[發明專利]一種導熱硅膠片及其制作方法

有效

• 申請號: 201410290749.4
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104576556B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 傅俊寅;汪之涵;王浩蘭;李玉容
• 申請（專利權）人: 深圳青銅劍科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/66
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 王震宇

技術領域

本發明涉及功率半導體器件測溫技術，特別是涉及一種導熱硅膠片及其制作方法。

背景技術

隨著電能轉換和控制的需求不斷增長，以絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)為代表的功率半導體器件使用的越來越頻繁。功率半導體器件在運行時會產生大量的熱量，過多的熱量累積會導致器件失效甚至爆炸、燃燒等惡劣后果。所以針對功率半導體器件的散熱和溫度檢測設計，一直是功率半導體期間使用過程中的核心課題。

功率半導體器件10的熱量發生一般集中在其PN結，并通過銅基板12、導熱材料、散熱器等向外擴散，最終由散熱器通過自然或強迫的方式向環境中散去。目前所使用的溫度傳感器件11一般置于功率半導體器件10的銅基板12上，如圖1所示，或者是置于遠離銅基板的散熱器13上，如圖2所示。傳統的測溫結構設計導致了測量的不準確性和滯后性，有較大隱患。

發明內容

本發明的主要目的在于針對現有技術的不足，提供一種導熱硅膠片及其制作方法，提高溫度測量的準確性和實時性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種導熱硅膠片，用作功率半導體模塊上的導熱材料，所述導熱硅膠片中埋入了用于測量功率半導體模塊的一個或多個位置上的溫度的一個或多個溫度檢測單元。

根據優選的實施例，上述技術方案還可以采用以下一些技術特征：

所述多個溫度檢測單元至少對應功率半導體模塊中的多個發熱源而布置在所述導熱硅膠片中。

所述多個溫度檢測單元至少對應分布在功率半導體模塊的多條散熱途徑中的不同點而布置在所述導熱硅膠片中。

所述多個溫度檢測單元在所述導熱硅膠片中呈陣列布置。

所述多個溫度檢測單元中的部分或全部溫度檢測單元的引出導線在所述導熱硅膠片中部聚集成束，并在所述導熱硅膠片的一側引出。

所述溫度檢測單元為單板式NTC熱敏電阻陶瓷片。

所述功率半導體模塊為IGBT，所述溫度檢測單元根據所述IGBT的PN結位置關系和相關熱測量要求布置在所述導熱硅膠片中。

一種所述導熱硅膠片的制作方法，包括：將一個或多個溫度檢測單元放置于模具中，放置的位置對應預先設定好的待測功率半導體模塊的一個或多個測溫點，向所述模具內注入硅膠材料并成型為具有所述溫度檢測單元的導熱硅膠片。

根據優選的實施例，上述技術方案還可以采用以下一些技術特征：

所述模具包括模具主體和可從所述模具主體中取出的模具底板，所述模具底板上設置有在相應位置上定位各溫度檢測單元的多個定位結構，所述方法包括以下步驟：

將各溫度檢測單元通過各定位結構定位放置在所述模具主體中的所述模具底板上；

將硅膠材料灌充至所述模具中，固化成型；

翻轉所述模具，或將所述模具底板連同成型材料在所述模具內作一次翻轉，然后取出所述模具底板，使所述成型材料原本朝所述模具底板的那一面露出；

將硅膠材料灌充至所述模具中，固化成型。

所述定位結構為開設在所述模具底板上的用于放置溫度檢測單元的定位孔，優選地，所述模具底板上還開設有導線約束槽，用于按照預定路徑安置各溫度檢測單元的引出導線。

本發明的有益效果：

本發明的導熱硅膠片作為功率半導體模塊上(例如IGBT銅基板和散熱器之間)的導熱材料，通過在導熱硅膠片中定向埋入溫度傳感器，使其能夠最大限度地靠近希望測量的溫度點(如IGBT的PN結)，從而顯著提高測量的準確性和實時性。

進一步地，由于功率半導體模塊往往都集成了若干個核心芯片，即模塊中存在多個發熱源，單個且距離較遠的溫度監測點無法定位每個發熱源的準確數據，更無法形成整體平面熱量發散圖，給監測和事故分析都帶來極大的困難。在本發明優選的實施例中，通過按照預先設定好的布置在導熱硅膠片中埋入多個溫度傳感器，可以同時測量功率半導體模塊中的多個發熱源或分布于其多條散熱途徑中的不同點溫度，在實現準確測溫的同時，有利于掌握功率半導體模塊整體散熱情況，并可提供可用于繪制整體溫度分布圖的數據。

附圖說明

圖1和圖2為兩種傳統的功率半導體溫度測量方式的傳感器布置示意圖；

圖3為本發明一種實施例中采用的溫度檢測單元結構示意圖；

圖4為本發明一種實施例的導熱硅膠片結構示意圖。

具體實施方式