CN112582359B - 一种支架及功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支架及功率模块，该支架包括两根以上的流道管和两块以上的流道板；流道管具有沿轴向贯穿设置的主流道以及贯穿流道管的侧壁的分流道；流道板包括本体和两个以上的滑套，本体的内部具有散热流道，滑套设置在对应的本体上，且滑套具有贯穿滑套的侧壁并与对应的本体的散热流道连通的连接流道；两根以上的流道管的轴线相互平行；流道板上的任一个滑套配合在对应的一根流道管上，且滑套上的连接流道与对应的流道管上的对应的分流道连通。该支架根据需求灵活调节相邻流道板之间的距离，可适配不同厚度的功率器件；通过调节流道板的数量，可适用于具有不同功率器件数量的功率模块，具有良好的装配便利性。

Description

一种支架及功率模块
技术领域
本发明涉及到电子元件领域，具体涉及到一种支架及功率模块。
背景技术
近年来，随着电力电子系统朝着高频率、高功率密度的方向发展，双面封装功率器件的应用越来越频繁，其使用的传统平面散热器具有体积大、重量重、端子安装复杂等不足，而普遍的夹片式散热器则由于散热片采用焊接固定的方式进行设置，散热片间距不能改变，故不适用于不同厚度的双面封装功率器件，在实际应用中较为不便，因此需对双面封装功率器件的散热结构进行重新设计。
发明内容
针对于现有散热结构的不足，本发明提供了一种支架及功率模块，该支架根据需求灵活调节相邻流道板之间的距离，可适配不同厚度的功率器件；该支架还可根据功率模块中的功率器件的数量变化，相应的调节流道板的数量并在相邻的两块流道板中置入功率器件，以形成叠层结构的功率模块，具有良好的实用性和装配便利性。
相应的，本发明提供的支架包括两根以上的流道管和两块以上的流道板；
所述流道管具有沿轴向贯穿设置的主流道以及贯穿所述流道管的侧壁的分流道，所述流道管上的分流道的数量与所述流道板的数量相对应；
所述流道板包括本体和两个以上的滑套，所述本体的内部具有散热流道，所述滑套设置在对应的本体上，且所述滑套具有贯穿所述滑套的侧壁并与对应的本体的散热流道连通的连接流道；
所述两根以上的流道管的轴线相互平行，所述流道板中的滑套的数量与所述流道管的数量对应设置；
所述流道板上的任一个所述滑套配合在对应的一根所述流道管上，且所述滑套上的连接流道与对应的流道管上的对应的分流道连通。
可选的实施方式，在所述两块以上的流道板中，任意两块相邻的流道板之间设置有弹性件，所述弹性件的两端分别连接在对应的相邻的两块流道板上。
可选的实施方式，所述分流道为沿对应的流道管的轴向延伸的长槽结构；
与所述分流道对应的滑套能够沿对应的流道管在预设运动区间内滑动。
可选的实施方式，所述滑套的轴向两端的外壁分别开有连接螺纹，且所述滑套的轴向两端分别自端面起开有若干道缺口；
所述滑套的一端基于对应的若干道缺口分割为若干片夹片，所述若干片夹片基于锁紧螺丝夹紧在所述流道管上。
可选的实施方式，所述锁紧螺丝在轴向远离对应的滑套的一侧设置有朝对应的流道管方向延伸的卡位结构；
在所述卡位结构与所述锁紧螺丝所对应的滑套之间设置有密封垫圈。
可选的实施方式，所述流道管基于若干节单元管连接形成。
可选的实施方式，所述滑套与对应的流道管为一体结构。
可选的实施方式，所述支架还包括电连接柱；
所述电连接柱设置在所述流道板的一侧，且所述电连接柱的轴线与所述流道管的轴线平行；
所述电连接柱沿轴向设置有电连接槽，所述电连接槽的内壁上设置有连接线路；
所述电连接槽上设置有若干个电连接开口，所述电连接开口的开口方向朝向所述流道板的一侧。
可选的实施方式，所述支架还包括若干个连接构件；
所述连接构件在朝向所述电连接柱的一侧设置有滑块，所述滑块从对应的一个电连接开口伸入至所述电连接槽并滑动配合在所述电连接槽中；
所述连接构件在朝向所述流道板的一侧设置有连接头，所述连接头具有开口朝向所述流道板的配合槽，所述配合槽的内壁上设置有金属弹片；
所述金属弹片与所述连接线路电性连接。
相应的，本发明提供了一种功率模块，包括任一项所述的支架和若干个功率器件；
所述若干个功率器件中的任一个功率器件设置在所述若干块流道板中的其中两块相邻的流道板之间，且所述若干个功率器件中的任一个功率器件的顶面和底面分别与对应的两块流道板接触。
