專利名稱：絕緣柵雙極型晶體管的散熱器及其晶體管散熱器組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，尤其涉及一種用于電動汽車的直接接觸式絕緣柵雙極型晶體管散熱器，及其晶體管散熱器組件。
背景技術：
近年來，隨著電動汽車的日益發(fā)展，常用在電力電子領域的絕緣柵雙極型晶體管 (Insulated Gate Bipolar ^Transistor，簡稱“IGBT”)也在電動汽車上得到了廣泛的使用， 其散熱系統(tǒng)設計已成為一個關鍵的問題。實際經(jīng)驗表明，IGBT散熱系統(tǒng)設計的好壞，直接影響到電動汽車能否安全穩(wěn)定的長時間運行。絕緣柵雙極型晶體管發(fā)熱的絕大部分是有功率器件的損耗引起的，而絕緣柵雙極型晶體管器件本身對溫度比較敏感，溫度的變化會影響器件的開通和關斷過程，并影響控制器的工作性能。為了限制絕緣柵雙極型晶體管的溫升， 常見的散熱方式一般有自然冷卻、強制風冷、油冷和水冷四種，強制風冷的散熱效果是自然風冷的5 10倍，油冷或者水冷的散熱效果是自然冷卻的120 150倍?，F(xiàn)有電動汽車用絕緣柵雙極型晶體管散熱裝置主要是散熱板式強制水冷散熱器，為了保證絕緣柵雙極型晶體管基板與散熱板的接觸和對冷卻介質的密封，散熱器往往需要很高的加工精度，且散熱器由多個組件構成，組裝工藝復雜。同時，絕緣柵雙極型晶體管基板與冷卻介質之間還設有導熱硅膠層和用于密封冷卻介質的金屬蓋板，且金屬蓋板的結構和材料對絕緣柵雙極型晶體管的散熱產生影響。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種絕緣柵雙極型晶體管散熱裝置，降低散熱裝置的加工精度且簡化其結構。本實用新型的另一個目的是提供一種絕緣柵雙極型晶體管散熱裝置，進一步提高散熱裝置的散熱能力。本實用新型還提供了使用一種絕緣柵雙極型晶體管散熱裝置的散熱組件，降低散熱組件的加工精度且提高散熱組件的散熱能力。本實用新型提供了一種絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，包括一個散熱體和一個導熱連接墊圈。其中，散熱體設有可盛放冷卻介質的盛放槽。導熱連接墊圈具有彈性，導熱連接墊圈敷設在盛放槽的開口端邊緣處。在絕緣柵雙極型晶體管散熱器的再一種示意性的實施方式中，散熱體兩側設有進液管和出液管，通過進液管和出液管冷卻介質可在封閉空間中流動。在絕緣柵雙極型晶體管散熱器的另一種示意性的實施方式中，冷卻介質為冷卻水或冷卻油。在絕緣柵雙極型晶體管散熱器的又一種示意性的實施方式中，導熱連接墊圈為導熱硅膠。本實用新型還提供了使用上述絕緣柵雙極型晶體管散熱器的晶體管散熱組件，它包括上述散熱器和至少一個絕緣柵雙極型晶體管。絕緣柵雙極型晶體管設有基板，基板、 所述盛放槽和所述導熱連接墊圈圍成一個封閉空間，冷卻介質可充滿所述封閉空間。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其晶體管散熱組件，通過導熱連接墊圈密封晶體管和散熱槽形成的封閉空間，且冷卻介質直接可與絕緣柵雙極型晶體管接觸，降低整個散熱裝置的加工精度。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其晶體管散熱組件，簡化了散熱體的結構，從而簡化了整個散熱裝置的組裝工藝。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其晶體管散熱組件，冷卻介質直接可與絕緣柵雙極型晶體管基板接觸，降低了絕緣柵雙極型晶體管基板與冷卻介質之間的熱阻，進一步提高了散熱器的散熱能力。

以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。圖1是絕緣柵雙極型晶體管的散熱器一種示意性實施方式的結構示意圖。圖2是使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器的晶體管散熱器組件一種示意性實施方式的結構示意圖。標號說明10絕緣柵雙極型晶體管12 基板20散熱器210散熱體212盛放槽214進液管216出液管220導熱連接墊圈。
具體實施方式
為了對實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
，在各圖中相同的標號表示相同的部分。為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本實用新型相關的部分，它們并不代表其作為產品的實際結構。圖1是絕緣柵雙極型晶體管散熱器一種示意性實施方式的結構示意圖。如圖所示，絕緣柵雙極型晶體管的散熱器20包括一個散熱體210和一個導熱連接墊圈220。其中， 散熱體210設有可盛放冷卻介質的盛放槽212。導熱連接墊圈220具有彈性，導熱連接墊圈 220敷設在盛放槽212的開口端邊緣處。如虛線所示的IGBT 10的基板12可放置在導熱連接墊圈220上，由于導熱連接墊圈220具有彈性，通過施加壓力，導熱連接墊圈220可實現(xiàn)IGBT 10的基板12和盛放槽212 圍成封閉空間的密封。