技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體電極整體件和半導(dǎo)體冷卻裝置，特別涉及一種多層交替層疊的高效率高可靠的半導(dǎo)體冷卻裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有大部分功率半導(dǎo)體模塊采用單面冷卻，專(zhuān)利CN103999213和CN102315210中采用雙面冷卻的半導(dǎo)體模塊，大幅改善了以往半導(dǎo)體模塊單面散熱導(dǎo)致的散熱效率低等問(wèn)題，提高了半導(dǎo)體模塊的熱效率和功率密度。

專(zhuān)利CN103999213公開(kāi)的半導(dǎo)體冷卻裝置其先將多個(gè)冷卻板（冷卻液通道）平行配置，各冷卻板之間以冷卻管連接，然后再將半導(dǎo)體封裝體插入各冷卻板之間，最后以托架和彈簧將其壓緊。首先，其工藝和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要連接管和托架等輔助部件；其次，其通過(guò)將半導(dǎo)體封裝體插入兩冷卻板之間，中間難免存在較大的接觸熱阻，且傳熱中間環(huán)節(jié)多，導(dǎo)熱不是足夠好。

專(zhuān)利CN102315210通過(guò)先做成各個(gè)半導(dǎo)體封裝體，然后再將其相互堆疊構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)和制造工藝相對(duì)也較復(fù)雜，且半導(dǎo)體元件與冷卻液之間的換熱效率也較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過(guò)克服現(xiàn)有技術(shù)的不足或從另一個(gè)角度構(gòu)思，提供一種半導(dǎo)體電極整體件，其由半導(dǎo)體電極組件和涂覆于所述半導(dǎo)體電極組件外側(cè)的第一絕緣層構(gòu)成；其中，所述半導(dǎo)體電極組件包括半導(dǎo)體芯片和設(shè)置于所述半導(dǎo)體芯片兩側(cè)的電極片，第一絕緣層由絕緣膠粘劑或絕緣涂料形成。并且，提供一種多層交替層疊的高效率高可靠的半導(dǎo)體冷卻裝置，其包括半導(dǎo)體散熱組體，所述半導(dǎo)體散熱組體包括若干半導(dǎo)體電極整體件和若干隔板；所述半導(dǎo)體電極整體件與所述隔板相互交替層疊設(shè)置，所述隔板的至少部分表面與所述半導(dǎo)體電極整體件的至少部分外表面直接接觸，并且所述隔板內(nèi)設(shè)有冷卻液通道；其中，所述半導(dǎo)體電極整體件由半導(dǎo)體電極組件和設(shè)置于所述半導(dǎo)體電極組件外側(cè)的第一絕緣層構(gòu)成，其中，所述半導(dǎo)體電極組件包括半導(dǎo)體芯片和設(shè)置于所述半導(dǎo)體芯片兩側(cè)的電極片。

以上，半導(dǎo)體芯片可以是IGBT芯片、或者二極管芯片、或者是此二者的多種組合，當(dāng)然也可以是MOS管芯片。芯片的材料可以硅基芯片、碳化硅芯片或氮化鎵芯片等材料。本發(fā)明所用電極優(yōu)選為平片狀的電極片，其具有更強(qiáng)的載流能力和更低的寄生電感，不同于目前常用的鍵合綁定線（wire bond）或鍵合綁定帶（ribbon bond）。每個(gè)半導(dǎo)體電極組件包含的電極片的數(shù)量可以是兩個(gè)，即半導(dǎo)體芯片兩側(cè)各一個(gè)（若半導(dǎo)體電極組件還有第三個(gè)電極，第三個(gè)電極可以是綁定線或綁定帶）；也可以是三個(gè)，比如半導(dǎo)體芯片下部有一個(gè)電極片，半導(dǎo)體芯片上部左右各有一個(gè)電極片；當(dāng)然也可以是五個(gè)等其他數(shù)量的。電極片的材料可以是鋁合金、不銹鋼或銅等，其中優(yōu)選為不銹鋼片，其可以做得更薄、但強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小。