可选的实施方式，所述若干个功率器件中的任一个功率器件中的外伸引脚与对应的电连接柱的连接线路电性连接。
可选的实施方式，所述若干个功率器件中的任一个功率器件中的外伸引脚基于对应的配合槽与对应的电连接柱的连接线路电性连接。
综上，本发明实施例提供了一种支架及功率模块，该支架通过可调节间距的流道板结构，能够很好的适配多种不同厚度的功率器件，提高其适配范围；针对可调节间距的流道板结构，相应的对流道管及相关结构进行结构改进，以保证支架整体能够基于冷却液进行冷却，增加其散热性能；电连接柱及相关结构的设置，有利于功率器件的外伸引脚的连接，加快功率模块的装配效率。
附图说明
图1为本发明实施例的功率模块的三维结构示意图；
图2为本发明实施例的功率模块的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例的功率模块的A-A截面的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例的功率模块的主视结构示意图；
图5为本发明实施例的功率模块的D-D截面的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例的功率模块的三维结构示意图；
图2示出了本发明实施例的功率模块的俯视结构示意图；
图3示出了本发明实施例的功率模块的A-A截面的剖面结构示意图，由于该视图为对称结构，采用相应的省略画法；
图4示出了本发明实施例的功率模块的主视结构示意图；
图5示出了本发明实施例的功率模块的D-D截面的剖面结构示意图，由于该视图主要用于示出电连接柱的内部结构，采用相应的省略画法。
具体的，本发明提供了一种功率模块，该功率模块包括支架以及功率器件30，具体的，功率器件30为具有外伸引脚301的芯片，外伸引脚301从功率器件30的侧面引出，功率器件30的顶面与底面为平坦面，用于与本发明实施例的支架相适配。
相应的，参照附图图1，本发明实施例的支架包括两根以上的流道管20和两块以上的流道板10。
参照附图图3，所述流道管20具有沿轴向贯穿设置的主流道210以及贯穿所述流道管的侧壁的分流道211，所述流道管20上的分流道211的数量与所述流道板10的数量相对应。
所述流道板10包括本体101和两个以上的滑套102，所述本体101的内部具有散热流道110，所述滑套102设置在对应的本体101上，且所述滑套102具有贯穿所述滑套102的侧壁并与对应的本体101的散热流道110连通的连接流道111。具体的，本发明实施例所述的滑套102的结构特征包括：具有轴向的通孔以与流道管20相配合、具有贯穿侧壁的连接流道111以供散热流道110和分流道211相连通；由此可见，实质上，滑套102可以理解为本体101上的一个开孔，该开孔具有对应的连接流道111；本发明实施例为了便于描述，将其拆封为本体101和滑套102两个独立部件。
参照附图图1，所述两根以上的流道20的轴线相互平行，所述流道板10中的滑套102的数量与所述流道管20的数量对应设置，具体的，此处对应设置的意思为，理论上，滑套102本质为散热流道110的出口或入口，流道板10上的滑套102数量在设计时，滑套102与散热流道110的结构设置是相关联的，具体使用中，为了达到散热流道110的结构的最好散热效果，每一个滑套102都是需要利用上的；相应的，为了充分使用每一个滑套102，相应的，每一个滑套102应该都有流道管20与其对应；具体实施中，在不要求最佳的散热效果时，理论上，对于散热流道110而言，只需最少一个入口和最少一个出口即可满足其使用要求，相应的，所需使用的滑套102数量最少为两个(多余的滑套102可使用堵孔构建进行封堵)，相应的，对应的流道管20的数量至少为两根。因此，本发明实施例所述的对应关系是根据实际使用需求决定的。
参照附图图3，所述流道板10上的任一个所述滑套102配合在对应的一根所述流道管20上，且所述滑套102上的连接流道111与对应的流道管20上的对应的分流道211连通。
具体实施中，该支架可根据功率器件30的大小在一定范围内调节相邻两块流道板10之间的距离，使功率器件30的顶面和底面可贴合在对应的流道板上，可利用同一型号尺寸的支架灵活的组装出不同类型的功率模块，具有良好的适配性能和组装便利性。
