大功率陶瓷封裝igbt高效雙面制冷整體管殼的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼，包含陶瓷管座和管蓋，其特征在于所述管蓋包含有陰極電極、陰極法蘭、陰極進(jìn)水嘴和陰極出水嘴，所述進(jìn)水嘴和出水嘴分別與陰極散熱水腔進(jìn)行螺紋連接，分布在陰極散熱水腔的外緣上；所述陶瓷管座包含陽極法蘭、瓷環(huán)、陽極密封圈、陽極電極、門極引線管、陽極進(jìn)水嘴和陽極出水嘴，所述陽極電極包含有矩形電極群、下蓋板和陽極散熱水腔，所述矩形電極群位于陽極散熱水腔的上方，所述陽極進(jìn)水嘴和陽極出水嘴分別與陽極散熱水腔進(jìn)行螺紋連接，分布在陽極散熱水腔的外緣上。本實用新型既可以提高散熱效果，又可以實現(xiàn)器件疊式串聯(lián)，同時大幅縮小裝量體積。
【專利說明】大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼。屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]散熱是電力電子設(shè)備安全、穩(wěn)定運行所必不可少的重要因素。對于IGBT而言，其內(nèi)部是一個有多種材料組成的多層結(jié)構(gòu)，而各層材料的熱力學(xué)性能有所不同，當(dāng)模塊在工作狀態(tài)時，如果散熱不佳，將導(dǎo)致各層面之間熱應(yīng)力增大，從而使模塊發(fā)生熱蠕變，熱疲勞而失效，特別是目前大部分模塊采用塑料外殼封裝，只有一面是導(dǎo)熱板，因此限制這類模塊只能采用單面散熱，當(dāng)電壓和電流增大時，散熱問題常常是造成模塊失效的主因。
[0003]基于晶閘管封裝技術(shù)，目前為IGBT開發(fā)的陶瓷封裝的平板壓接式封裝結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)芯片的壓接式無應(yīng)力封裝和雙面制冷，為IGBT在高壓大功率領(lǐng)域應(yīng)用中提供了與晶閘管、GTO —樣的可靠性，并且正在推廣應(yīng)用中得到逐步完善。
[0004]在高壓領(lǐng)域的許多應(yīng)用中，要求器件的電壓等級達(dá)到IOkV以上，因此目前IGBT只能通過串聯(lián)實現(xiàn)高壓應(yīng)用。對于雙面制冷的陶瓷模塊來說，雖然通過外接散熱器可以提高散熱效果，但是由于外接散熱器體積較大，當(dāng)幾十個器件串聯(lián)時，裝置體積會很大，因此不利于器件的串聯(lián)接，并且散熱器與管殼之間存在界面接觸熱阻，也會影響散熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種既可以提高散熱效果，又可以實現(xiàn)器件疊式串聯(lián)，同時大幅縮小裝置體積的高效雙面制冷整體管殼。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼，包含陶瓷管座和管蓋，所述管蓋包含有陰極電極、陰極法蘭、陰極進(jìn)水嘴和陰極出水嘴，所述陰極法蘭同心焊接在陰極電極的外緣上，所述陰極電極包含有上蓋板和陰極散熱水腔，所述上蓋板同心焊接在陰極散熱水腔上，所述進(jìn)水嘴和出水嘴分別與陰極散熱水腔進(jìn)行螺紋連接，分布在陰極散熱水腔的外緣上；
[0007]所述陶瓷管座包含陽極法蘭、瓷環(huán)、陽極密封圈、陽極電極、門極引線管、陽極進(jìn)水嘴和陽極出水嘴，所述陽極法蘭、瓷環(huán)和陽極密封圈自上至下疊合同心焊接，所述門極引線管穿接于瓷環(huán)的殼壁上，所述陽極電極包含有矩形電極群、下蓋板和陽極散熱水腔，所述矩形電極群位于陽極散熱水腔的上方，所述下蓋板同心焊接在陽極散熱水腔下方，所述陽極進(jìn)水嘴和陽極出水嘴分別與陽極散熱水腔進(jìn)行螺紋連接，分布在陽極散熱水腔的外緣上。
[0008]所述陰極散熱水腔與陽極散熱水腔采用由內(nèi)而外的雙環(huán)流設(shè)計。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0010]1、散熱水腔采用由內(nèi)而外的雙環(huán)流設(shè)計，可以使散熱更均勻。