本發(fā)明所述交替層疊設(shè)置，是指在垂直于冷卻液（或稱流體）流動(dòng)方向上所述半導(dǎo)體電極整體件和所述隔板相互交替層疊設(shè)置。這種層疊設(shè)置的有益效果是用于冷卻各半導(dǎo)體芯片的冷卻液入口溫度更一致，從而使得各半導(dǎo)體芯片的性能更趨于一致。該冷卻液為導(dǎo)電的冷卻液，比如水或防凍液（主體成分為乙二醇和水）。當(dāng)然，上述隔板內(nèi)的冷卻液通道也可稱為冷卻介質(zhì)通道。所述隔板內(nèi)的冷卻液通道中容納的換熱介質(zhì)，既可以是冷卻液，也可以是空氣。

其中，隔板的冷卻液通道（或稱流體通道）中有冷卻液流過(guò)，冷卻液帶走半導(dǎo)體芯片所發(fā)的熱量。本發(fā)明所采用的隔板的冷卻液通道分為封閉式冷卻液通道和開(kāi)放式冷卻液通道兩種。所謂封閉式冷卻液通道是指，垂直于冷卻液流動(dòng)方向的隔板的截面上的四周邊（即平行于介質(zhì)流動(dòng)方向的隔板的四周面）是封閉的（或者說(shuō)相互連接的），冷卻液與半導(dǎo)體電極整體件之間不直接接觸；所謂開(kāi)放式冷卻液通道是指，垂直于介質(zhì)流動(dòng)方向的隔板的截面上的四周邊不是完全封閉的，冷卻液與半導(dǎo)體電極整體件之間存在直接接觸的部分，即冷卻液與半導(dǎo)體電極整體件的第一絕緣層直接接觸。本發(fā)明中隔板至少有如下幾種：一種是扁管或板束，冷卻液在扁管或板束中間的通孔通過(guò)，冷卻液與半導(dǎo)體電極整體件不直接接觸；另一種是各種翅片或帶邊板的散熱翅片，由各種翅片或帶邊板的散熱翅片分隔和支撐上下兩側(cè)的半導(dǎo)體電極整體件，冷卻液在相鄰兩半導(dǎo)體電極整體件之間的翅片中流過(guò)，在流動(dòng)過(guò)程中，冷卻液與半導(dǎo)體電極整體件和翅片接觸并換熱。

在工作時(shí)，上述冷卻裝置中還包括有冷卻介質(zhì)。所述冷卻介質(zhì)，可以是冷卻液或者空氣。其中，所述冷卻介質(zhì)優(yōu)選為冷卻液，進(jìn)一步優(yōu)選為防凍冷卻液（簡(jiǎn)稱防凍液），如主要成分為乙二醇和水的混合液。

第一絕緣層設(shè)置在半導(dǎo)體電極組件外側(cè)，以使得半導(dǎo)體電極組件與隔板的金屬部分或/和冷卻液電絕緣。

本發(fā)明所謂涂覆，也可稱涂敷，是指涂料或膠粘劑施工工藝的統(tǒng)稱。

優(yōu)選地，所述涂覆方法為噴涂、刷涂、輥涂、沉積、浸涂、點(diǎn)膠、絲網(wǎng)印、滾涂、以及刮涂中的一種或數(shù)種的組合。其中，更優(yōu)選為采用噴涂、浸漬、沉積的方式。

進(jìn)一步的，若半導(dǎo)體電極整體件的第一絕緣層為不耐冷卻液浸泡的絕緣材料，則相鄰兩所述隔板之間設(shè)置第一密封件，各第一密封件對(duì)半導(dǎo)體電極整體件的四周或整體形成密封。該密封可以有效保障半導(dǎo)體電極整體件與冷卻液隔離絕緣。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣層更為優(yōu)選為耐冷卻液浸泡的絕緣材料。所謂耐冷卻液浸泡的絕緣材料是指該絕緣材料長(zhǎng)期（如5年以上或10年以上）浸泡在冷卻液中仍能保持良好的絕緣功能，比如該絕緣材料不會(huì)被冷卻液溶解或溶脹等而導(dǎo)致絕緣失效。若選擇耐冷卻液浸泡的絕緣材料作為第一絕緣層材料，則也可選用該絕緣材料作為第一密封件；或者說(shuō)該第一絕緣層同時(shí)也起第一密封件作用。若隔板為開(kāi)放式冷卻液通道，即使冷卻介質(zhì)是空氣，也優(yōu)選采用耐冷卻水浸泡的絕緣材料，這樣可防止因空氣中有水分而導(dǎo)致絕緣層失效。

