CN223844089U - 一种散热器、功率模块散热模组和车载充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热器、功率模块散热模组和车载充电机，涉及散热技术领域，其中，散热器面向热源的一侧形成有绝缘导热层，绝缘导热层包括绝缘层和金属层导热，绝缘层的第一面与散热器导热连接，绝缘层的第二面与金属层的第一面导热连接，金属层的第二面用于与热源导热连接。由于绝缘层直接与散热器导热连接，绝缘层与散热器之间没有粘胶影响导热，热阻减小；且绝缘层通过金属层与热源导热连接，金属层导热性能好，进而使得热源产生的热量可以通过金属层和绝缘层较快导热到散热器，减少热量堆积，便于散热器散热，散热效果提升。

Description

一种散热器、功率模块散热模组和车载充电机

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种散热器、功率模块散热模组和车载充电机。

背景技术

随着高科技的蓬勃发展，车载充电机不断向高集成度、小型化、高性能的方向发展。车载充电机内的电子元件，比如功率模块，在运行过程中会产生大量的热量，热量堆积导致温度升高，影响到电子元件的正常运行。为此，需要用到散热器对电子元件进行散热，以避免电子元件因大量热量积累过热而出现故障的情况。

现有技术大多采用在散热器使用粘胶粘接上导热凝胶，然后继续使用粘胶将导热凝胶的另一面粘接在电子元件上。由于导热凝胶的两面都是使用粘胶导热，热阻大，降低了散热器的散热效果，导致车载充电机内仍会有较多热量堆积，电子元件运行也有出故障的风险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种散热器、功率模块散热模组和车载充电机，旨在解决现有技术的电子元件通过绝缘导热材料粘接在散热器上，热阻大，散热效果降低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的散热器，所述散热器面向热源的一侧形成有绝缘导热层，所述绝缘导热层包括绝缘层和金属层导热，所述绝缘层的第一面与所述散热器导热连接，所述绝缘层的第二面与所述金属层的第一面导热连接，所述金属层的第二面用于与所述热源导热连接。

在一些实施方式中，所述绝缘层和所述金属层通过压接的方式设置在所述散热器面向所述热源的一侧。

在一些实施方式中，所述绝缘层为聚丙烯层。

在一些实施方式中，所述金属层为铜皮。

在一些实施方式中，所述金属层的第二面与所述热源的散热面焊接。

在一些实施方式中，所述散热器的内部设有供冷却介质流动的冷却通道；或

所述散热器背离所述热源的一侧设为散热翅片结构，所述散热翅片结构包括多个散热齿和连接板，多个所述散热齿与所述连接板连接，且多个所述散热齿间隔设置，所述连接板与所述绝缘导热层连接。

本实用新型还提出一种功率模块散热模组，包括功率模块本体和散热器，所述功率模块本体包括散热面，所述散热面与所述金属层的第二面导热连接。

在一些实施方式中，所述散热面为金属散热面，所述金属散热面与所述金属层的第二面焊接。

在一些实施方式中，所述功率模块本体为顶部散热封装的功率器件。

本实用新型还提出一种车载充电机，所述车载充电机包括功率模块散热模组。

本实用新型的技术方案通过采用在散热器面向热源的一侧形成有绝缘导热层，且绝缘层的第一面与散热器导热连接，绝缘层的第二面与金属层的第一面导热连接，金属层的第二面用于与热源导热连接。如此设置，绝缘层直接与散热器导热连接，绝缘层与散热器之间没有粘胶影响导热，热阻减小；且绝缘层可以通过金属层与热源导热连接，金属层导热性能好，进而使得热源产生的热量可以通过金属层和绝缘层较快导热到散热器，减少热量堆积，便于散热器散热，散热效果提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的散热器与热源一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的散热器与热源另一实施例的剖视图；

图3为本实用新型提供的功率模块散热模组一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型提供的功率模块散热模组又一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

100、功率模块散热模组；10、电路板；20、热源；21、主体部；22、引脚；30、金属焊层；40、散热器；41、绝缘层；42、金属层；43、冷却通道；44、散热翅片结构；440、散热齿；441、连接板。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作出创造性劳动的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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