[0011]2、矩形電極群采用精密加工技術(shù)制作而成，具有機械尺寸，表面精度的高度一致性，可以實現(xiàn)IGBT芯片的壓接式無應(yīng)力封裝，從而大幅提高了器件的熱循環(huán)能力。[0012]3、散熱水腔與矩形電極群采用整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，不需要外接散熱器，因此大幅縮小了裝置體積，并且由于不存在界面接觸熱阻，因此可以提高散熱效果，另外這種結(jié)構(gòu)非常方便器件的疊式串聯(lián)，從而實現(xiàn)IGBT的高壓應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型中陶瓷管座的俯視圖。
[0014]圖2為圖1 A-A向剖面圖。
[0015]圖3為本實用新型中散熱水腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實用新型中管蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:
[0018]陰極電極1，陰極法蘭2，陰極進(jìn)水嘴3，陰極出水嘴4，上蓋板1-1，陰極散熱水腔1-2，陽極法蘭5，瓷環(huán)6，陽極密封圈7，陽極電極8，門極引線管9，陽極進(jìn)水嘴10，陽極出水嘴11，下蓋板8-1，矩形電極群8-2，陽極散熱水腔8-3。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型涉及一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼，包含陶瓷管座和管蓋，參見圖3、圖4，所述管蓋包含有陰極電極1、陰極法蘭2、陰極進(jìn)水嘴3和陰極出水嘴4，所述陰極法蘭2同心焊接在陰極電極I的外緣上，所述陰極電極I包含有上蓋板1-1和陰極散熱水腔1-2，所述上蓋板1-1同心焊接在陰極散熱水腔1-2上，所述進(jìn)水嘴3和出水嘴4分別與陰極散熱水腔1-2進(jìn)行螺紋連接，分布在陰極散熱水腔1-2的外緣上；所述陰極散熱水腔1-2與陽極散熱水腔8-3采用由內(nèi)而外的雙環(huán)流設(shè)計。
[0020]參見圖1、圖2、圖3，所述陶瓷管座包含陽極法蘭5、瓷環(huán)6、陽極密封圈7、陽極電極8、門極引線管9、陽極進(jìn)水嘴10和陽極出水嘴11，所述陽極法蘭5、瓷環(huán)6和陽極密封圈7自上至下疊合同心焊接，所述門極引線管9穿接于瓷環(huán)6的殼壁上，所述陽極電極8包含有矩形電極群8-2、下蓋板8-1和陽極散熱水腔8-3，所述矩形電極群8-2位于陽極散熱水腔8-3的上方，所述下蓋板8-1同心焊接在陽極散熱水腔8-3下方，所述陽極進(jìn)水嘴10和陽極出水嘴11分別與陽極散熱水腔8-3進(jìn)行螺紋連接，分布在陽極散熱水腔8-3的外緣上。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼，包含陶瓷管座和管蓋，其特征在于所述管蓋包含有陰極電極(I)、陰極法蘭(2)、陰極進(jìn)水嘴(3)和陰極出水嘴(4)，所述陰極法蘭(2)同心焊接在陰極電極(I)的外緣上，所述陰極電極(I)包含有上蓋板(1-1)和陰極散熱水腔(1-2)，所述上蓋板(1-1)同心焊接在陰極散熱水腔(1-2)上，所述進(jìn)水嘴(3)和出水嘴(4)分別與陰極散熱水腔(1-2)進(jìn)行螺紋連接，分布在陰極散熱水腔(1-2)的外緣上； 所述陶瓷管座包含陽極法蘭(5)、瓷環(huán)(6)、陽極密封圈(7)、陽極電極(8)、門極引線管(9)、陽極進(jìn)水嘴(10)和陽極出水嘴(11)，所述陽極法蘭(5)、瓷環(huán)(6)和陽極密封圈(7)自上至下疊合同心焊接，所述門極引線管(9)穿接于瓷環(huán)(6)的殼壁上，所述陽極電極(8)包含有矩形電極群(8-2 )、下蓋板(8-1)和陽極散熱水腔(8-3 )，所述矩形電極群(8-2 )位于陽極散熱水腔(8-3)的上方，所述下蓋板(8-1)同心焊接在陽極散熱水腔(8-3)下方，所述陽極進(jìn)水嘴(10 )和陽極出水嘴(11)分別與陽極散熱水腔(8-3 )進(jìn)行螺紋連接，分布在陽極散熱水腔(8-3)的外緣上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率陶瓷封裝IGBT高效雙面制冷整體管殼，其特征在于所述陰極散熱水腔(1-2 )與陽極散熱水腔(8-3 )采用由內(nèi)而外的雙環(huán)流設(shè)計。
【文檔編號】H01L23/02GK203423159SQ201320517984
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】陳國賢, 徐宏偉, 陳蓓璐 申請人:江陰市賽英電子有限公司