進(jìn)一步的，所述耐冷卻液浸泡的絕緣材料有高分子絕緣材料、陶瓷絕緣材料、和摻雜有陶瓷的高分子絕緣材料中的任意一種或幾種。其中，陶瓷絕緣材料可以是陶瓷絕緣片或者絕緣陶瓷涂料，這種高分子絕緣材料有耐冷卻液浸泡的絕緣硅膠等等。

進(jìn)一步的，設(shè)置第一絕緣層的方法為噴涂或浸涂。比如對(duì)半導(dǎo)體電極組件整體噴涂或浸涂絕緣硅膠層。與傳統(tǒng)DBC陶瓷絕緣片構(gòu)造相比，該絕緣硅膠為彈性體抗溫度交變能力強(qiáng)，可以有效地適應(yīng)半導(dǎo)體芯片溫度交變環(huán)境，延長(zhǎng)半導(dǎo)體冷卻裝置的工作壽命；同時(shí)，該絕緣硅膠還可以作為密封件，有效地隔離半導(dǎo)體電極組件與外界導(dǎo)電部件。

進(jìn)一步的，所述隔板內(nèi)設(shè)置有封閉式冷卻液通道。

進(jìn)一步的，所述隔板為板束或扁管。其中，板束可以是板翅式換熱器常用的板束，比如由板片、翅片和封頭形成。其中，扁管可以是單孔的，也可以是多孔的；可以是擠壓成型扁管，也可以是其他方式成型的扁管。

或者，進(jìn)一步的，所述隔板內(nèi)設(shè)有開(kāi)放式冷卻液通道。

進(jìn)一步的，所述隔板為波紋狀翅片、或者鋸齒形翅片、或者帶邊板的翅片。其中，所謂帶邊板的翅片包括有波紋狀翅片上下兩側(cè)釬焊有平直邊板的結(jié)構(gòu)。該翅片或帶邊板的翅片一方面用于間隔和支撐其上下兩側(cè)的半導(dǎo)體電極整體件，另一方面用于強(qiáng)化換熱。即本技術(shù)方案為：該半導(dǎo)體冷卻裝置的半導(dǎo)體散熱組體由若干半導(dǎo)體電極整體件和若干鋸齒形翅片（或波紋狀翅片、或者帶邊板的翅片）相互交替層疊設(shè)置形成。由于第一絕緣層與冷卻液存在直接接觸的部分，故該方案所用的第一絕緣層選用耐冷卻液浸泡的絕緣材料。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體散熱組體的最外兩側(cè)為隔板。從而保證所有半導(dǎo)體電極整體件上下兩側(cè)均有冷卻液通過(guò)進(jìn)行換熱。

進(jìn)一步的，所述電極片之間在除所述半導(dǎo)體芯片之外的部位還設(shè)置有第二絕緣層。該第二絕緣層可以有效防止因各電極片間爬電間距不足而導(dǎo)致的電導(dǎo)通。

進(jìn)一步的，所述電極片與所述半導(dǎo)體芯片之間設(shè)置有凸臺(tái)。該凸臺(tái)一方面有利于使電極片與半導(dǎo)體芯片可靠電連接，另一方面可以增加上下兩側(cè)的電極片之間的間距，從而可以設(shè)置更厚的第二絕緣層，保障上下電極片之間可靠絕緣。

