CN212517172U - 一种液态方式冷却的内绝缘单管封装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，包括：底板；DBC基板，所述DBC基板固定连接于所述底板中；芯片，所述芯片设于所述DBC基板顶端；管脚，所述管脚电性连接于所述芯片；散热模块，所述散热模块连接于所述DBC基板远离芯片端，且所述散热模块伸出所述底板设置。本实用新型通过将单管封装传统的平面风冷散热方式改为液冷散热，液冷散热效率要比目前采用的风冷散热提高数倍以上，这样可以很大程度解除散热能力不足对单管输出能力的限制，可以实现小封装，大电流的目的。

Description

一种液态方式冷却的内绝缘单管封装

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种液态方式冷却的内绝缘单管封装。

背景技术

传统绝缘型工艺的单管封装，其基本结构为芯片焊接在DBC基板上，DBC基板焊接在底板上，通过DBC的排布区分出芯片的栅极(Gate)、集电极(Collector)和发射极(Emitter)，其中集电极通过锡膏和DBC直接焊接，栅极和发射极均通过铝线或铝带与DBC相连接，目前单管最大的封装为Super247封装，此种封装的输出电流能力相比已经有了较大的提高，但是，即便如此，在实际使用中单颗最大电流输出能力仍然被局限在80-100A，虽然单颗芯片电流能力已经可以做到数百安，尤其是未来将成为主流的SIC芯片，功率密度会有更大的提升，目前制约单管封装电流输出能力的最大因素就是散热性能，现有的散热方式无法支撑单管持续性的大电流输出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液态方式冷却的内绝缘单管封装来解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，包括：底板；DBC基板，所述DBC基板固定连接于所述底板中；芯片，所述芯片设于所述DBC基板顶端；管脚，所述管脚电性连接于所述芯片；散热模块，所述散热模块连接于所述DBC基板远离芯片端，且所述散热模块伸出所述底板设置。

作为本实用新型的一种改进，所述底板板面设有安装槽，所述DBC基板设于所述安装槽内。

作为本实用新型的一种改进，所述底板顶端设有散热孔，所述散热孔贯穿所述底板设置，所述散热孔设于所述安装槽远离管脚侧端。

作为本实用新型的一种改进，所述DBC基板包括第一铜覆层、第二铜覆层和陶瓷基层；所述陶瓷基层夹设于所述第一铜覆层和第二铜覆层之间；所述第一铜覆层、第二铜覆层和陶瓷基层连接于所述安装槽内壁。

作为本实用新型的一种改进，所述管脚包括第一管脚和第二管脚；所述第一管脚一端连接于所述第一铜覆层，所述第一管脚另一端伸出所述底板设置；所述第二管脚一端连接于所述芯片，所述第二管脚另一端伸出所述底板设置。

作为本实用新型的一种改进，所述散热模块包括散热板和若干散热柱；所述散热板设于所述底板底端，且所述散热板顶端伸入所述安装槽底端，且所述散热板顶端连接于所述第二铜覆层底端，若干所述散热柱连接于所述散热板底端，若干所述散热柱端部伸出所述底板设置。

作为本实用新型的一种改进，所述散热板和所述底板之间设有锁止装置，所述锁止装置包括按压槽，所述按压槽设于所述底板侧端，所述按压槽内设有按压板，所述按压板包括第一横板，所述第一横板贴合所述底板外壁设置，第二横板，所述第二横板贴合所述安装槽内壁设置，连接板，所述连接板的两端连接于所述第一横板和第二横板，所述连接板铰接于所述按压槽内壁，所述第一横板与所述安装槽之间设有复位弹簧，所述第二横板端部设有凸块，所述散热板对应所述凸块位置设有凹槽。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型仰视结构图；

