功率器件安装结构及电源变换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种功率器件安装结构及电源变换器，所述功率器件安装结构包括安装面以及绝缘介质，且所述安装面位于机壳；所述机壳内具有冷却液通道，且所述安装面位于所述冷却液通道的外侧；所述绝缘介质包括陶瓷基板，且所述陶瓷基板包括背向设置且表面平整的第一面和第二面；所述陶瓷基板的第一面通过第一导热粘接胶层固定在所述安装面，所述功率器件的发热面通过第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的第二面。本实用新型专利技术通过导热粘接胶层实现了绝缘介质和功率器件的固定，并通过冷却液通道加强散热，避免了传统的压片和螺钉锁紧方式带来的陶瓷基片碎裂问题，同时也解决了因爬电距离而预留空间的问题，缩小了产品体积。

【技术实现步骤摘要】
功率器件安装结构及电源变换器
本技术涉及电源变换领域，更具体地说，涉及一种功率器件安装结构及电源变换器。
技术介绍
目前，在很多电源变换设备中，功率器件主要采用压片加螺钉的方式固定到机壳上，且机壳与功率器件之间采用绝缘材料(如绝缘膜、陶瓷基片、矽胶帽套等)进行绝缘处理。但上述功率器件的安装结构存在如下缺陷：(1)需要用压片和螺钉，安装尺寸比较大；(2)若功率器件与机壳之间如果采用陶瓷基片做绝缘，在螺钉锁紧压条的过程中，容易出现陶瓷基片破损，从而导致绝缘安规问题；(3)若功率器件与机壳之间采用矽胶帽套或绝缘膜，虽然可以避免陶瓷基片破裂引起的绝缘安规问题，但由于绝缘膜和矽胶帽套热阻大、导热系数低(≤5W/m.k)，无法满足大功率设计的散热要求；(4)由于压片需要螺钉锁紧后才能提供压力，且螺钉和压片都采用金属，功率器件在高压情况下工作时，就需要在功率器件与金属压条之间做好绝缘措施，才能满足安规要求，使得螺钉、压片占用机壳内的较大空间，无法满足产品小型化的需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对上述功率器件安装尺寸较大、无法兼顾绝缘安规风险及散热要求的问题，提供一种功率器件安装结构及电源变换器。本技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种功率器件安装结构，包括安装面以及绝缘介质，且所述安装面位于机壳；所述机壳内具有冷却液通道，且所述安装面位于所述冷却液通道的外侧；所述绝缘介质包括陶瓷基板，且所述陶瓷基板包括背向设置且表面平整的第一面和第二面；所述陶瓷基板的第一面通过第一导热粘接胶层固定在所述安装面，所述功率器件的发热面通过第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的第二面。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述陶瓷基板的第二面具有多个和所述陶瓷基板一体成型并间隔设置的第一挡墙，且相邻的所述第一挡墙之间形成安装槽；所述功率器件通过所述第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的安装槽内。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述机壳包括底壁或侧壁，且所述底壁或侧壁上具有至少一个与所述底壁或侧壁一体的基墙，所述安装面位于所述基墙；所述冷却液通道的至少一部分位于所述基墙内。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述基墙内的冷却液通道涵盖所述安装面的绝缘介质固定部的内侧。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述基墙的两个相背的侧面各包括一个安装面，所述冷却液通道包括分别与所述两个安装面对应的两个冷却液支路；或者所述安装面位于所述基墙的顶面。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述陶瓷基板为矩形，且多个第一挡墙分别沿垂直于所述陶瓷基板的长边方向设置；所述第一挡墙突出于所述陶瓷基板的第二面的尺寸大于所述功率器件的厚度，且所述第一挡墙的长度大于所述功率器件的长度。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述陶瓷基板上具有与所述陶瓷基板、第一挡墙一体成型的第二挡墙，且所述第二挡墙沿所述陶瓷基板的长度方向设置；每一所述第一挡墙的一个端部抵接于所述第二挡墙的侧壁上，且所述第二挡墙和相邻的所述第一挡墙之间形成所述安装槽；所述功率器件的引脚从所述安装槽远离第二挡墙的一端延伸到所述安装槽外。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述陶瓷基板的第二面具有多个安装槽，且每一所述安装槽内固定有至少一个功率器件；所述多个安装槽内的功率器件的引脚朝向同一方向，且所述引脚延伸到所述基墙的顶面上方；所述安装结构还包括位于所述基墙的顶面上方的印刷电路板，所述多个功率器件的引脚焊接到所述印刷电路板。在本技术所述的功率器件安装结构中，所述基墙垂直于所述机壳的底壁或侧壁，所述印刷电路板垂直于所述基墙的顶面；所述机壳的底壁或侧壁上具有多个垂直于所述底壁或侧壁的安装柱，且所述印刷电路板固定在所述安装柱上。