進(jìn)一步的，上下兩側(cè)所述電極片覆蓋所述半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片四周設(shè)置有絕緣密封件與所述冷卻液隔離。該密封件也可以是上述絕緣硅膠。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體芯片與所述電極片的電連接方式為導(dǎo)電膠粘接、或者錫焊、或者釬焊、或者壓接。相對(duì)于傳統(tǒng)錫焊，導(dǎo)電膠粘接的固化溫度更低，操作工藝更簡(jiǎn)便。其中，導(dǎo)電膠的膠基體材料可優(yōu)選采用硅膠，硅膠為彈性體抗溫度交變能力強(qiáng)，可以有效地適應(yīng)半導(dǎo)體芯片溫度交變環(huán)境，延長(zhǎng)半導(dǎo)體冷卻裝置的工作壽命。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體冷卻裝置還包括外殼，所述外殼用于容納所述半導(dǎo)體散熱組體，所述電極片與外界的電連接部延伸于所述外殼之外并與所述外殼之間密封，所述外殼上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口。電極片與外界的電連接部可以是與電極片集成為一體的極耳，也可以是導(dǎo)線等其他電連接方式。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明未采用傳統(tǒng)的DBC陶瓷覆銅板的陶瓷層作為電極的絕緣層，而是以絕緣膠粘劑或涂料作為電極外的第一絕緣層，其工藝更簡(jiǎn)便，成本更低。更為優(yōu)選采用耐冷卻液浸泡的絕緣硅膠作為第一絕緣層，其不僅耐溫度交變能力強(qiáng)壽命長(zhǎng)，而且同時(shí)可作為密封件，能有效隔離半導(dǎo)體電極組件與外界導(dǎo)電冷卻液。通過(guò)采用半導(dǎo)體電極整體件和隔板交替層疊設(shè)置的方式構(gòu)成的半導(dǎo)體散熱組體的冷卻裝置，不需要中間連接冷卻管和用于緊固的外部托架和彈簧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，中間熱阻小，傳熱效率高，功率密度大；并且由于本發(fā)明以平片狀電極片替代傳統(tǒng)的綁定線或綁定帶，電極片與半導(dǎo)體芯片的電連接面積大，電極片的載流能力大，且可有效降低寄生電感等影響半導(dǎo)體器件可靠性和壽命的負(fù)面作用。另外，本發(fā)明的隔板不包含專(zhuān)門(mén)的入口頭部和出口頭部，故其有效換熱面積更大，冷卻功率密度更大。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面參照附圖做出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)，在這些附圖中：

圖1 上側(cè)左電極條的示意圖；

圖2 上側(cè)左電極條上焊錫層位置的示意圖；

圖3 上側(cè)右電極條的示意圖；

圖4 上側(cè)右電極條上焊錫層位置的示意圖；

圖5 下側(cè)電極條的示意圖；

圖6 下側(cè)電極條上焊錫層位置的示意圖；

圖7 半導(dǎo)體電極組件頂視圖；

圖8 半導(dǎo)體電極整體件頂視圖；

圖9 圖8中的半導(dǎo)體電極整體件A-A剖面示意圖；

圖10 實(shí)施方式一中的半導(dǎo)體散熱組體剖面示意圖；

圖11 實(shí)施方式二中的半導(dǎo)體電極整體件剖視圖；

圖12 鋸齒型翅片示意圖；

圖13 實(shí)施方式二中的半導(dǎo)體散熱組體剖面示意圖；

圖14 實(shí)施方式三中的半導(dǎo)體電極整體件剖面示意圖；

圖15 實(shí)施方式三中的半導(dǎo)體散熱組體示意圖；

圖16 實(shí)施例四提供的另一種半導(dǎo)體電極整體件的半導(dǎo)體電極組件的平面打散圖；

具體實(shí)施方式

為了更加清楚完整地說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案，介紹如下具體實(shí)施方式。

實(shí)施方式一

該半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體散熱組體，所述半導(dǎo)體散熱組體包括六組半導(dǎo)體電極整體件和七根扁管；所述半導(dǎo)體電極整體件與扁管相互交替層疊設(shè)置的，所述扁管表面與所述半導(dǎo)體電極整體件外表面直接接觸，并且所述扁管內(nèi)設(shè)有封閉式冷卻液通道；其中，所述半導(dǎo)體電極整體件由半導(dǎo)體電極組件和設(shè)置于所述半導(dǎo)體電極組件外側(cè)的第一絕緣層構(gòu)成，其中，所述半導(dǎo)體電極組件包括半導(dǎo)體芯片和設(shè)置于所述半導(dǎo)體芯片上下兩側(cè)的電極片。本實(shí)施例中，采用將電極極耳與電極片集成在一起的電極條，該極耳即為與外界的電連接部。

為了確保半導(dǎo)體電極整體件四周與冷卻液充分密封，在相鄰兩扁管之間分別設(shè)置第一密封件，各第一密封件對(duì)半導(dǎo)體電極整體件除極耳之外的四周或整體形成密封。