图3为本实用新型A在图4处详图；

图4为本实用新型锁止装置结构图。

图中各构件为：

1为底板、101为安装槽、102为散热孔、2为DBC基板、201为第一铜覆层、202为第二铜覆层、203为陶瓷基层、3为芯片、4为管脚、401为第一管脚、402为第二管脚、5为散热模块、501为散热板、502为散热柱、601为按压槽、602为第一横板、603为第二横板、604为连接板、605为复位弹簧、606为凸块、607为凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，包括：底板1；DBC基板2，所述DBC基板2固定连接于所述底板1中；芯片3，所述芯片3设于所述DBC基板2顶端；管脚4，所述管脚4电性连接于所述芯片3；散热模块5，所述散热模块5连接于所述DBC基板2远离芯片3端，且所述散热模块5伸出所述底板1设置。

上述技术方案的工作原理和有益效果：散热模块一端连接于DBC基板底端，散热模块另一端连接液冷散热循环系统中，通过将单管封装传统的平面风冷散热方式改为液冷散热，液冷散热效率要比目前采用的风冷散热提高数倍以上，这样可以很大程度解除散热能力不足对单管输出能力的限制，可以实现小封装，大电流的目的。

在本实用新型的一个实施例中，所述底板1板面设有安装槽101，所述DBC基板2设于所述安装槽101内。

上述技术方案的工作原理和有益效果：区别于将DBC基板直接焊接与底板板面，通过设置安装槽，将DBC基板设于底板内部，大大减小了热量从DBC基板传递到散热模块的路径，从而大大提升了散热模块的散热效率。

请参阅图1，在本实用新型的一个实施例中，所述底板1顶端设有散热孔102，所述散热孔102贯穿所述底板1设置，所述散热孔102设于所述安装槽101远离管脚4侧端。

上述技术方案的工作原理和有益效果：由于DBC基板设于底板内部，DBC基板产生的热量有一部分会被底板吸收，通过设置的散热孔，加大了底板和外部环境的接触面积，就意味着加大了散热面，一定程度上加快了底板散热效率，提高了器件的散热能力和使用寿命，有助于提高器件可靠性。

在本实用新型的一个实施例中，所述DBC基板2包括第一铜覆层201、第二铜覆层202和陶瓷基层203；所述陶瓷基层203夹设于所述第一铜覆层201和第二铜覆层202之间；所述第一铜覆层201、第二铜覆层202和陶瓷基层203连接于所述安装槽101内壁。

上述技术方案的工作原理和有益效果：第一铜覆层和第二铜覆层的设置，一方面利用铜良好的导电性能，方便第一铜覆层上管脚与芯片之间的电性连接，另一方面利用铜良好的导热性能，方便将热量从芯片-第一铜覆层-绝缘基板-第二铜覆层-散热模块的传递，便于快速降低分立器件的温度。陶瓷基层导热性能良好，便于散热，且受热膨胀系数低，形变小，改善了器件热膨胀问题，有助于提高器件可靠性。

请参阅图2，在本实用新型的一个实施例中，所述管脚4包括第一管脚401和第二管脚402；所述第一管脚401一端连接于所述第一铜覆层201，所述第一管脚401另一端伸出所述底板1设置；所述第二管脚402一端连接于所述芯片3，所述第二管脚402另一端伸出所述底板1设置。

上述技术方案的工作原理和有益效果：第一管脚通过第一铜覆层完成对芯片一个电极的电气连接，第二管脚完成对芯片另一个电极的电气连接。

请参阅图3，在本实用新型的一个实施例中，所述散热模块5包括散热板501和若干散热柱502；所述散热板501设于所述底板1底端，且所述散热板501顶端伸入所述安装槽101底端，且所述散热板501顶端连接于所述第二铜覆层202底端，若干所述散热柱502连接于所述散热板501底端，若干所述散热柱502端部伸出所述底板1设置。

上述技术方案的工作原理和有益效果：散热板连接于第二铜覆层，将第二铜覆层中的热量向外导出，再通过散热柱将热量传递于液冷散热循环系统中，散热柱可以大幅度增加散热模块与液冷散热循环系统的接触面积，大大增加了散热效率，散热速度更快。

