CN216413061U - 一种强散热智能功率模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种强散热智能功率模块，包括有DBC基板，所述DBC基板包括有由上到下依次连接的第一铜层、陶瓷层、第二铜层；所述陶瓷层内阵列贯穿设有散热孔；所述散热孔内嵌入有冷却体，通过陶瓷层中散热孔的设置，解决了模块体积小散热集中导致热量难以散出的问题，实现了有效提高热量的散发性，有效提高散热效率，利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基，有效提高集成度。

Description

一种强散热智能功率模块
技术领域
本实用新型属于智能功率模块技术领域，具体涉及一种强散热智能功率模块。
背景技术
当前智能功率模块在工业、新能源等领域快速发展，并且应用端对模块的集成度，功率密度要求越来越高，小型化已经是智能功率模块的发展趋势，功率密度增加，模块体积变小，从而导致散热量较集中，且受限于材料特性，热量无法散出，不利于智能功率模块的稳定运行，同时也影响无法做出更高集成的智能功率模块，集成度低下。
实用新型内容
本申请实施例通过提供一种强散热智能功率模块，通过陶瓷层中散热孔的设置，解决了模块体积小散热集中导致热量难以散出的问题，实现了有效提高热量的散发性，有效提高散热效率，利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基，有效提高集成度。
本申请实施例提供的技术方案为：
一种强散热智能功率模块，包括有DBC基板，所述DBC基板包括有由上到下依次连接的第一铜层、陶瓷层、第二铜层；所述陶瓷层内阵列贯穿设有散热孔；所述散热孔内嵌入有冷却体。
本实用新型中，通过在DBC基板上中的陶瓷层内设置用来放置冷却体的散热孔，可有效散发DBC基板上的各类芯片产生的热量，大大提高散热性能，有利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基。通过阵列设置的散热孔，有效保证散热均匀，保证智能功率模块的稳定运行。
进一步的，所述冷却体包括有管道、装于所述管道内的制冷剂。其中，制冷剂可采用定期更换保证其散热效果；也可采用外用连接管与冷却体的管道连接进行制冷剂的流动，有效保证其散热效果，可大大减少人工维护，散热效果更佳，从而可有效保证智能功率模块的稳定运行，有效提高集成度。
进一步的，所述管道为毛细铜管。通过该设置，保证冷却剂在毛细铜管内充分发挥其冷却性能，毛细铜管的传导性能好，有效将冷散发至发热处，提高散热性能。且毛细铜管耐用，可保证其使用寿命。
进一步的，所述制冷剂为冷媒。通过该设置，有效保证冷却能力，从而提高散热效果。
进一步的，所述管道阵列设置有16-26条。相邻所述管道之间的距离为3-8mm。通过该设置，可根据智能功率模块的集成度进行灵活设置管道的数量及相邻管道之间的距离。其中，管道越多，说明冷却剂含量越高，冷却能力越大，相邻管道之间的距离越小，说明单位面积所存在的冷却剂含量越高，冷却能力越大，大大提高散热性能，满足智能功率模块的多样性。
进一步的，还包括有设于固定于所述DBC基板的注塑体、设于所述注塑体一侧的第一铜框架、相对于所述第一铜框架且位于注塑体另一侧设置的第二铜框架。通过该封装结构，有效保护DBC基板、芯片不易受损，便于整机装配，有效提高电性热能。
进一步的，还包括有设于所述DBC基板上的MCU芯片、设于所述MCU芯片一侧且位于DBC基板上的HVIC芯片、设于所述HVIC芯片一侧且位于DBC基板上的IGBT芯片、设于所述IGBT芯片一侧且位于DBC基板上的FRD芯片。通过该设置，其芯片的分布合理，有效保证智能功率模块的稳定运行，且该结构分布使得产生的热量均匀，提高散热效率。
进一步的，所述IGBT芯片与所述FRD芯片通过铝线连接，所述FRD芯片与所述第二铜框架通过铝线连接。通过该设置，有效保证芯片之间的稳定连接，同时可有效降低生产成本，简化了电路设计。
