CN109565947B - 电子元件封装 - Google Patents

Abstract

实施例公开了一种电子元件封装，包括：壳体，包括布置在其一个表面上的流动路径；以及入口和出口，布置在壳体上，其中，流动路径包括与入口连接的第一区域和与出口连接的第二区域，第一区域包括引导件，引导件包括宽度从入口逐渐变宽的区域。

Description

电子元件封装

技术领域

本发明涉及电子元件封装。

背景技术

使用电机的混合动力车辆(例如电动车辆)包括被配置为控制电机的电机控制单元和直流(DC)到DC转换器。

DC到DC转换器是被配置为转换DC电压，并将DC变换为交流(AC) 以转换电压，并对AC进行整流以获得DC的装置。

DC到DC转换器在运行期间产生热。因此，通常使用冷却系统来驱散来自DC到DC转换器的热。然而，存在的问题是，在使高压冷却水循环或冷却水不均匀地流动的过程中产生涡流(eddies)或气泡，从而降低冷却效率。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种具有改进的冷却性能的电子元件封装。

必须根据实施例解决的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将从以下说明书中清楚地理解上面未描述的其他目的。

技术方案

本发明的一个方面提供一种电子元件封装，包括：壳体，包括设置在其一个表面上的流动路径；以及入口和出口，设置在所述壳体中，其中，流动路径包括连接到入口的第一区域和连接到出口的第二区域，第一区域包括引导件(guide)，引导件包括随着从入口到引导件的距离增加而宽度增加的区域。

第一区域可以包括连接到入口的第一锥形部。

随着从入口到第一锥形部的距离增加，第一锥形部可以变得弯曲，使得从第二区域到第一锥形部的距离增加。

第一锥形部的内侧壁可以与入口的中心轴相交。

引导件可以朝向第二区域延伸。

引导件可以包括面向入口的第一端部以及与第一端部相对设置的第二端部。

引导件可包括将第一端部和第二端部连接的弯曲部。

弯曲部的宽度可以大于第一端部和第二端部中的每一者的宽度。

第二端部可以与入口的中心轴相交。

电子元件封装可以还包括设置在壳体的另一表面上的多个电子元件。

电子元件可以包括开关、变压器(transformer)和二极管中的至少一者。

电子元件封装可以还包括覆盖所述另一表面的第一盖以及覆盖所述一个表面的第二盖。

电子元件封装可以还包括形成为从所述一个表面突出的多个散热片，其中散热片可以设置在与安装有电子元件的区域重叠的区域中。

本发明的另一方面提供一种电子元件封装，包括：壳体，所述壳体包括设置在其一个表面上的流动路径；以及设置在壳体中的入口和出口，其中，流动路径包括连接到入口的第一区域和连接到出口的第二区域，第一区域包括连接到入口的第一锥形部，并且第一锥形部变得弯曲，使得随着从入口到第一锥形部的距离增加，从第二区域到第一锥形部的距离增加。

有益效果

根据实施例，能够控制冷却水来提高冷却效率。

另外，能够减少冷却水中出现的漩涡和气泡的问题。

本发明的各种有用的优点和效果不限于以上描述，并且在描述本发明的特定实施例的过程中可被更容易地理解。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的电子元件封装的分解透视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的仰视图。

图4是用于描述被引入到冷却板中的冷却水的流动的图。

图5是示出图4的第一变型例的图。

图6是示出图4的第二变型例的图。

图7是示出第一变形例的冷却性能的仿真结果的图。

图8是示出在没有引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图。

图9是示出在安装有厚度没有变化的引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图。

图10是示出在安装有厚度具有变化的引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图。

具体实施方式

由于本发明允许各种变更和多个实施例，因此将在附图中示出具体实施例并在书面描述中详细描述。然而，其并非旨在将本发明限于特定的实施的方式，应当理解的是，不脱离本发明的精神和技术范围的所有变更、等同物和替代物都被包含在本发明中。

应当理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件，但是这些部件不应限于这些术语。这些术语仅用于使一个部件区分于另一个部件。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，第二部件可以类似地被称为第一部件。如这里所使用的，术语“和 /或”包括多个相关的所列项的组合或任意一个。

应当理解的是，当部件被称为“连接”或“耦接”到另一部件时，其可以直接连接或耦接到另一部件，或者可以存在中间部件。相反，当一个部件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一部件时，不存在中间部件。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。如这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文明确说明并非如此。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“包括有”，当在本文中使用时，指定存在所述特征、整数、步骤、操作、部件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或追加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、部件、元件和/或它们的组合。