请参阅图4，在本实用新型的一个实施例中，所述散热板501和所述底板1之间设有锁止装置，所述锁止装置包括按压槽601，所述按压槽601设于所述底板1侧端，所述按压槽601内设有按压板，所述按压板包括第一横板602，所述第一横板602贴合所述底板1外壁设置，第二横板603，所述第二横板603贴合所述安装槽101内壁设置，连接板604，所述连接板604的两端连接于所述第一横板602和第二横板603，所述连接板604铰接于所述按压槽601内壁，所述第一横板602与所述安装槽101之间设有复位弹簧605，所述第二横板603端部设有凸块606，所述散热板501对应所述凸块606位置设有凹槽607。

上述技术方案的工作原理和有益效果：在散热板安装时，通过对两侧第一横板进行挤压，第一横板向按压槽内运动，复位弹簧被压缩，按压板绕连接板的铰接点发生旋转，第二横板也向按压槽内运动，带动凸块进入按压槽中。将散热板伸入安装槽中，直至散热板与第二铜覆层贴合，松开第一横板，在复位弹簧的作用下，按压板反向转动，凸块卡进凹槽中，完成散热板和底板之间的固定连接，第一横板外侧还可以设置方便按压的凸起，结构简单，拆装方便。当单管封装或者散热模块发生故障后，只需要单独对出现故障的单件进行更换即可，无需整体更换，降低成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内中。

Claims (7)

1.一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于，包括：

底板(1)；

DBC基板(2)，所述DBC基板(2)固定连接于所述底板(1)中；

芯片(3)，所述芯片(3)设于所述DBC基板(2)顶端；

管脚(4)，所述管脚(4)电性连接于所述芯片(3)；

散热模块(5)，所述散热模块(5)连接于所述DBC基板(2)远离芯片(3)端，且所述散热模块(5)伸出所述底板(1)设置。

2.根据权利要求1所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述底板(1)板面设有安装槽(101)，所述DBC基板(2)设于所述安装槽(101)内。

3.根据权利要求2所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述底板(1)顶端设有散热孔(102)，所述散热孔(102)贯穿所述底板(1)设置，所述散热孔(102)设于所述安装槽(101)远离管脚(4)侧端。

4.根据权利要求2所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述DBC基板(2)包括第一铜覆层(201)、第二铜覆层(202)和陶瓷基层(203)；所述陶瓷基层(203)夹设于所述第一铜覆层(201)和第二铜覆层(202)之间；所述第一铜覆层(201)、第二铜覆层(202)和陶瓷基层(203)连接于所述安装槽(101)内壁。

5.根据权利要求4所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述管脚(4)包括第一管脚(401)和第二管脚(402)；

所述第一管脚(401)一端连接于所述第一铜覆层(201)，所述第一管脚(401)另一端伸出所述底板(1)设置；

所述第二管脚(402)一端连接于所述芯片(3)，所述第二管脚(402)另一端伸出所述底板(1)设置。

6.根据权利要求4所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述散热模块(5)包括散热板(501)和若干散热柱(502)；

所述散热板(501)设于所述底板(1)底端，且所述散热板(501)顶端伸入所述安装槽(101)底端，且所述散热板(501)顶端连接于所述第二铜覆层(202)底端，若干所述散热柱(502)连接于所述散热板(501)底端，若干所述散热柱(502)端部伸出所述底板(1)设置。

7.根据权利要求6所述的一种液态方式冷却的内绝缘单管封装，其特征在于：

所述散热板(501)和所述底板(1)之间设有锁止装置，所述锁止装置包括按压槽(601)，所述按压槽(601)设于所述底板(1)侧端，所述按压槽(601)内设有按压板，所述按压板包括第一横板(602)，所述第一横板(602)贴合所述底板(1)外壁设置，第二横板(603)，所述第二横板(603)贴合所述安装槽(101)内壁设置，连接板(604)，所述连接板(604)的两端连接于所述第一横板(602)和第二横板(603)，所述连接板(604)铰接于所述按压槽(601)内壁，所述第一横板(602)与所述安装槽(101)之间设有复位弹簧(605)，所述第二横板(603)端部设有凸块(606)，所述散热板(501)对应所述凸块(606)位置设有凹槽(607)。

Images