进一步的，为了保证功率器件30和流道板之间的贴合紧密性，可选的，在所述两块以上的流道板10中，任意两块相邻的流道板10之间设置有弹性件40，所述弹性件40的两端分别连接在对应的相邻的两块流道板10上。具体的，为了保证作用力的均匀性，弹性件40的数量可以为两个以上，且弹性件40的布置位置可均匀的分布在功率器件30的四周。
进一步的，参照附图图3，为了保证分流道211和对应的连接流道111之间的连通，可选的，所述分流道211为沿对应的流道管20的轴向延伸的长槽结构(长槽结构的长槽与对应的滑套的活动区间相关联)；与所述分流道211对应的滑套102能够沿对应的流道管20在预设运动区间内滑动，相应的，在滑套102的滑动过程中，分流道211始终与连接流道111保持连通。
进一步的，参照附图图3，为了保证流道板10与流道管20的连接稳定性(在功率模块组装完成后)，所述滑套102的轴向两端的外壁分别开有连接螺纹，且所述滑套102的轴向两端分别自端面起开有若干道缺口；
所述滑套102的一端基于对应的若干道缺口分割为若干片夹片，由于缺口的存在，若干片夹片在无约束状态下略微外扩(或与流道管贴合)，夹片与流道管之间无太大的约束力；在滑套102需要固定其在流道管20上的位置时，所述若干片夹片基于锁紧螺丝201夹紧在所述流道管20上。
相应的，由于锁紧螺丝201与连接螺纹的配合可达到一定的防水功能，因此，在锁紧螺丝201与连接螺纹的连接位置上水冷液不易发生泄露，相应的，在锁紧螺丝201相对于对应的连接螺纹的另一侧，则较为容易发生水冷液泄露；因此，可选的，所述锁紧螺丝201在轴向远离对应的滑套102的一侧设置有朝对应的流道管20方向延伸的卡位结构；在所述卡位结构与所述锁紧螺丝201所对应的滑套102之间设置有密封垫圈202，以避免水冷液从该侧流出。
进一步的，从以上说明可知，本发明实施例的支架的流道板10可根据需求进行无限量的增加，相应的，只需改变流道管20的长度即可，相应的，为了便于调整流道管20的长度，可选的，所述流道管20可基于若干节单元管连接形成，在具体实施中，根据需求使用相应数量的单元管连接形成所需长度的流道管20，以提高功率模块的组装便利性。
进一步的，由于两块相邻的流道板10之间的距离调节可基于移动其中一块流道板10实现，因此，对于另一流道板10而言，该流道板10可采用与流道管20固结的实施方式，可选的，所述滑套102与对应的流道管20为一体结构(如附图图3中位于底部的流道板结构所示)。
此外，需要说明的是，主流道210的两端可根据实施情况封闭其中一端，只保留一端作为冷却液的入口或出口，在实际使用时，往至少一根的流道管20的主流道210内通入冷却液，冷却液经过流道板的散热流道后，从至少一根的流道管20的主流道210流出，实现冷却液的循环。
具体的，上述结构的支架解决了功率器件的散热问题，具体实施中，由于功率器件还需要与外部的电路进行电性连接，相应的，为了便于外部的电性连接，可选的，参照附图图1和图5，所述支架还包括电连接柱50；所述电连接柱50设置在所述流道板10的一侧，且所述电连接柱50的轴线与所述流道管20的轴线平行；所述电连接柱50沿轴向设置有电连接槽501，所述电连接槽501的内壁上设置有连接线路503(连接线路仅以粗实线示出，以表示电路走向，具体实施结构可根据实际情况实施)；所述电连接槽501上设置有若干个电连接开口502，所述电连接开口502的开口方向朝向所述流道板10的一侧。
具体实施中，功率器件30的外伸引脚301可直接伸入至电连接槽501中，与对应的连接线路503接触实现导通。
相应的，为了便于功率器件30的外伸引脚301与电连接柱50之间的连接，所述支架还包括若干个连接构件60。
所述连接构件60在朝向所述电连接柱50的一侧设置有滑块601，所述滑块601从对应的一个电连接开口502伸入至所述电连接槽501并滑动配合在所述电连接槽501中；所述连接构件60在朝向所述流道板10的一侧设置有连接头602，所述连接头602具有开口朝向所述流道板10的配合槽，所述配合槽10的内壁上设置有金属弹片603；所述金属弹片603与所述连接线路503电性连接。在金属弹片603的作用下，当功率器件30的外伸引脚301伸入配合槽时，外伸引脚301上的连接孔(原用于接线的连接孔)可被卡在金属弹片603上；连接构件60本身能够基于滑块601滑动配合在电连接槽501中，在电连接开口502的限位下，连接构件60可适当的滑动运动，以适配不同高度的外伸引脚301。