在实施例的描述中，在任何一个部件被描述为形成在另一部件上(或下) 的情况下，这样的描述包括两个部件形成为彼此直接接触的情况、以及两个部件彼此间接接触使得一个或多个其他部件插设在该两个部件之间的情况。另外，当一个部件被描述为形成在另一部件上(或下)时，这样的描述可以包括一个部件相对于另一部件形成在上侧或下侧的情况。

本发明的示例实施例将在下面参考附图更详细地描述。无论附图标记如何，相同或相互对应的元件用相同的附图标记表示，并且将省略其冗余描述。

图1是示出根据本发明的实施例的电子元件封装的分解透视图。图2是图1的俯视图。

参考图1，电子元件封装包括：壳体100，壳体100具有形成在一侧112 上的流动路径以及设置在壳体100的另一个表面111上的多个电子元件11、 12和13；覆盖壳体100的另一个表面111的第一盖210；以及覆盖壳体100 的一个表面112的第二盖220。

可以在壳体100的一个表面112上形成用于排放由多个电子元件11、12、 13产生的热的冷却水流过的流动路径。可以在壳体100的另一个表面111上形成设置有多个元件11、12和13的空间部。

第一盖210可以耦接到壳体100的另一个表面111以覆盖多个电子元件 11、12和13。第二盖220可以耦接到一个表面112以密封流动路径。第二盖 220可以具有与流动路径的形状相对应的形状。因此，第二盖220的面积可能小于第一盖210的面积。耦接方法通过螺旋耦接来例示，但不必限于此。

电子元件封装可以是包括安装有各种电子元件的任何封装的封装。例如，电子元件封装可以是集成有诸如直流(DC)到DC转换器和交流(AC)到DC转换器的各种电子元件的封装。

在电子元件封装是DC到DC转换器的情况下，电子元件可以包括开关单元12、变压器13、整流二极管等。这些电子元件可以比其他元件产生更多的热量。参考图2，在图中电子元件封装的上侧可以是相对高温的区域R1。

由于电子元件在其工作温度范围内工作，因此快速地辐射由元件产生的热是很重要的。也就是说，封装的温度控制可对产品的可靠性具有重大影响。

具体地，在电动车辆的情况下，由于转换器将电池电压电平转换为用作在各种电压电平下工作的元件的电源的各种电压电平，因此转换器的可靠性非常重要。

壳体100可以具有四个侧表面101、102、103和104。第一侧表面101 和第二侧表面102可以彼此相对地设置，并且第三侧表面103和第四侧表面 104可以彼此相对地设置。这里，第一侧表面101可以比第三侧表面103长。

用于冷却水的入口150和出口140可以设置在第一侧表面101上。第一连接器161可以设置在入口150和出口140之间，第二连接器162可以设置在第一侧表面101和第四侧表面104相遇(meet)的角部附近。另外，由于突出部163设置在侧表面101、102、103和104相遇的角部处，因此电子元件封装可以固定到车辆等。被配置为使空气在壳体内循环的空气管道(air duct)164可以设置在第三侧表面103上。

图3是图1的仰视图，图4是用于说明被引入到冷却板中的冷却水的流动的图，图5是示出图4的第一变型例的图，图6是示出图4的第二变型例的图。

参照图3，流动路径120可以形成在壳体100的一个表面112上。流动路径120可以包括第一区域121和第二区域122，冷却水被引入到第一区域121 中，冷却水通过第二区域122排出。

第一区域121可以连接到入口150以接收冷却水，第二区域122可以连接到出口140以排出冷却水。入口150和出口140可以并排设置在壳体100 的一个侧表面上。因此，流动路径120可以具有U形。然而，入口150和出口140可以设置在壳体100的不同的侧表面上。

流动路径120可以设置在与图2的高温区域相对应的区域R2中。

多个散热片141可以设置于在高温下工作的元件所被设置的区域中。散热片141的位置和数量不特别限制。作为示例，在产生相对高的热量的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或变压器所位于的区域中，可以增加散热片141的数量。一些散热片141不仅用于降低元件的温度，而且还用作用于将元件耦接的槽。

第一区域121包括连接到入口150的第一锥形部121a。第一锥形部121a 可以随着距入口150的距离增大而变宽。第一锥形部121a可以控制被引入的冷却水的流速和/或流量。通过第一锥形部121a引入的冷却水可以冷却第一区域121和第二区域122。流经第一区域121和第二区域122的冷却水可以通过出口140排出到外部。

