，4代表芯片，5代表散热板，6代表金属网架，7代表长条孔，8代表下连接耳，9代表上连接耳，10代表第一接线端子，11代表第二接线端子，12代表第三接线端子，13代表下横板，14代表上横板，15代表纵板，16代表导热管，17代表空心翅片，18代表密封塞。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：
具体实施例，如图1至5所示，一种散热性好的SiC功率模块封装结构，包括固定在底板1上的下DBC基板2和上DBC基板3，在下DBC基板2上沿宽度方向贴装有至少两个芯片组，每个芯片组的所有芯片4沿下DBC基板2的长度方向排列，封装结构还包括固定在上DBC基板3上方的散热板5、以及固定在散热板5上方的散热片，散热板5上沿宽度方向开设有一组长条孔7，长条孔7的长度方向与散热板5的长度方向相同，每个芯片组都是位于相邻两个长条孔7之间，长条孔7内填充有导热硅脂层；
散热片包括金属网架6及一组沿宽度方向排列的导热管16，导热管16的下端面都与散热板5紧密接触，导热管16的上端面都有卡槽，所有的导热管16都借助卡槽与金属网架6卡接固定，金属网架6与散热板5固定连接，在金属网架6上端面与每个导热管16相对应的位置都设置有空心翅片17，空心翅片17与导热管16固定连接且连通形成为导热液的盛放腔，导热管16的顶部设置有进液口，进液口处设置有密封塞18。
本实用新型中的散热板5是由铜制成的板状结构，长条孔7的设置，可以减少铜的用量，节约成本。下DBC基板2上设置有延伸到底板1外侧的第一接线端子10和第二接线端子11，上DBC基板3上设置有延伸到底板1外侧的第三接线端子12，第一接线端子10和第二接线端子11位于封装结构长度方向的一端，第三接线端子12位于封装结构长度方向的另一端，在散热板5沿长度方向设置的两个侧边上都设置有下连接耳8。如图1所示，第一接线端子10和第二接线端子11位于封装结构下方，第三接线端子12位于封装结构上方，封装结构的左侧设置有一个下连接耳8和一个上连接耳9，封装结构的右侧也设置有一个下连接耳8和一个上连接耳9，整体外形更加整齐美观。
导热管16包括纵管、及由纵管顶部和底部分别向上弯折延伸形成的横管，纵管与两个横管一起形成为开口朝向上方的凵字形结构，两个横管之间的空腔形成为卡槽，位于顶部的横管顶部开设有进液口，位于顶部的横管的底部与空心翅片17连通。导热管16为一体成型结构，没有接缝，密封效果好。
作为对本实用新型的进一步改进，在散热板5至少两个侧边上都设置有带螺孔的下连接耳8且其中至少两个侧边平行设置，金属网架6上设置有带螺孔的上连接耳9，增设连接螺栓，上连接耳9和下连接耳8借助连接螺栓固定连接，使散热板5与金属网架6形成为可拆卸式连接。可以根据实际需要更换成不同的散热片，以更好地满足实际需求，结构简单，拆装方便快捷，省时省力。为了使得连接更加牢固可靠，下连接耳8与散热板5之间、上连接耳9与金属网架6之间都是一体成型结构。
作为对本实用新型的进一步改进，在散热板5与上DBC基板3之间还设置有石墨导热绝缘层，石墨导热绝缘层与散热板5之间、石墨导热绝缘层与上DBC基板3之间都是粘接。利用石墨导热绝缘层可以将上DBC基板3上的热量更快地传到散热板5上，散热速度更快，散热效果更好。
作为对本实用新型的进一步改进，上连接耳9和下连接耳8都是由下横板13、上横板14及垂直连接在下横板13与上横板14之间的纵板15连接形成的Z字形结构，下横板13与散热板5或金属网架6连接，上横板14位于下横板13外侧，上横板14上开设有螺孔，上连接耳9与下连接耳8卡接。以图1中右侧的连接耳为例，如图5所示，安装时，上连接耳9的下横板13下端面与下连接耳8接触，上连接耳9的纵板15右侧面与下连接耳8接触，上连接耳9的上横板14下端面与下连接耳8接触使上连接耳9与下连接耳8卡接，可以起到定位作用，使得上连接耳9与下连接耳8之间的连接更加牢固可靠。
作为对本实用新型的进一步改进，进液口处设置有内螺纹，密封塞18与进液口螺纹连接，拆装方便，而且密封效果更好。