进一步的，所述MCU芯片与所述第一铜框架通过金线连接；所述MCU芯片与所述HVIC芯片通过金线连接；所述HVIC芯片与所述IGBT芯片通过金线连接。通过该设置，有效提高模块之间的信息传递，提高智能功率模块的传输性能，且保证使用寿命。且电路设计材料大大简化。
其中，上述智能功率模块的生产步骤为：步骤一，生产含冷却体的DBC基板，并对DBC基板进行刷锡膏，且对DBC基板通过蚀刻的方式蚀刻出需要的电路图以及用来焊接芯片的基岛；步骤二，将各个芯片贴至DBC基板上相对应的基岛上；步骤三，将芯片依次采用真空回流焊的方式焊接在DBC基板上；步骤四，将铝线相应焊接在芯片之间，用于相应芯片之间的连接；步骤五，将金线相应焊接在芯片之间，用于相应芯片之间的连接；步骤六，进行切筋作业；步骤八，进行测试。
本实用新型的有益效果：
通过陶瓷层中散热孔的设置，解决了模块体积小散热集中导致热量难以散出的问题，实现了有效提高热量的散发性，有效提高散热性能，利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基，有效提高集成度。
附图说明
图1为本实用新型剖视结构示意图；
图2为本实用新型中DBC基板的表面示意图。
图中标记：DBC基板1，第一铜层11，陶瓷层12，散热孔121，第二铜层13，基岛14；注塑体2；第一铜框架31，第二铜框架32；MCU芯片4；HVIC芯片5；IGBT芯片6；FRD芯片7；铝线8；金线9。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
为便于本领域技术人员理解本实用新型，下面将结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述。
如图1-2中所示，本实用新型一实施例提供的一种强散热智能功率模块，包括有DBC基板1，所述DBC基板1包括有由上到下依次连接的第一铜层11、陶瓷层12、第二铜层13；所述陶瓷层12内阵列贯穿设有散热孔121；所述散热孔121内嵌入有冷却体。
本实用新型中，通过在DBC基板1上中的陶瓷层12内设置用来放置冷却体的散热孔121，可有效散发DBC基板1上的各类芯片产生的热量，大大提高散热性能，有利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基。通过阵列设置的散热孔121，有效保证散热均匀，保证智能功率模块的稳定运行。
在其中一实施例中，所述冷却体包括有管道、装于所述管道内的制冷剂。其中，制冷剂可采用定期更换保证其散热效果；也可采用外用连接管与冷却体的管道连接进行制冷剂的流动，有效保证其散热效果，可大大减少人工维护，散热效果更佳，从而可有效保证智能功率模块的稳定运行，有效提高集成度。
在其中一实施例中，所述管道为毛细铜管。通过该设置，保证冷却剂在毛细铜管内充分发挥其冷却性能，毛细铜管的传导性能好，有效将冷散发至发热处，提高散热性能。且毛细铜管耐用，可保证其使用寿命。
在其中一实施例中，所述制冷剂为冷媒。通过该设置，有效保证冷却能力，从而提高散热效果。
在其中一实施例中，所述管道阵列设置有16-26条。相邻所述管道之间的距离为3-8mm。通过该设置，可根据智能功率模块的集成度进行灵活设置管道的数量及相邻管道之间的距离。其中，管道越多，说明冷却剂含量越高，冷却能力越大，相邻管道之间的距离越小，说明单位面积所存在的冷却剂含量越高，冷却能力越大，大大提高散热性能，满足智能功率模块的多样性。
在其中一实施例中，还包括有设于固定于所述DBC基板1的注塑体2、设于所述注塑体2一侧的第一铜框架31、相对于所述第一铜框架31且位于注塑体2另一侧设置的第二铜框架32。通过该封装结构，有效保护DBC基板1、芯片不易受损，便于整机装配，有效提高电性热能。
在其中一实施例中，还包括有设于所述DBC基板1上的MCU芯片4、设于所述MCU芯片4一侧且位于DBC基板1上的HVIC芯片5、设于所述HVIC芯片5一侧且位于DBC基板1上的IGBT芯片6、设于所述IGBT芯片6一侧且位于DBC基板1上的FRD芯片7。通过该设置，其芯片的分布合理，有效保证智能功率模块的稳定运行，且该结构分布使得产生的热量均匀，提高散热效率。