参照图4，随着从入口到第一锥形部121a的距离增加，第一锥形部121a 可以变得弯曲，使得从第二区域122到第一锥形部121a的距离增大。这里，在形成第一锥形部121a的侧壁中，第一侧壁124a可以与入口150的中心轴 L3相交。第一侧壁124可以是形成流动路径120的闭环(closed loop)的内侧壁，第二侧壁123可以是形成流动路径120的闭环的外侧壁。因此，第二侧壁123的长度比第一侧壁124的长度长。根据该实施例，由于随着从入口150到第一侧壁124和第二侧壁123的距离增大，第一侧壁124和第二侧壁 123变得弯曲，使得从第二区域122到第一侧壁124和第二侧壁123的距离增大，因此能够控制流速同时流动路径的宽度不会过度增大。

由于第一锥形部121a的第一侧壁124a，可以改变通过入口150引入的高压冷却水的流动方向。通过入口150引入的冷却水的初始路径可以基本上平行于中心轴L3。然而，冷却水的路径弯曲到第一锥形部121a的第一侧壁124a 弯曲的程度。

引导件130可以设置在第一区域121中。引导件130可以包括彼此相对设置的第一端部131和第二端部133、以及将第一端部131和第二端部133 连接的弯曲部132。

第一端部131可以设置成面向入口150。因此，通过入口150引入的冷却水可以被引导件130的第一端部131分开。也就是说，引导件130可以将第一锥形部121a等分，以将冷却水的移动路径分成两个路径。因此，由于流速降低并且流量变得均匀，因此能够减少涡流现象。

由于第一锥形部121a的宽度随着距入口150的距离的增大而变宽，因此能够控制流量和流速。第一端部131的宽度可以与第一锥形部121a的宽度成比例地增加。根据这种结构，第一锥形部121a的宽度可以均匀地等分。因此，通过均匀地控制流量和流速，能够抑制涡流现象，从而提高冷却性能。

弯曲部132可以从第一端部131朝向第二区域122弯曲。弯曲部132可以是成圆形的(rounded)，以与第二侧壁的圆形区域123a相对应。弯曲部132 可以控制被引入的冷却水中的被内侧壁引导的冷却水流向第二区域122。这种结构的优点在于能够加宽冷却水的流动路径并且能够在不改变入口150和出口140之间的距离的情况下控制流速和流量。

第二端部133可以与入口150的中心轴L3相交。也就是说，第二端部 133可以相对于入口150的中心轴L3朝向第二区域122突出。当第二端部133 不与入口150的中心轴L3相交时，撞击第一锥形部121a的第一侧壁124a的一些冷却水可能撞击侧壁，从而可能发生涡流。

弯曲部132可以比第一端部131和第二端部133中的每一者宽。因此，引导件130的宽度可以在延伸方向上增大和减小。当弯曲部132的宽度增加时，弯曲部132能够承受冷却水的强大的液压，并且残留在弯曲部132中的冷却水的量可以减少。

根据该实施例，由于引导件130的第一端部131，被引入的冷却水可以分割成两个水流。分割到外侧的第一水流S11根据第二侧壁123的曲率123a移动到第二区域122。因此，能够抑制涡流的发生。

另外，分割到内侧的第二水流S12可以由于第一侧壁124a而被引导到引导件130的内侧表面，并且第二水流S12的方向可以由于引导件130而朝向第二区域122改变。因此，流速变得均匀并且能够抑制涡流的发生。

在假设四边形400具有围绕流动路径120的最小尺寸的情况下，四边形 400可以包括由将第一侧表面401和第三侧表面403等分的第一虚拟线L1以及将第二侧表面402和第四侧表面404等分的第二虚拟线L2限定的四个分割区域。

四个分割区域可以包括：由第一侧表面401和第二侧表面402限定的第一分割区域301；由第一侧表面401和第四侧表面404限定的第二分割区域 302；由第四侧表面404和第三侧表面403限定的第三分割区域303；以及由第三侧表面403和第二侧表面402限定的第四分割区域304。

这里，流动路径120的第一区域121可以被限定为设置在第一分割区域 301和第四分割区域304中的区域，并且流动路径120的第二区域122可以被限定为设置在第二分割区域302和第三分割区域303中的区域。另外，第一虚拟线L1可以是入口和出口之间的中间线。

流动路径120的第一区域121的第一锥形部121a可以被限定为位于第一分割区域301中的区域。位于第二分割区域302中的第二锥形部122a可以被限定为冷却水从其中排出的区域。第二锥形部122a可以形成为具有随着第二锥形部122a变得更靠近出口而减小的宽度。

与第三分割区域303和第四分割区域304分别相对应的区域121b和122b 可以被限定为主冷却区域。主冷却区域121b和122b可以是与大多数电子元件所被设置的区域重叠的区域。如上所述，由于流经第一锥形部121a的冷却水的涡流的发生被抑制，因此能够提高主冷却区域121b和122b中的冷却效率。