随着高科技的蓬勃发展，车载充电机不断向高集成度、小型化、高性能的方向发展。车载充电机内的电子元件，比如功率模块，在运行过程中会产生大量的热量，热量堆积导致温度升高，影响到电子元件的正常运行。为此，需要用到散热器对电子元件进行散热，以避免电子元件因大量热量积累过热而出现故障的情况。

现有技术大多采用在散热器使用粘胶粘接上导热凝胶，然后继续使用粘胶将导热凝胶的另一面粘接在电子元件上。由于导热凝胶的两面都是使用粘胶导热，热阻大，降低了散热器的散热效果，导致车载充电机内仍会有较多热量堆积，电子元件运行也有出故障的风险。

本实用新型提出一种散热器40。请参阅图1至图4，在本实用新型一实施例中，本实用新型提出的散热器，散热器40面向热源20的一侧形成有绝缘层，绝缘层包括绝缘层41和金属层42导热，绝缘层41的第一面与散热器40导热连接，绝缘层41的第二面与金属层42的第一面导热连接，金属层42的第二面用于与热源20导热连接。

其中，绝缘层41用于将热源20与散热器40进行绝缘，避免热源20与散热器40相互电连接短路。且绝缘层41还能够将热源20产生的热量导热到散热器40上。绝缘层41可以直接形成在散热器40的表面，以减少使用粘胶将绝缘层41粘到散热器40的情况，进而使得在绝缘层41与散热器40之间没有粘胶影响导热，热阻减小。之后将金属层42与绝缘层41的第二面导热连接，以使得热源20通过金属层42与绝缘层41导热连接，热源20产生的热量通过金属层42和绝缘层41导热到散热器40上，热源20与散热器40之间无需凝胶和粘胶，大大降低了热阻，以提升散热器40的散热效果。

可选的，热源可以为功率模块。由于金属层42具有较好的导热性能，功率模块的热量可以通过金属层42和绝缘层41导热到散热器40。且功率模块可以与金属层42焊接固定，减少采用粘胶进行金属层42与功率模块的粘接，以降低热阻。其中，热源20可以为mos管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。mos管是一种场效应晶体管。mos管包括主体部21和引脚22，mos管的主体部21与金属层42导热连接，以便可以通过金属层42导热到绝缘层41，进而可以通过绝缘层41导热到散热器40。

热源也可以是电源、电路板等。电源或电路板通过金属层42和绝缘层41导热到散热器40上，以降低热阻，提升散热效果。

本实用新型的技术方案通过采用直接在散热器40面向热源20的一侧形成有绝缘导热层，且绝缘层41的第一面与散热器40导热连接，绝缘层41的第二面与金属层42的第一面导热连接，金属层42的第二面用于与热源20导热连接。如此设置，绝缘层41直接与散热器40导热连接，绝缘层41与散热器40之间没有粘胶影响导热，热阻减小；且绝缘层41可以通过金属层42与热源20导热连接，金属层42导热性能好，进而使得热源20产生的热量可以通过金属层42和绝缘层41较快导热到散热器40，减少热量堆积，便于散热器40散热，散热效果提升。

其中，绝缘层41和金属层42通过压接的方式设置在散热器40面向热源20的一侧。具体地，绝缘层41和金属层42形成于散热器40的表面，然后将绝缘层41和金属层42压到散热器40的表面，以使得绝缘层41可以直接固定在散热器40上、金属层42固定到绝缘层41上，不需要使用到粘胶，绝缘层41与散热器40之间没有粘胶影响导热，热阻减小。

