电力半导体模块底板
阅读：277发布：2021-04-12
专利汇可以提供电力半导体模块底板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种电 力 半导 体模 块 底板 ，包括导热金属底板上面设有的绝缘板和 铜 板，其特征是：所述导热金属底板与绝缘板之间覆设有 石墨 烯。它通过在导热金属底板与绝缘板之间覆设上 石墨烯 ，使绝缘板与导热金属底板之间的导热速度得到提高，电力 半导体 模块底板的导热性能更好。，下面是电力半导体模块底板专利的具体信息内容。
电力半导体模块底板
技术领域
背景技术
[0002] 电力半导体模块是把两个或两个以上的电力半导体芯片按一定的电路结构相联结，用环氧树脂等保护材料密封在一个绝缘的外壳内，并且与导热底板相绝缘而制成的一种电力电子半导体器件，它包括晶闸管、整流二极管及绝缘栅双极型晶体管IGBT等模块，具有体积小，重量轻，结构紧凑，可靠性高，外接线简单，互换性好，便于维修和安装等优点，现已广泛应用于建筑、通信、电力、电子、化工、机械等领域。
[0003] 在普通电力半导体模块中，由于其中的半导体芯片是被封装在绝缘外壳内，其内部芯片工作时产生的热量都要通过底板向外传递散热。因此，其底板的导热性能是直接影响着电力半导体模块的安全可靠性。目前，普通电力半导体模块底板的结构一般由导热金属底板、绝缘板和铜板组成。其中有采用导热性能较好的铝基覆铜板作为模块底板。所述铝基覆铜板的层结构自下而上分别为铝基板、绝缘板和铜板，其中铝基板厚度一般为3毫米左右，绝缘板厚度一般为0.05毫米左右，铜板厚度一般为0.5毫米左右。但随着电力半导体模块的不断发展，对模块底板的导热性能要求也越来越高。发明内容
[0004] 本实用新型目的是为了解决上述普通电力半导体模块底板导热性能要求进一步提高的问题，提供一种新的电力半导体模块底板，使得电力半导体模块底板的导热性能更好。
[0005] 本实用新型所述电力半导体模块底板，包括导热金属底板上面设有的绝缘板和铜板，其特征是：所述导热金属底板与绝缘板之间覆设有石墨烯。
[0006] 本实用新型在导热金属底板与绝缘板之间覆设的石墨烯，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，导热性能极好，从而可使绝缘板与导热金属底板之间的导热速度提高。
[0007] 优选地，所述绝缘板为陶瓷板。陶瓷板比塑料等绝缘材料导热性能更好。
[0008] 优选地，所述导热金属底板厚度为3毫米，石墨烯厚度为1纳米，绝缘板厚度为0.05毫米，铜板厚度为0.5毫米。
[0010] 图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0011] 附图标注说明：导热金属底板1、石墨烯2、绝缘板3、安装孔4、铜板5、安装孔6。
[0012] 如图1所示，一种包括导热金属底板1面设有的绝缘板3和铜板5，特别是所述导热金属底板1与绝缘板3间覆设有石墨烯2。其中所述绝缘板3为陶瓷板；所述导热金属底板1可采用铝基板，厚度为3毫米，石墨烯2厚度为1纳米，绝缘板3厚度为0.05毫米，铜板5厚度为0.5毫米，以及导热金属底板1的左右两边部还可分别设有装孔（4，6）。铜板5按电路结构分割成四块，用于直接连接半导体芯片。
[0013] 本实用新型在导热金属底板与绝缘板之间覆设的石墨烯导热系数高达5300W/m·K，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，导热性能极好，故在电力半导体模块底板中的导热金属板与绝缘板之间覆设上石墨烯后，可使绝缘板与导热金属板之间的导热速度得到提高。经过试验表明，在相同电参数试验条件下，采用本实用新型底板的整流二极管模块，其导热金属底板升温速度明显快于普通整流二极管模块。因此，使用本实用新型所述的电力半导体模块底板导热性能更好。
[0014] 应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围之内。
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