本技术还提供一种电源变换器，包括机壳、功率器件以及如上所述的功率器件安装结构。本技术的功率器件安装结构及电源变换器具有以下有益效果：通过导热粘接胶层实现了绝缘介质和功率器件的固定，并通过冷却液通道加强散热，避免了传统的压片和螺钉锁紧方式带来的陶瓷基片碎裂问题，同时也解决了因爬电距离而预留空间的问题，缩小了产品体积。附图说明图1是本技术功率器件安装结构实施例的示意图；图2是本技术功率器件安装结构实施例中功率器件、绝缘介质以及机壳结合的示意图；图3是本技术功率器件安装结构中绝缘介质的示意图；图4是本技术功率器件安装结构中，绝缘介质上功率器件的爬电距离的示意图；图5是本技术功率器件安装结构贴附于绝缘介质的示意图；图6是本技术功率器件安装结构另一实施例的示意图；图7是本技术功率器件安装结构又一实施例的示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1-3所示，是本技术功率器件安装结构实施例的示意图，该功率器件安装结构可应用于具有功率器件的电源变换器，其可将功率器件安装到电源变换器的机壳，并通过机壳1将功率器件2工作时产生的热量及时散去。上述功率器件具体可以是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)或其他半导体开关元件。本实施例中的功率器件安装结构包括位于机壳1的安装面111以及绝缘介质3，上述机壳1可由具有较好导热性能的金属材料加工而成，且安装面111的表面平整。为提高散热效果，机壳1内还具有冷却液通道13，且安装面111位于冷却液通道13的外侧。绝缘介质3的导热系数大于20W/m.k，该绝缘介质3包括陶瓷基板31(厚度可以为0.5～2mm)，且该陶瓷基板31包括背向设置且表面平整的第一面和第二面，且上述第一面和第二面在陶瓷基板31上背向设置并相互平行。陶瓷基板31的第一面通过第一导热粘接胶层4固定在机壳1的安装面111，功率器件2的发热面则通过第二导热粘接胶层5固定在陶瓷基板31的第二面。上述陶瓷基板31的第一面通过第一导热粘接胶层4固定在机壳1的安装面111上，功率器件2的发热面通过第二导热粘接胶层5固定在陶瓷基板31的第二面。这样，功率器件2在工作时产生的热量通过热交换经由第二导热粘接胶层5、绝缘介质3、第一导热粘接胶层4传导到机壳1，并通过冷却液通道13内的冷却液快速散热。为满足功率器件2的散热要求，上述第一导热粘接胶层4和第二导热粘接胶层5的导热系数≥0.3W/m.k，并且第一导热粘接胶层4和第二导热粘接胶层5的抗拉强度≥1Mpa、搭接剪切强度≥1MPa，以保证绝缘介质3和功率器件2的固定强度。当第一导热粘接胶层4和第二导热粘接胶层5固化后，功率器件2即固定在了机壳1上。上述功率器件安装结构通过在功率器件2和绝缘介质3之间使用第二导热粘接胶层5、在绝缘介质3和机壳1之间使用第一导热粘接胶层4将功率器件2、绝缘介质3及机壳1固定在一起，实现导热和固定双重功能，避免传统的压片和螺钉锁紧方式带来的陶瓷基片碎裂问题，同时也解决了压条和螺钉占用大量机壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件安装结构，其特征在于，包括安装面以及绝缘介质，且所述安装面位于机壳；所述机壳内具有冷却液通道，且所述安装面位于所述冷却液通道的外侧；所述绝缘介质包括陶瓷基板，且所述陶瓷基板包括背向设置且表面平整的第一面和第二面；所述陶瓷基板的第一面通过第一导热粘接胶层固定在所述安装面，所述功率器件的发热面通过第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的第二面。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件安装结构，其特征在于，包括安装面以及绝缘介质，且所述安装面位于机壳；所述机壳内具有冷却液通道，且所述安装面位于所述冷却液通道的外侧；所述绝缘介质包括陶瓷基板，且所述陶瓷基板包括背向设置且表面平整的第一面和第二面；所述陶瓷基板的第一面通过第一导热粘接胶层固定在所述安装面，所述功率器件的发热面通过第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的第二面。2.根据权利要求1所述的功率器件安装结构，其特征在于，所述陶瓷基板的第二面具有多个和所述陶瓷基板一体成型并间隔设置的第一挡墙，且相邻的所述第一挡墙之间形成安装槽；所述功率器件通过所述第二导热粘接胶层固定在陶瓷基板的安装槽内。3.根据权利要求2所述的功率器件安装结构，其特征在于，所述机壳包括底壁或侧壁，且所述底壁或侧壁上具有至少一个与所述底壁或侧壁一体的基墙，所述安装面位于所述基墙；所述冷却液通道的至少一部分位于所述基墙内。4.根据权利要求3所述的功率器件安装结构，其特征在于，所述基墙内的冷却液通道涵盖所述安装面的绝缘介质固定部的内侧。5.根据权利要求3所述的功率器件安装结构，其特征在于，所述基墙的两个相背的侧面各包括一个安装面，所述冷却液通道包括分别与所述两个安装面对应的两个冷却液支路；或者所述安装面位于所述基墙的顶面。6.根据权利要求4所述的功率器件安装结构，其特征在于，所述陶瓷基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍波，
申请(专利权)人：苏州汇川联合动力系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32