第一分割区域301可以被入口150的中心轴L3分割成第一-第一分割区域和第一-第二分割区域。此外，第四分割区域304也可以被入口的中心轴L3 分割成第四-第一分割区域和第四-第二分割区域。第一-第一分割区域可以包括第一侧表面401和第二侧表面402，并且第一-第二分割区域可以仅包括第一侧表面401。此外，第四-第一分割区域可以包括第二侧面表面402和第三侧表面403，第四-第二分割区域可以仅包括第三侧表面403。

这里，引导件130的第一端部131可以设置在第一-第一分割区域中。弯曲部132可以设置在第四-第一分割区域中，第二端部133可以设置在第四- 第二分割区域中。另外，第一侧壁124a最靠近第三侧表面403的位置124b 可以设置在第四-第二分割区域中。

然而，流动路径120的形状不必限于此，而是可以进行各种修改。作为示例，可以如图5所示省略引导件130，或者可以省略流动路径120的外侧表面的圆形形状。

图7是示出第一变型例的冷却性能的仿真结果的图，图8是示出没有引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图，图9是示出安装有厚度没有变化的引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图，图10是示出安装有厚度具有变化的引导件的状态下的冷却性能的仿真结果的图。

参考图7，当第一锥形部没有弯曲并且没有引导件时，被引入的冷却水由于强压而撞击流动路径120的外侧壁S2。因此，发生涡流并且冷却性能降低。

参考图8，当第一锥形部弯曲并且流动路径的外侧是成圆形的(rounded) 时，可以看出与图7相比冷却水压力降低。这可以归因于以下事实：随着冷却水的移动行进路径改变，压力降低，并且冷却水沿着成圆形的外侧被引导。

但是，在图8中，虽然在绿色区域S4中没有直接发生涡流，但由于相对较低的流速和各种因素，很大可能产生气泡。气泡的这种增加使冷却性能降低。

参照图9，可以看出，绿色区域的面积S6与图8中的绿色区域的面积相比减小。因此，可以看出，涡流和气泡的发生被抑制从而提高冷却效率。

参照图10，可以看出，残留在引导件130中的水量减少。在图9的情况中，由于引导件130的宽度恒定，因此大量的冷却水残留在弯曲部132的凹区域S5中。然而，如图10所示，当引导件130的宽度在延伸方向上增加时，可以看出，弯曲部132的凹区域减小从而减小残留水的面积S7。

Claims (10)

1.一种电子元件封装，包括：

壳体，包括设置在其一个表面上的流动路径；以及

入口和出口，设置在所述壳体中，

其中，所述流动路径包括连接到所述入口的第一区域和连接到所述出口的第二区域，

其中，所述第一区域包括引导件，

其中，所述引导件包括随着从所述入口到所述引导件的距离增加而宽度增加的区域，

其中，所述第一区域包括连接到所述入口的第一锥形部，

其中，所述引导件包括面向所述入口的第一端部以及与所述第一端部相对设置的第二端部，

其中，所述第一端部的宽度随着距所述入口的距离的增大而变宽，

其中，所述第一锥形部变得弯曲，使得所述第一锥形部的内侧壁具有与所述入口的中心轴相交的部分，并且

其中，所述第一端部与所述入口之间的距离小于所述内侧壁的所述部分与所述入口之间的距离，

其中，随着从所述入口到所述第一锥形部的距离增加，所述第一锥形部变得弯曲，使得从所述第二区域到所述第一锥形部的距离增加。

2.根据权利要求1所述的电子元件封装，其中，所述引导件朝向所述第二区域延伸。

3.根据权利要求1所述的电子元件封装，其中，所述引导件包括将所述第一端部和所述第二端部连接的弯曲部。

4.根据权利要求3所述的电子元件封装，其中，所述弯曲部的宽度大于所述第一端部和所述第二端部中的每一者的宽度。

5.根据权利要求1所述的电子元件封装，其中，所述第二端部与所述入口的中心轴相交。

6.根据权利要求1所述的电子元件封装，还包括设置在所述壳体的另一个表面上的多个电子元件。

7.根据权利要求6所述的电子元件封装，其中，所述电子元件包括开关、变压器和二极管中的至少一者。

8.根据权利要求6所述的电子元件封装，还包括：

覆盖所述另一个表面的第一盖；以及

覆盖所述一个表面的第二盖。

9.根据权利要求6所述的电子元件封装，还包括形成为从所述一个表面突出的多个散热片，

其中，所述散热片设置在与安装有所述电子元件的区域重叠的区域中。

10.根据权利要求1所述的电子元件封装，其中，所述引导件将所述第一锥形部在所述第一锥形部的宽度方向上等分。

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