在一实施例中，绝缘层41为聚丙烯层。聚丙烯层具有耐高温、良好的热稳定性的优点，且聚丙烯层热阻小。

将聚丙烯层形成于散热器40的表面，从热源20导热到金属层42的热量可以通过聚丙烯层稳定导热到散热器40，以便散热器40对热源20的热量进行降温。

在一实施例中，金属层42为铜皮。铜皮的导热系数约为401W/(m·K)。而大多数的粘胶的导热系数为0.055-0.071W/(m·K)，铜皮相较于粘胶，导热性能更好。将铜皮与热源20导热连接，热源20产生的热量可以较快地通过铜皮导热到绝缘层41，绝缘层41再导热到散热器40，铜皮的导热性能好，进而提升了导热效率。

进一步地，金属层42的第二面与热源20的散热面焊接，热源20与金属层42连接更稳定；也避免了使用粘胶，进而使得金属层42与热源20之间没有粘胶影响导热，热阻减小。

具体地，将热源20的散热面焊接于金属层42上，热源20的热量可以通过金属层42和绝缘层41传热到散热器40；且金属层42具有较好的导热性能，热源20可以通过金属层42将热量导热到散热器40，传热效率提升。

其中，参照图4，散热器40的内部设有供冷却介质流动的冷却通道43。其中，冷却通道43流动有冷却介质，以对与散热器40连接的热源20进行散热。可选的，散热器40也可以为内部安装有多个扁管的散热水道结构，冷却介质在多个扁管内流动。

为了提高散热器40的冷却性能，参照图4，冷却通道43的数量为多个，多个冷却通道43间隔设置且多个冷却通道43的端部相互连通。冷却介质在多个冷却通道43流动，流动性增强，进而可以较快地散热。热源20通过金属层42和绝缘层41导热到散热器40的表面，散热器40内的冷却介质与散热器40表面的热量进行热交换，以降低散热器40和热源20的温度。

参照图2，在另一实施例中，散热器40背离热源20的一侧设为散热翅片结构44；散热翅片结构44包括多个散热齿440和连接板441，多个散热齿440与连接板441连接，且多个散热齿440间隔设置，连接板441与绝缘层41连接。可选的，散热齿440的形状可以设置成椭圆、圆柱、直翅等形状。

本实用新型还提出一种功率模块散热模组100，该功率模块散热模组100包括功率模块本体和散热器40，该功率模块散热模组100的具体结构参照上述实施例，由于散热器40采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，功率模块本体包括散热面，散热面与金属层42的第二面导热连接。

参照图1和图3，热源20包括功率模块本体。功率模块本体具有散热面，金属层42与散热面导热连接，导热面积大，且金属层42导热性能好，以便将功率模块本体的热量通过金属层42较快地传导到散热器40，进而便于散热器40对功率模块本体进行降温。

在一实施例中，散热面为金属散热面，金属散热面与金属层42的第二面焊接，功率模块本体与金属层42连接更为稳定。

具体地，将功率模块本体的散热面设为金属散热面，金属散热面导热性能好。如此，不仅便于功率模块本体通过金属散热面可以较快地导热到金属层42，且金属散热面可以与金属层42焊接，以使得功率模块本体与金属层42连接更为稳固。

可选的，功率模块本体的金属散热面可以为铜皮。

进一步地，金属散热面与金属层42焊接形成一金属焊层30，以便功率模块本体通过金属焊层牢牢固定到金属层42上。且功率模块本体的热量可以通过金属焊层导热到金属层42。

其中，功率模块本体为顶部散热封装的功率器件，以便将功率器件运行过程中产生的热量通过功率器件底部的散热面导热到散热器40。参照图1至图4，功率模块本体包括主体部21和引脚22，引脚22与主体部21连接，引脚22可以与电路板10电信号连接；主体部21的底部具有散热面，散热面用于与金属层42的第二面导热连接。

其中，功率器件为mos管。mos管的引脚22与电路板10焊接，以实现mos管与电路板10电连接。可以将主体部21的散热面与散热器40上的金属层42焊接，以使mos管与散热器40连接，进而便于散热器40对mos管进行散热。其中，散热器40表面形成有绝缘层41，绝缘层41位于金属层42与散热器40之间；绝缘层41用以避免散热器40与mos管电连接短路的同时，将mos管产生的热量传导致散热器40，以便散热器40可以对mos管降温。

