IGBT作為新型功率半導(dǎo)體器件，在如今的軌道交通、新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)等新興領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。而溫度過(guò)高導(dǎo)致的熱應(yīng)力會(huì)造成IGBT功率模塊失效，這時(shí)合理的散熱設(shè)計(jì)與通暢的散熱通道，能有效減少模塊的內(nèi)部熱量，進(jìn)而滿足模塊的指標(biāo)性要求，因此IGBT功率模塊穩(wěn)定性離不開(kāi)良好的熱管理。

車(chē)規(guī)級(jí)IGBT功率模塊通常采用液冷散熱，液冷散熱又分為間接液冷散熱和直接液冷散熱。

間接液冷散熱采用平底散熱基板，基板下涂一層導(dǎo)熱硅脂，緊貼在液冷板上，然后液冷板內(nèi)通冷卻液，散熱路徑是：芯片-DBC基板-平底散熱基板-導(dǎo)熱硅脂-液冷板-冷卻液。芯片為發(fā)熱源，熱量主要通過(guò)DBC基板、平底散熱基板、導(dǎo)熱硅脂傳導(dǎo)至液冷板，液冷板再通過(guò)液冷對(duì)流的方式將熱量排出。

導(dǎo)熱硅脂在 IGBT 典型應(yīng)用中的作用，如下圖所示：

硅芯片焊接在直接鍵合銅 (DBC) 層上，由夾在兩個(gè)銅層之間的氮化鋁層組成。DBC 層焊接到銅底板上，導(dǎo)熱硅脂用于底板和散熱器之間的界面。

導(dǎo)熱硅脂是降低界面接觸熱阻的導(dǎo)熱材料，厚度可達(dá)100微米（粘合線厚度或BLT），導(dǎo)熱系數(shù)在0.4到10W/m·K之間?？蓽p輕功率器件與散熱器之間因空氣間隙導(dǎo)致的接觸熱阻，平衡界面之間的溫差。合理選擇熱界面材料導(dǎo)熱硅脂，能夠保護(hù)IGBT模塊安全穩(wěn)定運(yùn)行。

直接液冷散熱采用的是針式散熱基板，位于功率模塊底部的散熱基板增加了針翅狀散熱結(jié)構(gòu)，可直接加上密封圈通過(guò)冷卻液散熱，散熱路徑為芯片-DBC 基板-針式散熱基板-冷卻液，無(wú)需使用導(dǎo)熱硅脂。該種方式使得 IGBT 功率模塊與冷卻液直接接觸，模塊整體熱阻值可降低 30%左右，且針翅結(jié)構(gòu)很大程度提高了散熱表面積，散熱效率因此大幅提高，IGBT 功率模塊功率密度也可以設(shè)計(jì)的更高。