本实用新型在具体使用时，如图2所示，散热板5上的所有长条孔7沿左右方向排列，安装时，先将下DBC基板2与顶板1固定连接，然后将上DBC基板3与下DBC基板2粘接固定，然后在下DBC基板2上表面设置石墨导热绝缘层，然后将散热板5与石墨导热绝缘层粘接牢固，然后在散热板5的长条孔7内填充上导热硅脂层，然后利用下连接耳8和上连接耳9的配合将散热片与散热板5插接定位，然后利用连接螺栓将位于同一侧的上连接耳9和下连接耳8固定在一起即可。导热管16与空心翅片17内部都装有导热液，导热液可以加快热传导速度。芯片4工作过程中产生的热量可以通过石墨导热绝缘层传递给散热板5以及长条孔7内的导热硅脂层，散热板5和导热硅脂层将热量传递给导热管16和空心翅片17，由空心翅片17将热量散发到外部，散热速度快，可以降低对封装结构可靠性能产生的影响，更好地满足用户的使用需求。
为了在安装时更加简单方便，导热管16与空心翅片17为一体式结构，安装时，只需要将金属网架6穿过导热管16与空心翅片17之间的卡槽即可。
Claims (7)
1.一种散热性好的SiC功率模块封装结构，包括固定在底板(1)上的下DBC基板(2)和上DBC基板(3)，在下DBC基板(2)上沿宽度方向贴装有至少两个芯片组，每个芯片组的所有芯片(4)沿下DBC基板(2)的长度方向排列，其特征在于：所述的封装结构还包括固定在上DBC基板(3)上方的散热板(5)、以及固定在散热板(5)上方的散热片，散热板(5)上沿宽度方向开设有一组长条孔(7)，长条孔(7)的长度方向与散热板(5)的长度方向相同，每个芯片组都是位于相邻两个长条孔(7)之间，长条孔(7)内填充有导热硅脂层；
散热片包括金属网架(6)及一组沿宽度方向排列的导热管(16)，导热管(16)的下端面都与散热板(5)紧密接触，导热管(16)的上端面都有卡槽，所有的导热管(16)都借助卡槽与金属网架(6)卡接固定，金属网架(6)与散热板(5)固定连接，在金属网架(6)上端面与每个导热管(16)相对应的位置都设置有空心翅片(17)，空心翅片(17)与导热管(16)固定连接且连通形成为导热液的盛放腔，导热管(16)的顶部设置有进液口，进液口处设置有密封塞(18)。
2.根据权利要求1所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：在散热板(5)至少两个侧边上都设置有带螺孔的下连接耳(8)且其中至少两个侧边平行设置，金属网架(6)上设置有带螺孔的上连接耳(9)，增设连接螺栓，上连接耳(9)和下连接耳(8)借助连接螺栓固定连接，使散热板(5)与金属网架(6)形成为可拆卸式连接。
3.根据权利要求1所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：在散热板(5)与上DBC基板(3)之间还设置有石墨导热绝缘层，石墨导热绝缘层与散热板(5)之间、石墨导热绝缘层与上DBC基板(3)之间都是粘接。
4.根据权利要求2所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：下DBC基板(2)上设置有延伸到底板(1)外侧的第一接线端子(10)和第二接线端子(11)，上DBC基板(3)上设置有延伸到底板(1)外侧的第三接线端子(12)，第一接线端子(10)和第二接线端子(11)位于封装结构长度方向的一端，第三接线端子(12)位于封装结构长度方向的另一端，在散热板(5)沿长度方向设置的两个侧边上都设置有下连接耳(8)。
5.根据权利要求2所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：所述的上连接耳(9)和下连接耳(8)都是由下横板(13)、上横板(14)及垂直连接在下横板(13)与上横板(14)之间的纵板(15)连接形成的Z字形结构，下横板(13)与散热板(5)或金属网架(6)连接，上横板(14)位于下横板(13)外侧，上横板(14)上开设有螺孔，上连接耳(9)与下连接耳(8)卡接。
6.根据权利要求1所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：所述的导热管(16)包括纵管、及由纵管顶部和底部分别向上弯折延伸形成的横管，纵管与两个横管一起形成为开口朝向上方的凵字形结构，两个横管之间的空腔形成为卡槽，位于顶部的横管顶部开设有进液口，位于顶部的横管的底部与空心翅片(17)连通。
7.根据权利要求1所述的一种散热性好的SiC功率模块封装结构，其特征在于：所述的进液口处设置有内螺纹，密封塞(18)与进液口螺纹连接。
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