传统的功率模块散热模组在功率模块本体与散热器40之间还安装有金属基板，以便通过金属基板将功率模块本体与散热器进行固定。具体的，金属基板的一侧与功率模块本体焊接，金属基板的另一侧涂覆导热硅脂或凝胶；之后采用螺钉或者卡簧将金属基板固定到散热器，金属基板上的导热硅脂或凝胶通过粘胶粘接到散热器，以便金属基板将功率模块本体的热量传导到散热器进行散热，装配工艺复杂、固定方式繁琐、生产成本高、散热效果差。

为此，本实用新型采用将金属基板的至少部分结构设置成散热器40，金属基板的面向功率模块本体的一侧形成有绝缘层41和金属层42，功率模块本体固定连接于金属层42，以使得功率模块本体可以与金属基板上的散热器40连接。由于金属基板的部分结构设置成散热器40，无需在金属基板背离功率模块本体的一侧粘接凝胶和粘胶，缩小了功率模块本体与散热器40之间的空间，功率模块本体产生的热量能够较快传导到散热器40上，热阻减小，进而提升了功率模块散热模组100的散热性能。还不需要采用螺钉或卡簧将散热器40单独固定到金属基板上，安装工艺简化，固定方式简单，降低了生产成本。

其中，可以将传统的金属基板的部分结构设置为内部具有冷却通道43的散热器40，冷却介质在冷却通道内流动。也可以将金属基板的部分结构设置成内部安装有多个扁管的散热水道结构，冷却介质在多个扁管内流动。

还可以将金属基板的部分结构设置成散热翅片结构44，以便将金属基板直接安装到散热水道中，进而使得金属基板的散热翅片结构44和散热水道连接形成散热器40。由于金属基板形成有散热翅片结构44，只需将散热水道与散热翅片结构44相固定，无需额外将整个散热器40安装到金属基板上，热阻减小，进而提升了功率模块散热模组100的散热性能。

进一步地，功率模块散热模组100安装有电路板10，电路板10设于功率模块本体背离散热器40的一侧，电路板10与功率模块本体焊接。

在一实施例中，可以将mos管的引脚22焊接到电路板10上，以实现mos管与电路板10电连接。其中，电路板10位于mos管背离散热器40的一侧，以避免电路板10阻碍mos管安装到散热器40。

本实用新型还提出一种车载充电机，该车载充电机包括功率模块散热模组100，该功率模块散热模组100的具体结构参照上述实施例，由于本车载充电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的示例性的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，所述散热器面向热源的一侧形成有绝缘导热层，所述绝缘导热层包括绝缘层和金属层导热，所述绝缘层的第一面与所述散热器导热连接，所述绝缘层的第二面与所述金属层的第一面导热连接，所述金属层的第二面用于与所述热源导热连接。

2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述绝缘层和所述金属层通过压接的方式设置在所述散热器面向所述热源的一侧。

3.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述绝缘层为聚丙烯层。

4.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述金属层为铜皮。

5.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述金属层的第二面与所述热源的散热面焊接。

6.如权利要求1～5任一项所述的散热器，其特征在于，所述散热器的内部设有供冷却介质流动的冷却通道；或

所述散热器背离所述热源的一侧设为散热翅片结构，所述散热翅片结构包括多个散热齿和连接板，多个所述散热齿与所述连接板连接，且多个所述散热齿间隔设置，所述连接板与所述绝缘导热层连接。

7.一种功率模块散热模组，其特征在于，包括功率模块本体和权利要求1～6任一项所述的散热器，所述功率模块本体包括散热面，所述散热面与所述金属层的第二面导热连接。

8.如权利要求7所述的功率模块散热模组，其特征在于，所述散热面为金属散热面，所述金属散热面与所述金属层的第二面焊接。

9.如权利要求8所述的功率模块散热模组，其特征在于，所述功率模块本体为顶部散热封装的功率器件。

10.一种车载充电机，其特征在于，所述车载充电机包括如权利要求7～9任一项所述的功率模块散热模组。