CN111987051A - 具有测温功能的新型igbt封装结构及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有测温功能的新型IGBT封装结构及封装方法，包括散热底座，散热底座的两侧分别连通有进水阀和排水阀，散热底座底部的两侧均固定连接有安装架，安装架底部的前后两侧均开设有安装孔，所述散热底座的顶部固定连接有导热硅胶。本发明通过设置散热底座、第二散热板、隔热板、第一散热板、安装架、进水阀、第一散热孔、安装孔、进风管、排水阀、定位框、蛇形管、导热硅胶、壳体、定位杆、温度传感器、外罩、IGBT模块、散热风扇、限位板、弹簧、第一定位孔、第二定位孔、螺纹管、第二过滤网、框架、第一过滤网、固体干燥剂和第二散热孔的配合使用，解决了现有的IGBT封装结构不具备测温功能且散热出事效果较差的问题。

Description

具有测温功能的新型IGBT封装结构及封装方法

技术领域

本发明涉及IGBT封装技术领域，具体为具有测温功能的新型IGBT封装结构及封装方法。

背景技术

IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT和MOS组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域，IGBT模块在电路方面的应用越发的广泛，但是现有的IGBT模块不具备准确测温的功能，同时外界其它设备的热量的传递也会对IGBT模块的运行造成影响，从而会降低IGBT模块的散热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供具有测温功能的新型IGBT封装结构，具备测温功能且散热除湿效果好的优点，解决了现有的IGBT封装结构不具备测温功能且散热出事效果较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：具有测温功能的新型IGBT封装结构，包括散热底座，所述散热底座的两侧分别连通有进水阀和排水阀，所述散热底座底部的两侧均固定连接有安装架，所述安装架底部的前后两侧均开设有安装孔，所述散热底座的顶部固定连接有导热硅胶，所述导热硅胶的顶部固定连接有IGBT模块，所述散热底座的顶部固定连接有定位框，所述定位框内腔的两侧均固定连接有壳体，所述壳体的内腔活动连接有限位板，所述限位板远离定位框的一侧固定连接有弹簧，所述限位板远离弹簧的一侧固定连接有定位杆，所述定位框的两侧均开设有第一定位孔，所述散热底座的顶部活动连接有外罩，所述外罩内腔的两侧均固定连接有温度传感器，所述外罩的外表面固定连接有隔热板，所述外罩的两侧和隔热板的两侧之间均开设有第二定位孔，所述定位杆远离限位板的一端穿过第一定位孔并延伸至第二定位孔的内腔，所述外罩的外表面固定连接有第一散热板，所述第一散热板远离外罩的一侧贯穿至隔热板的外侧，所述外罩内腔的顶部固定连接有散热风扇，所述散热风扇的顶部连通有进风管，所述进风管的顶部依次贯穿外罩和隔热板并延伸至隔热板的顶部，所述进风管内腔的底部固定连接有第一过滤网，所述第一过滤网的顶部放置有固体干燥剂，所述进风管的顶部活动连接有框架，所述框架的底部固定连接有螺纹管，所述螺纹管位于进风管的内腔，所述螺纹管和框架的内腔之间固定连接有第二过滤网。

优选的，所述第一散热板的数量为若干个，所述第一散热板的一侧开设有第一散热孔。

优选的，所述散热底座的底部固定连接有第二散热板，所述第二散热板的一侧开设有第二散热孔，所述第二散热板的数量为若干个。

优选的，所述IGBT模块的前后两侧均设置有蛇形管，所述蛇形管的两端均与散热底座连通。

优选的，所述壳体的底部与散热底座固定连接，所述螺纹管的外表面与进风管的连接处螺纹连接。

优选的，所述定位框的外表面与外罩的内壁接触，所述隔热板由玻璃纤维制成。

具有测温功能的新型IGBT封装结构的封装方法，其具体操作步骤如下：

A：先将定位杆收纳至第一定位孔的内腔，随后将外罩连通其外部结构安装在定位框的外表面，使得定位杆与第二定位孔的位置对应，弹簧的弹力带动限位板复位，限位板带动定位杆进入第二定位孔的内腔，以此对外罩的位置进行定位，达到封装的目的；