上述結構避免使用高精度盛放槽金屬密封蓋的加工，且散熱體210 為單體結構，無需進一步組裝，從而簡化了現(xiàn)有絕緣柵雙極型晶體管散熱器整體的裝配工藝。同時，基板12與冷卻介質之間減少了現(xiàn)有絕緣柵雙極型晶體管散熱器中的盛放槽金屬密封蓋和導熱連接層，使得冷卻介質與IGBTlO的基板12直接接觸，減小了基板12到冷卻介質之間熱量傳遞的熱阻，提高了散熱器的散熱能力。為了達到散熱的目的，還可由IGBTlO 除基板12外的其他端面與盛放槽212圍成封閉空間。如圖1所示的絕緣柵雙極型晶體管散熱器另一種示意性實施方式中，散熱體210 兩側設有進液管214和出液管216，通過進液管214和出液管216冷卻介質可在盛放槽212 形成的封閉空間中流動。冷卻介質的流動加速了絕緣柵雙極型晶體管基板12與冷卻介質之間的熱量傳遞速度。在絕緣柵雙極型晶體管散熱器又一種示意性實施方式中，冷卻介質為冷卻水或冷卻油。在實際的使用中，可以根據(jù)需要使用其它的散熱介質來進一步提高散熱器的散熱能力，例如使用液氮。在絕緣柵雙極型晶體管散熱器又一種示意性實施方式中，導熱連接墊圈220為導熱硅膠。在實際的使用中，可以根據(jù)需要使用其它的絕緣導熱材料來進一步提高散熱器的散熱能力。如圖2所示為使用上述散熱器的晶體管散熱器組件一種示意性實施方式，晶體管散熱器組件包括IGBT 10和散熱器20。如圖所示的實施方式中包括兩個IGBT10，它們可以按照如圖所示的方式先集中安裝到一塊板上，再將它們的基板12與散熱器20連接。圖2 所示的散熱器20包括兩個盛放槽212和兩個導熱連接墊圈220，其中，一個盛放槽212、一個導熱連接墊圈220和一個基板12圍成一個封閉空間，且該封閉空間中充滿冷卻介質。雖然圖2所示的實施方式中，兩個IGBTlO集成到一塊板上，也可以將兩個IGBTlO 分別與散熱器連接。圖2所示的散熱器包括兩個盛放槽212，也可以將兩個盛放槽212打通成一個。本領域技術人員可以理解，雖然圖2所示的實施方式中只設有兩個絕緣柵雙極型晶體管，但使用中可以根據(jù)實際情況，增加絕緣柵雙極型晶體管的數(shù)量，相應地增加與絕緣柵雙極型晶體管數(shù)量相同的散熱器數(shù)量。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其散熱組件，降低整個散熱器的加工精度。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其散熱組件，簡化了散熱體的結構，從而簡化了整個散熱器的組裝工藝。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其散熱組件，進一步提高了散熱器的散熱能力。在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術方案。應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.絕緣柵雙極型晶體管的散熱器(20)，其特征在于它包括一個散熱體(210)，它包括一個盛放槽(212)，所述盛放槽(212)可盛放冷卻介質；和一個彈性的導熱連接墊圈(220)，該導熱連接墊圈(220)敷設在所述盛放槽(212)的開口端的邊緣處。
2.如權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，其中所述散熱體(210)兩側設有進液管(214)和出液管(216)，通過所述進液管(214)和所述出液管(216)所述冷卻介質可在所述封閉空間中流動。
3.如權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，其中所述冷卻介質為冷卻水。
4.如權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，其中所述冷卻介質為冷卻油。
5.如權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的散熱器，其中所述導熱連接墊圈(220) 為導熱硅膠。
6.晶體管散熱器組件，其特征在于它包括如權利要求1至5任意一項所述的散熱器(20)，和至少一個絕緣柵雙極型晶體管(10)，所述絕緣柵雙極型晶體管(10)設有基板(12)，所述基板(12)、所述盛放槽(212)和所述導熱連接墊圈(220)圍成一個封閉空間，所述冷卻介質可充滿所述封閉空間。
專利摘要本實用新型提供了絕緣柵雙極型晶體管(10)的散熱器(20)包括一個散熱體(210)和一個導熱連接墊圈(220)。其中，散熱體設有可盛放冷卻介質的盛放槽(212)。導熱連接墊圈具有彈性，導熱連接墊圈敷設在盛放槽的開口端邊緣處。本實用新型還提供了使用該絕緣柵雙極型晶體管的晶體管散熱器組件。使用絕緣柵雙極型晶體管散熱器及其散熱組件，降低整個散熱器的加工精度，簡化了整個散熱器的組裝工藝，進一步提高了散熱器的散熱能力。
文檔編號H01L23/367GK201994285SQ20112005551
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者馮濤, 王 琦, 繩偉輝 申請人:阿爾特(中國)汽車技術有限公司