圖1、3、5為分別由電極片21、31、51和極耳22、32、52組成的電極條2、3、5示意圖，圖2、4、6示出了各電極片上焊錫層位置的示意圖。圖7~9中所示，下側(cè)電極片51上表面分別布置有一個(gè)IGBT芯片6和一個(gè)二極管芯片7，下側(cè)電極片51通過(guò)焊錫層5b與IGBT芯片6的集電極電連接，通過(guò)焊錫層5a和二極管芯片7的負(fù)極電連接；上側(cè)左電極片21通過(guò)焊錫層2b與IGBT芯片6的發(fā)射極電連接，通過(guò)焊錫層2a和二極管芯片7的正極電連接；上側(cè)右電極片31通過(guò)焊錫層3a與IGBT芯片6的柵極電連接。上側(cè)左右兩邊的電極片21、31之間也需用第二絕緣層4隔離。若上下電極片之間的間距很小，抗爬電距離不足，則需在上下電極片之間除芯片6、7之外的地方涂覆第二絕緣層4以確保上下電極片之間可靠絕緣，其中第二絕緣層4可采用絕緣硅膠。由此，即形成了半導(dǎo)體電極組件。

該半導(dǎo)體電極組件兩側(cè)預(yù)留三個(gè)與外界的電連接部，即三個(gè)極耳22、32、52。該半導(dǎo)體電極組件上，電極片21、31、51上所有外露表面均涂覆第一絕緣層1a，更為優(yōu)選地，整個(gè)半導(dǎo)體電極組件上除極耳之外其余外露表面均涂覆第一絕緣層1a，形成半導(dǎo)體電極整體件101。

如圖10所示，隔板采用多孔擠壓扁管8，內(nèi)部形成有封閉式冷卻液通道。半導(dǎo)體散熱組體由六組半導(dǎo)體電極整體件101和七根多孔擠壓扁管8交替層疊形成，即半導(dǎo)體散熱組體的最外兩側(cè)為扁管8。若第一絕緣層1a不耐冷卻液浸泡，則在每相鄰兩根扁管8之間設(shè)置第一密封件10，該密封件材料為耐防凍液的密封材料，以使得半導(dǎo)體電極整體件101與冷卻液隔離，由此，形成了半導(dǎo)體散熱組體。

本實(shí)施例還包括外殼（未示出），該外殼由左右兩半部分（或前后兩半部分）組成，外殼用于容納半導(dǎo)體散熱組體，電極條的極耳延伸于外殼之外以便與外界電連接，電極條與外殼之間做密封處理，外殼上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口。

上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體冷卻裝置，發(fā)熱芯片與冷卻液之間的傳熱途徑較短，熱阻小，且芯片兩側(cè)均得到充分的冷卻，冷卻效率高；故該半導(dǎo)體冷卻裝置體積小，功率密度非常高。并且，本實(shí)施例以全電極片替代傳統(tǒng)的綁定線（wire bond）或綁定帶（ribbon bond），電極片與芯片的接觸面更大，故電極片的載流能力更強(qiáng)，且顯著減小了寄生電感，芯片的電流沖擊更小，芯片更安全。而且，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。

實(shí)施方式二

該半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體散熱組體，所述半導(dǎo)體散熱組體由二組半導(dǎo)體電極整體件和三組與所述半導(dǎo)體電極整體件相互交替層疊設(shè)置的鋸齒形翅片組成；所述翅片部分表面與所述半導(dǎo)體電極整體件部分外表面直接接觸，并且所述翅片內(nèi)設(shè)有開(kāi)放式冷卻液通道；其中，所述半導(dǎo)體電極整體件由半導(dǎo)體電極組件和設(shè)置于所述半導(dǎo)體電極組件外側(cè)的第一絕緣層構(gòu)成，其中，所述半導(dǎo)體電極組件包括半導(dǎo)體芯片和3個(gè)設(shè)置于所述半導(dǎo)體芯片上下兩側(cè)的電極片。本實(shí)施方式中，也采用極耳與電極片集成在一起的電極條。