B：随后将该结构利用安装孔和外设螺栓的配合与其它装置固定在一起，通电后，温度传感器持续的对外罩内的温度进行监测，通过进水阀向散热底座内通入冷却液，冷却液通常会流入蛇形管的内腔，蛇形管的表面与外罩内的热量吸附，冷却液对蛇形管表面的热量吸附，同时IGBT模块表面的热量通过导热硅胶传递至散热底座，散热底座内的冷却液通常对热量吸附，并通过排水阀排出，持续通入冷却液进行散热；

C：在散热过程中，启动散热风扇，散热风扇通过进风管抽取外界的空气，加速吹入外罩的内腔，以此对内部进行散热，在这个过程中，第二过滤网和第一过滤网对空气中的灰尘杂质过滤，固体干燥剂对空气中的湿气进行吸附，避免湿空气过多的进入外罩的内腔，使用者需定期旋转框架，带动螺纹管从进风管的内腔脱离，以此便于对第二过滤网和第一过滤网进行清理维护，同时也便于对固体干燥剂进行更换；

D：外罩表面吸附的热量可通过第一散热板传递至外界，以此通过第一散热板和第一散热孔的配合，提高外罩的散热效率，第二散热板和第二散热孔的配合同样会加速散热底座的散热效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置散热底座、第二散热板、隔热板、第一散热板、安装架、进水阀、第一散热孔、安装孔、进风管、排水阀、定位框、蛇形管、导热硅胶、壳体、定位杆、温度传感器、外罩、IGBT模块、散热风扇、限位板、弹簧、第一定位孔、第二定位孔、螺纹管、第二过滤网、框架、第一过滤网、固体干燥剂和第二散热孔的配合使用，解决了现有的IGBT封装结构不具备测温功能且散热出事效果较差的问题，该IGBT封装结构，具备测温功能且散热除湿效果好的优点，值得推广。

2、本发明通过设置隔热板，避免外界的热量过多的传递至外罩的内腔，起到隔热的作用；

通过设置定位框，增加了外罩安装时的稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明局部结构的主视剖视图一；

图3为本发明壳体的主视剖视图；

图4为本发明局部结构的主视剖视图二；

图5为本发明进风管和框架的主视剖视图；

图6为本发明第二散热板的左视图；

图7为本发明安装架的俯视图；

图8为本发明定位框的俯视图。

图中：1散热底座、2第二散热板、3隔热板、4第一散热板、5安装架、6进水阀、7第一散热孔、8安装孔、9进风管、10排水阀、11定位框、12蛇形管、13导热硅胶、14壳体、15定位杆、16温度传感器、17外罩、18 IGBT模块、19散热风扇、20限位板、21弹簧、22第一定位孔、23第二定位孔、24螺纹管、25第二过滤网、26框架、27第一过滤网、28固体干燥剂、29第二散热孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明中的散热底座1、第二散热板2、隔热板3、第一散热板4、安装架5、进水阀6、第一散热孔7、安装孔8、进风管9、排水阀10、定位框11、蛇形管12、导热硅胶13、壳体14、定位杆15、温度传感器16、外罩17、IGBT模块18、散热风扇19、限位板20、弹簧21、第一定位孔22、第二定位孔23、螺纹管24、第二过滤网25、框架26、第一过滤网27、固体干燥剂28和第二散热孔29等部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1-8，具有测温功能的新型IGBT封装结构，包括散热底座1，散热底座1的两侧分别连通有进水阀6和排水阀10，散热底座1底部的两侧均固定连接有安装架5，安装架5底部的前后两侧均开设有安装孔8，散热底座1的顶部固定连接有导热硅胶13，导热硅胶13的顶部固定连接有IGBT模块18，散热底座1的顶部固定连接有定位框11，定位框11内腔的两侧均固定连接有壳体14，壳体14的内腔活动连接有限位板20，限位板20远离定位框11的一侧固定连接有弹簧21，限位板20远离弹簧21的一侧固定连接有定位杆15，定位框11的两侧均开设有第一定位孔22，散热底座1的顶部活动连接有外罩17，外罩17内腔的两侧均固定连接有温度传感器16，外罩17的外表面固定连接有隔热板3，外罩17的两侧和隔热板3的两侧之间均开设有第二定位孔23，定位杆15远离限位板20的一端穿过第一定位孔22并延伸至第二定位孔23的内腔，外罩17的外表面固定连接有第一散热板4，第一散热板4远离外罩17的一侧贯穿至隔热板3的外侧，外罩17内腔的顶部固定连接有散热风扇19，散热风扇19的顶部连通有进风管9，进风管9的顶部依次贯穿外罩17和隔热板3并延伸至隔热板3的顶部，进风管9内腔的底部固定连接有第一过滤网27，第一过滤网27的顶部放置有固体干燥剂28，进风管9的顶部活动连接有框架26，框架26的底部固定连接有螺纹管24，螺纹管24位于进风管9的内腔，螺纹管24和框架26的内腔之间固定连接有第二过滤网25；

