本技術(shù)涉及功率模塊，尤其涉及一種超薄散熱型功率模塊。

背景技術(shù)：

1、作為大功率變換器的關(guān)鍵部件，功率模塊更加趨向于高功率、高集成度發(fā)展，功率模塊也因其高頻傳導和開合而不斷集中產(chǎn)生大量的熱量，影響器件的性能。目前大部分的功率模塊的失效原因都與其自身產(chǎn)生的熱量有關(guān)。如果沒有有效的散熱方式，模塊溫度將很快達到甚至超過結(jié)溫(如150℃)，嚴重影響功率模塊的工作性能、安全性及可靠性，使功率模塊的開斷速度、通態(tài)壓降、電流拖尾時間、關(guān)斷電壓尖峰和損耗等性能指標變差，溫度過高甚至會導致整個器件乃至整個系統(tǒng)模塊的損壞，對功率模塊的安全性和可靠性構(gòu)成嚴重威脅。因此，為了確保功率模塊安全和穩(wěn)定的工作，必須要解決功率模塊散熱的問題。

2、現(xiàn)有的功率模塊是將功率芯片、功率端子和鍵合線布局在dbc板上后，通過焊料與散熱基板焊接來達到散熱的目的。而現(xiàn)有的散熱基板通常主要包括針式散熱基板、平底散熱基板。針式散熱基板具備針翅結(jié)構(gòu)，平底散熱基板是傳統(tǒng)領(lǐng)域功率半導體模塊的通用散熱結(jié)構(gòu)，主要作用是將功率模塊熱量向外傳遞，并為功率模塊提供機械支撐。但無論是針式散熱基板還是平底散熱基板，其散熱途徑均為：功率芯片結(jié)溫→dbc基板→散熱基板。采用上述方式散熱時熱阻層較多，雖然結(jié)合液冷散熱的效果較好，但仍然無法滿足大功率的功率模塊的需求。此外，這種功率模塊的體積較大，所占空間也就需要增加，不利于功率模塊的在汽車電極上的應(yīng)用，成本也比較高。

3、在實現(xiàn)本實用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

4、現(xiàn)有的功率模塊的體積較大，且熱阻層較多，導致功率模塊的散熱效率低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于提供一種超薄散熱型功率模塊，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的功率模塊的體積較大，且熱阻層較多，導致功率模塊的散熱效率低的技術(shù)問題。本實用新型提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見下文闡述。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案：

3、本實用新型提供的一種超薄散熱型功率模塊，包括：功率組件及散熱組件，所述功率組件設(shè)置在所述散熱組件上；

4、所述功率組件包括金屬層和設(shè)置在所述金屬層上方的功率元件，所述金屬層設(shè)置在所述散熱組件上。

5、優(yōu)選的，所述散熱組件包括導熱件和流動槽，所述導熱件位于所述金屬層和所述流動槽之間；

6、所述導熱件用于接收所述功率組件產(chǎn)生的熱量，所述流動槽用于輸送冷卻介質(zhì)，將所述導熱件接收的熱量帶出。

7、優(yōu)選的，所述導熱件的材料為陶瓷。

8、優(yōu)選的，所述導熱件包括導熱板和至少一個凸棱，所述至少一個凸棱均勻設(shè)置在所述導熱板上，且相鄰兩個所述凸棱之間形成用于所述冷卻介質(zhì)流動的通道；

9、所述導熱板與所述凸棱為一體結(jié)構(gòu)。

10、優(yōu)選的，所述流動槽的大小與所述導熱板的大小相契合；

11、所述凸棱的高度低于所述流動槽的深度。

12、優(yōu)選的，所述凸棱的形狀為圓柱形、橢圓柱形、s形條狀體或長條形體。

13、優(yōu)選的，所述流動槽的對邊兩側(cè)設(shè)置有至少一對輸入管口和輸出管口，所述輸入管口用于輸入冷卻介質(zhì)，所述輸出管口用于輸出冷卻介質(zhì)；

14、所述輸入管口和輸出管口的管口位置與所述凸棱平行。

15、優(yōu)選的，所述金屬層通過密封膠或高溫固化膠與所述導熱板連接；

16、所述流動槽通過密封膠、高溫固化膠、螺紋或螺栓的方式與所述導熱板連接。

17、優(yōu)選的，所述功率元件包括多個功率芯片和多個功率端子，多個所述功率芯片和多個所述功率端子均通過焊料與所述金屬層連接；

18、相鄰的所述功率端子和所述功率芯片之間通過鍵合線連接，相鄰兩個所述功率芯片之間通過鍵合線連接。

19、優(yōu)選的，所述功率模塊還包括用于封裝所述金屬層、多個所述功率芯片和多個所述功率端子的封裝膠體。

20、實施本實用新型上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點或有益效果：

21、本實用新型中的功率元件直接通過金屬層與散熱組件連接，減少了傳統(tǒng)功率模塊中的熱阻層，大幅增加了散熱效果和散熱效率，同時減小了功率模塊體積，實現(xiàn)功率模塊的輕薄化。

技術(shù)特征：

1.一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，包括：功率組件(1)及散熱組件(2)，所述功率組件(1)設(shè)置在所述散熱組件(2)上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述導熱件(21)的材料為陶瓷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述凸棱(212)的形狀為圓柱形、橢圓柱形、s形條狀體或長條形體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述流動槽(22)的對邊兩側(cè)設(shè)置有至少一對輸入管口(23)和輸出管口(24)，所述輸入管口(23)用于輸入冷卻介質(zhì)，所述輸出管口(24)用于輸出冷卻介質(zhì)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述金屬層(11)通過密封膠或高溫固化膠與所述導熱板(211)連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述功率元件(12)包括多個功率芯片和多個功率端子，多個所述功率芯片和多個所述功率端子均通過焊料(14)與所述金屬層(11)連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超薄散熱型功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括用于封裝所述金屬層(11)、多個所述功率芯片和多個所述功率端子的封裝膠體(3)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種超薄散熱型功率模塊，涉及功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有的功率模塊的體積較大，且熱阻層較多，導致功率模塊的散熱效率低的技術(shù)問題。該裝置包括：功率組件及散熱組件，所述功率組件設(shè)置在所述散熱組件上；所述功率組件包括金屬層和設(shè)置在所述金屬層上方的功率元件，所述金屬層設(shè)置在所述散熱組件上。本技術(shù)中的功率元件直接通過金屬層與散熱組件連接，減少了傳統(tǒng)功率模塊中的熱阻層，大幅增加了散熱效果和散熱效率，同時減小了功率模塊體積，實現(xiàn)功率模塊的輕薄化。

技術(shù)研發(fā)人員：段金熾,廖光朝
受保護的技術(shù)使用者：重慶云潼科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231225
技術(shù)公布日：2025/1/9