如圖11所示為本實(shí)施例的半導(dǎo)體電極整體件102剖面圖。下側(cè)電極片51上表面分別布置有一個(gè)IGBT芯片6和一個(gè)二極管芯片7，下側(cè)電極片51通過(guò)焊錫層5b與IGBT芯片6的集電極電連接，通過(guò)焊錫層5a和二極管芯片7的負(fù)極電連接；上側(cè)左電極片21通過(guò)焊錫層2b與IGBT芯片6的發(fā)射極電連接，通過(guò)焊錫層2a和二極管芯片7的正極電連接；上側(cè)右電極片31通過(guò)焊錫層3a與IGBT芯片6的柵極電連接。上側(cè)左右兩邊的電極片21、31之間也需用第二絕緣層4隔離。若上下電極片之間的間距很小，抗爬電距離不足，則需在上下電極片之間除芯片6、7之外的地方涂覆第二絕緣層4以確保上下電極片之間可靠絕緣，其中第二絕緣層4可采用絕緣硅膠。由此，即形成了半導(dǎo)體電極組件。

該半導(dǎo)體電極組件兩側(cè)有三個(gè)與外界的電連接部，即三個(gè)極耳22、32、52。上述半導(dǎo)體電極組件上，除三個(gè)極耳22、32、52處之外，其余所有外露表面均涂覆第一絕緣層1b，該第一絕緣層1b所用的材料是耐冷卻液浸泡的絕緣材料，比如耐冷卻液浸泡的絕緣硅膠，或者耐冷卻液浸泡的絕緣陶瓷涂料等，這些材料有瓦克絕緣硅膠Elastosil RT 728 A/B、志盛威華ZS-1091耐高溫絕緣陶瓷涂料等；由此，從而形成半導(dǎo)體電極整體件102。

本實(shí)施例還引入如圖12所示鋸齒型翅片9，將兩組上述半導(dǎo)體電極整體件102和三組翅片9交替層疊壓緊，形成如圖13所示的半導(dǎo)體散熱組體，其中翅片9中包含有開(kāi)放式冷卻液通道，翅片9同時(shí)起支撐兩側(cè)半導(dǎo)體電極整體件102作用和起強(qiáng)化換熱作用，冷卻液直接與第一絕緣層1b接觸。本實(shí)施例中，兩隔板（即翅片9）之間無(wú)需專(zhuān)門(mén)設(shè)置第一密封件10，或者說(shuō)用于密封半導(dǎo)體電極整體件102的第一密封件10為第一絕緣層1b材料。

本實(shí)施例包括外殼（未示出），該外殼由左右兩半部分（或前后兩半部分）組成，外殼用于容納半導(dǎo)體散熱組體，電極條的極耳延伸于外殼之外以便與外界電連接，電極條與外殼之間做密封處理，外殼上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口。

本實(shí)施例除了擁有實(shí)施例一所述的技術(shù)效果之外，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，冷卻液與第一絕緣層直接接觸，避免了扁管壁面的導(dǎo)熱熱阻和扁管壁面與第一絕緣層之間的接觸熱阻，故換熱效率更高，成本更低。采用耐冷卻液浸泡的絕緣硅膠作為第一絕緣層，其不僅耐溫度交變能力強(qiáng)壽命長(zhǎng)，而且同時(shí)可作為密封件，能有效隔離半導(dǎo)體電極組件與外界導(dǎo)電冷卻液。

實(shí)施方式三

本實(shí)施例部分參照實(shí)施方式二，本實(shí)施例的半導(dǎo)體電極整體件如圖14所示，下側(cè)電極片51上表面分別布置有一個(gè)IGBT芯片6和一個(gè)二極管芯片7，下側(cè)電極片51通過(guò)導(dǎo)電膠（導(dǎo)電膠均未圖示出）與IGBT芯片6的集電極電連接，通過(guò)導(dǎo)電膠和二極管芯片7的負(fù)極電連接；上側(cè)左電極片21上通過(guò)導(dǎo)電膠分別與凸臺(tái)2c、凸臺(tái)2d粘接在一起，上側(cè)右電極片31上通過(guò)導(dǎo)電膠分別與凸臺(tái)3c粘接在一起。上側(cè)左電極片21的凸臺(tái)2d通過(guò)導(dǎo)電膠與IGBT芯片6的發(fā)射極電連接，凸臺(tái)2c通過(guò)導(dǎo)電膠與二極管芯片7的正極電連接；上側(cè)右電極片31的凸臺(tái)3c通過(guò)導(dǎo)電膠與IGBT芯片6的柵極電連接。上側(cè)左右兩邊的電極片21、31之間也需用第二絕緣層4隔離。由于上下電極片之間的間距很小，抗爬電距離不足，故需在上下電極片之間除芯片6、7之外的地方涂覆第二絕緣層4以確保上下電極片之間可靠絕緣，其中第二絕緣層4可采用絕緣硅膠。由此，即形成了半導(dǎo)體電極組件。