第一散热板4的数量为若干个，第一散热板4的一侧开设有第一散热孔7；

散热底座1的底部固定连接有第二散热板2，第二散热板2的一侧开设有第二散热孔29，第二散热板2的数量为若干个；

IGBT模块18的前后两侧均设置有蛇形管12，蛇形管12的两端均与散热底座1连通；

壳体14的底部与散热底座1固定连接，螺纹管24的外表面与进风管9的连接处螺纹连接；

定位框11的外表面与外罩17的内壁接触，隔热板3由玻璃纤维制成；

通过设置隔热板3，避免外界的热量过多的传递至外罩17的内腔，起到隔热的作用；

通过设置定位框11，增加了外罩17安装时的稳定性。

具有测温功能的新型IGBT封装结构的封装方法，其具体操作步骤如下：

A：先将定位杆15收纳至第一定位孔22的内腔，随后将外罩17连通其外部结构安装在定位框11的外表面，使得定位杆15与第二定位孔23的位置对应，弹簧21的弹力带动限位板20复位，限位板20带动定位杆15进入第二定位孔23的内腔，以此对外罩17的位置进行定位，达到封装的目的；

B：随后将该结构利用安装孔8和外设螺栓的配合与其它装置固定在一起，通电后，温度传感器16持续的对外罩17内的温度进行监测，通过进水阀6向散热底座1内通入冷却液，冷却液通常会流入蛇形管12的内腔，蛇形管12的表面与外罩17内的热量吸附，冷却液对蛇形管12表面的热量吸附，同时IGBT模块18表面的热量通过导热硅胶13传递至散热底座1，散热底座1内的冷却液通常对热量吸附，并通过排水阀10排出，持续通入冷却液进行散热；

C：在散热过程中，启动散热风扇19，散热风扇19通过进风管9抽取外界的空气，加速吹入外罩17的内腔，以此对内部进行散热，在这个过程中，第二过滤网25和第一过滤网27对空气中的灰尘杂质过滤，固体干燥剂28对空气中的湿气进行吸附，避免湿空气过多的进入外罩17的内腔，使用者需定期旋转框架26，带动螺纹管24从进风管9的内腔脱离，以此便于对第一过滤网27和第二过滤网25进行清理维护，同时也便于对固体干燥剂28进行更换；

D：外罩17表面吸附的热量可通过第一散热板4传递至外界，以此通过第一散热板4和第一散热孔7的配合，提高外罩17的散热效率，第二散热板2和第二散热孔29的配合同样会加速散热底座1的散热效率。