综上，本发明实施例提供了一种支架及功率模块，该支架通过可调节间距的流道板结构，能够很好的适配多种不同厚度的功率器件，提高其适配范围；针对可调节间距的流道板结构，相应的对流道管及相关结构进行结构改进，以保证支架整体能够基于冷却液进行冷却，增加其散热性能；电连接柱及相关结构的设置，有利于功率器件的外伸引脚的连接，加快功率模块的装配效率。
以上对本发明实施例所提供的一种支架及功率模块进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种支架，其特征在于，包括两根以上的流道管和两块以上的流道板；
所述流道管具有沿轴向贯穿所述流道管的主流道以及贯穿所述流道管的侧壁的分流道，所述流道管上的分流道的数量与所述流道板的数量相对应；
所述流道板包括本体和两个以上的滑套，所述本体的内部具有散热流道，所述滑套设置在对应的本体上，且所述滑套具有贯穿所述滑套的侧壁并与对应的本体的散热流道连通的连接流道；
所述两根以上的流道管的轴线相互平行，一块所述流道板中的滑套的数量与所述流道管的数量相对应；
所述流道板上的任一个所述滑套配合在对应的一根所述流道管上，且所述滑套上的连接流道与对应的流道管上的对应的分流道连通；
所述支架还包括电连接柱；
所述电连接柱设置在所述流道板的一侧，且所述电连接柱的轴线与所述流道管的轴线平行；
所述电连接柱沿轴向设置有电连接槽，所述电连接槽的内壁上设置有连接线路；
所述电连接槽上设置有若干个电连接开口，所述电连接开口的开口方向朝向所述流道板的一侧；
所述支架还包括若干个连接构件；
所述连接构件在朝向所述电连接柱的一侧设置有滑块，所述滑块从对应的一个电连接开口伸入至所述电连接槽并滑动配合在所述电连接槽中；
所述连接构件在朝向所述流道板的一侧设置有连接头，所述连接头具有开口朝向所述流道板的配合槽，所述配合槽的内壁上设置有金属弹片；
所述金属弹片与所述连接线路电性连接。
2.如权利要求1所述的支架，其特征在于，在所述两块以上的流道板中，任意两块相邻的流道板之间设置有弹性件，所述弹性件的两端分别连接在对应的相邻的两块流道板上。
3.如权利要求1所述的支架，其特征在于，所述分流道为沿对应的流道管的轴向延伸的长槽结构。
4.如权利要求1所述的支架，其特征在于，所述滑套的轴向两端的外壁分别开有连接螺纹，且所述滑套的轴向两端分别自端面起开有若干道缺口；
所述滑套的任一端基于对应的若干道缺口形成若干片夹片，所述若干片夹片基于锁紧螺丝夹紧在所述流道管上。
5.如权利要求4所述的支架，其特征在于，所述锁紧螺丝在轴向远离对应的滑套的一侧设置有朝对应的流道管方向延伸的卡位结构；
在所述卡位结构与所述锁紧螺丝所对应的滑套之间设置有密封垫圈。
6.如权利要求1所述的支架，其特征在于，所述流道管基于若干节单元管连接形成。
7.如权利要求1所述的支架，其特征在于，在所述两块以上的流道板中，至少一块所述流道板的滑套与对应的流道管为一体结构。
8.一种功率模块，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的支架和若干个功率器件；
所述若干个功率器件中的任一个功率器件设置在所述两块以上的流道板中的其中两块相邻的流道板之间，且所述若干个功率器件中的任一个功率器件的顶面和底面分别与对应的两块流道板接触。
9.如权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述若干个功率器件中的任一个功率器件中的外伸引脚与对应的电连接柱的连接线路电性连接。
10.如权利要求9所述的功率模块，其特征在于，所述若干个功率器件中的任一个功率器件中的外伸引脚基于对应的配合槽与对应的电连接柱的连接线路电性连接。
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