在其中一实施例中，所述IGBT芯片6与所述FRD芯片7通过铝线8连接，所述FRD芯片7与所述第二铜框架32通过铝线8连接。通过该设置，有效保证芯片之间的稳定连接，同时可有效降低生产成本，简化了电路设计。
在其中一实施例中，所述MCU芯片4与所述第一铜框架31通过金线9连接；所述MCU芯片4与所述HVIC芯片5通过金线9连接；所述HVIC芯片5与所述IGBT芯片6通过金线9连接。通过该设置，有效提高模块之间的信息传递，提高智能功率模块的传输性能，且保证使用寿命。且电路设计材料大大简化。
其中，上述智能功率模块的生产步骤为：步骤一，生产含冷却体的DBC基板1，并对DBC基板1进行刷锡膏，且对DBC基板1通过蚀刻的方式蚀刻出需要的电路图以及用来焊接芯片的基岛14；步骤二，将各个芯片贴至DBC基板1上相对应的基岛14上；步骤三，将芯片依次采用真空回流焊的方式焊接在DBC基板1上；步骤四，将铝线8相应焊接在芯片之间，用于相应芯片之间的连接；步骤五，将金线9相应焊接在芯片之间，用于相应芯片之间的连接；步骤六，进行切筋作业；步骤八，进行测试。
本实用新型的有益效果：
通过陶瓷层12中散热孔121的设置，解决了模块体积小散热集中导致热量难以散出的问题，实现了有效提高热量的散发性，有效提高散热性能，利于智能功率模块的稳定运行，同时有效保证智能功率模块的使用寿命，且为做出更高集成的打下良好根基，有效提高集成度。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (10)

1.一种强散热智能功率模块，其特征在于，包括有DBC基板，所述DBC基板包括有由上到下依次连接的第一铜层、陶瓷层、第二铜层；所述陶瓷层内阵列贯穿设有散热孔；所述散热孔内嵌入有冷却体。
2.根据权利要求1所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述冷却体包括有管道、装于所述管道内的制冷剂。
3.根据权利要求2所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述管道为毛细铜管。
4.根据权利要求2所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述制冷剂为冷媒。
5.根据权利要求2所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述管道阵列设置有16-26条。
6.根据权利要求5所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，相邻所述管道之间的距离为3-8mm。
7.根据权利要求1所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，还包括有设于固定于所述DBC基板的注塑体、设于所述注塑体一侧的第一铜框架、相对于所述第一铜框架且位于注塑体另一侧设置的第二铜框架。
8.根据权利要求7所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，还包括有设于所述DBC基板上的MCU芯片、设于所述MCU芯片一侧且位于DBC基板上的HVIC芯片、设于所述HVIC芯片一侧且位于DBC基板上的IGBT芯片、设于所述IGBT芯片一侧且位于DBC基板上的FRD芯片。
9.根据权利要求8所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述IGBT芯片与所述FRD芯片通过铝线连接，所述FRD芯片与所述第二铜框架通过铝线连接。
10.根据权利要求8所述的一种强散热智能功率模块，其特征在于，所述MCU芯片与所述第一铜框架通过金线连接；所述MCU芯片与所述HVIC芯片通过金线连接；所述HVIC芯片与所述IGBT芯片通过金线连接。
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