综上所述：该具有测温功能的新型IGBT封装结构，通过设置散热底座1、第二散热板2、隔热板3、第一散热板4、安装架5、进水阀6、第一散热孔7、安装孔8、进风管9、排水阀10、定位框11、蛇形管12、导热硅胶13、壳体14、定位杆15、温度传感器16、外罩17、IGBT模块18、散热风扇19、限位板20、弹簧21、第一定位孔22、第二定位孔23、螺纹管24、第二过滤网25、框架26、第一过滤网27、固体干燥剂28和第二散热孔29的配合使用，解决了现有的IGBT封装结构不具备测温功能且散热出事效果较差的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.具有测温功能的新型IGBT封装结构，包括散热底座(1)，其特征在于：所述散热底座(1)的两侧分别连通有进水阀(6)和排水阀(10)，所述散热底座(1)底部的两侧均固定连接有安装架(5)，所述安装架(5)底部的前后两侧均开设有安装孔(8)，所述散热底座(1)的顶部固定连接有导热硅胶(13)，所述导热硅胶(13)的顶部固定连接有IGBT模块(18)，所述散热底座(1)的顶部固定连接有定位框(11)，所述定位框(11)内腔的两侧均固定连接有壳体(14)，所述壳体(14)的内腔活动连接有限位板(20)，所述限位板(20)远离定位框(11)的一侧固定连接有弹簧(21)，所述限位板(20)远离弹簧(21)的一侧固定连接有定位杆(15)，所述定位框(11)的两侧均开设有第一定位孔(22)，所述散热底座(1)的顶部活动连接有外罩(17)，所述外罩(17)内腔的两侧均固定连接有温度传感器(16)，所述外罩(17)的外表面固定连接有隔热板(3)，所述外罩(17)的两侧和隔热板(3)的两侧之间均开设有第二定位孔(23)，所述定位杆(15)远离限位板(20)的一端穿过第一定位孔(22)并延伸至第二定位孔(23)的内腔，所述外罩(17)的外表面固定连接有第一散热板(4)，所述第一散热板(4)远离外罩(17)的一侧贯穿至隔热板(3)的外侧，所述外罩(17)内腔的顶部固定连接有散热风扇(19)，所述散热风扇(19)的顶部连通有进风管(9)，所述进风管(9)的顶部依次贯穿外罩(17)和隔热板(3)并延伸至隔热板(3)的顶部，所述进风管(9)内腔的底部固定连接有第一过滤网(27)，所述第一过滤网(27)的顶部放置有固体干燥剂(28)，所述进风管(9)的顶部活动连接有框架(26)，所述框架(26)的底部固定连接有螺纹管(24)，所述螺纹管(24)位于进风管(9)的内腔，所述螺纹管(24)和框架(26)的内腔之间固定连接有第二过滤网(25)。

2.根据权利要求1所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构，其特征在于：所述第一散热板(4)的数量为若干个，所述第一散热板(4)的一侧开设有第一散热孔(7)。

3.根据权利要求1所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构，其特征在于：所述散热底座(1)的底部固定连接有第二散热板(2)，所述第二散热板(2)的一侧开设有第二散热孔(29)，所述第二散热板(2)的数量为若干个。

4.根据权利要求1所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构，其特征在于：所述IGBT模块(18)的前后两侧均设置有蛇形管(12)，所述蛇形管(12)的两端均与散热底座(1)连通。

5.根据权利要求1所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构，其特征在于：所述壳体(14)的底部与散热底座(1)固定连接，所述螺纹管(24)的外表面与进风管(9)的连接处螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构，其特征在于：所述定位框(11)的外表面与外罩(17)的内壁接触，所述隔热板(3)由玻璃纤维制成。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的具有测温功能的新型IGBT封装结构的封装方法，其具体操作步骤如下：

A：先将定位杆(15)收纳至第一定位孔(22)的内腔，随后将外罩(17)连通其外部结构安装在定位框(11)的外表面，使得定位杆(15)与第二定位孔(23)的位置对应，弹簧(21)的弹力带动限位板(20)复位，限位板(20)带动定位杆(15)进入第二定位孔(23)的内腔，以此对外罩(17)的位置进行定位，达到封装的目的；

B：随后将该结构利用安装孔(8)和外设螺栓的配合与其它装置固定在一起，通电后，温度传感器(16)持续的对外罩(17)内的温度进行监测，通过进水阀(6)向散热底座(1)内通入冷却液，冷却液通常会流入蛇形管(12)的内腔，蛇形管(12)的表面与外罩(17)内的热量吸附，冷却液对蛇形管(12)表面的热量吸附，同时IGBT模块(18)表面的热量通过导热硅胶(13)传递至散热底座(1)，散热底座(1)内的冷却液通常对热量吸附，并通过排水阀(10)排出，持续通入冷却液进行散热；

C：在散热过程中，启动散热风扇(19)，散热风扇(19)通过进风管(9)抽取外界的空气，加速吹入外罩(17)的内腔，以此对内部进行散热，在这个过程中，第二过滤网(25)和第一过滤网(27)对空气中的灰尘杂质过滤，固体干燥剂(28)对空气中的湿气进行吸附，避免湿空气过多的进入外罩(17)的内腔，使用者需定期旋转框架(26)，带动螺纹管(24)从进风管(9)的内腔脱离，以此便于对第二过滤网(25)和第一过滤网(27)进行清理维护，同时也便于对固体干燥剂(28)进行更换；

D：外罩(17)表面吸附的热量可通过第一散热板(4)传递至外界，以此通过第一散热板(4)和第一散热孔(7)的配合，提高外罩(17)的散热效率，第二散热板(2)和第二散热孔(29)的配合同样会加速散热底座(1)的散热效率。

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