上述電連接或者用壓接替代導(dǎo)電膠電連接，本發(fā)明所謂壓接是指通過(guò)外部壓力壓緊電極片、凸臺(tái)和芯片，使其可靠地電連接。

該半導(dǎo)體電極組件兩側(cè)預(yù)留三個(gè)與外界的電連接部，即三個(gè)極耳22、32、52。上述半導(dǎo)體電極組件上，除三個(gè)極耳22、32、52處之外，其余所有外露表面均涂覆第一絕緣層1b，該第一絕緣層1b所用的材料是耐冷卻液浸泡的絕緣材料；由此，從而形成半導(dǎo)體電極整體件103。

本實(shí)施例還引入如圖12所示鋸齒型翅片9，將兩組上述半導(dǎo)體電極整體件103和三組翅片9交替層疊壓緊，形成如圖15所示的半導(dǎo)體散熱組體，其中翅片9中包含有開(kāi)放式冷卻液通道，冷卻液直接與第一絕緣層1b接觸。

本實(shí)施例包括外殼（未示出），該外殼由左右兩半部分（或前后兩半部分）組成，外殼用于容納半導(dǎo)體散熱組體，電極條的極耳延伸于外殼之外以便與外界電連接，電極條與外殼之間做密封處理，外殼上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口。

本實(shí)施例除了擁有實(shí)施例一所示的技術(shù)效果之外，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，冷卻液與第一絕緣層直接接觸，避免了扁管壁面的導(dǎo)熱熱阻和扁管壁面與第一絕緣層之間的接觸熱阻，故換熱效率更高，成本更低。導(dǎo)電膠的膠基體材料可優(yōu)選采用硅膠，其固化溫度更低，操作工藝更簡(jiǎn)便。硅膠為彈性體抗溫度交變能力強(qiáng)，可以有效地適應(yīng)半導(dǎo)體芯片溫度交變環(huán)境，延長(zhǎng)半導(dǎo)體冷卻裝置的工作壽命。

實(shí)施方式四

本實(shí)施例提供另一種半導(dǎo)體電極整體件。如圖16中所示為其半導(dǎo)體電極組件的平面打散圖，其中點(diǎn)劃線框中為半導(dǎo)體電極組件14，為了更清楚說(shuō)明，上部電極片P3、P4、P5從半導(dǎo)體電極組件14上單獨(dú)抽離圖示出來(lái)，虛線框表述各上部電極片在半導(dǎo)體電極組件14上原來(lái)的位置。與實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體電極整體件包括5個(gè)電極片，下部有2個(gè)電極片P1、P2，上部有3個(gè)電極片P3、P4、P5，上下電極片之間設(shè)置有2個(gè)IGBT 芯片A1、A2和2個(gè)二極管芯片B1、B2。下部電極片P1分別與IGBT芯片A1的集電極、A2的發(fā)射極、二極管B1的負(fù)極和B2的正極電連接；P2與IGBT芯片A2的柵極電連接；上部電極片P3與A1的柵極電連接；P4與A1的發(fā)射極、B1的正極電連接；P5與A2的集電極、B2的負(fù)極電連接。由此，組成了包含有2個(gè)IGBT芯片和2個(gè)二極管芯片的半導(dǎo)體電極組件14；然后，在該半導(dǎo)體電極組件14上，除各極耳（未示出）之外，其余所有外露部位噴涂絕緣膠粘劑形成第一絕緣層，從而形成了半導(dǎo)體電極整體件。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變、組合、以及等效替換，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。