本发明专利技术提供一种电功率模块(14)，包括功率晶体管(15)和用于控制所述功率晶体管(15)的控制组件(17)，具体而言，所述模块(14)通过热传导来冷却。本发明专利技术的所述模块还包括：承载所述功率晶体管的AMB/Si3N4型主基板(16)，这一主基板(16)自身通过被设置在所述模块(14)中以与承载结构(21)直接接触来构成用于散发所述功率晶体管(15)所产生的热量的散热底板，所述承载结构(21)通过在所述模块(24)就位时进行传导来提供冷却；以及承载所述控制组件(17)的陶瓷基板(18)，这一陶瓷基板(18)自身由所述主基板(16)承载。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种电功率模块(14)，包括功率晶体管(15)和用于控制所述功率晶体管(15)的控制组件(17)，具体而言，所述模块(14)通过热传导来冷却。本专利技术的所述模块还包括：承载所述功率晶体管的AMB/Si3N4型主基板(16)，这一主基板(16)自身通过被设置在所述模块(14)中以与承载结构(21)直接接触来构成用于散发所述功率晶体管(15)所产生的热量的散热底板，所述承载结构(21)通过在所述模块(24)就位时进行传导来提供冷却；以及承载所述控制组件(17)的陶瓷基板(18)，这一陶瓷基板(18)自身由所述主基板(16)承载。【专利说明】电功率模块设置本专利技术涉及被设计成通过使其与它所控制的致动器相邻而用在航空类应用中的电功率模块，这需要严峻环境中的高可靠性以及低重量和低体积。
技术介绍
这样的反相器模块被设计成置于电源与电磁致动器之间，用于将电功率信号注入致动器的电马达，所述功率信号具有依赖于发送给该模块的命令的且随时间变化的频率。 作为示例，这一类型的模块可被用来根据命令以及可持续变化的工作条件来移动飞机的副翼或其他空气动力学元件。 在实践中，这样的模块接收控制指令，并且根据这些指令，它调整递送给致动器的功率信号的频率以及所述功率信号的其他参数。 这样的模块(其一部分在图1的图解剖面中示出并在本文中被称为I)包括由功率基板3承载的功率晶体管2，功率基板3自身由铜底板4承载以散发功率晶体管所产生的热量。它还包括控制功率晶体管的控制组件6和与其他组件9 一起提供的接口卡8，控制组件6被另一基板7承载。 如在图1中可见的，承载控制组件6的基板7位于由承载它们的功率基板3和底板4所形成的组装件上方，同时也与所述组装件间隔开，从而使得可能减少将控制组件连接到功率晶体管2的连接11的长度。 功率基板3 (它们一般是直接敷铜/铝氧化物(DBC/A1203)类型)在它们的顶面上具有用于接纳功率晶体管2的铜轨且它们的底面敷有铜。 每一功率基板3通过焊接到铜底板4的顶面而紧固到所述底板，并且所述铜底板2的相对面邻接载体结构，所述载体结构构成用于通过在组装件就位双时通过传导来冷却模块I的热阱，所述模块的最热部分是其功率晶体管。 专利技术目的 本专利技术的目标是提出一种在可靠性、紧致性、以及重量方面比已知模块更令人满意的电功率模块结构。 专利技术概要 为此，本专利技术提供了一种电功率模块，包括功率晶体管以及用于控制所述功率晶体管的控制组件，所述模块通过热传导来冷却，并且所述电功率模块特征在于它还包括: -承载功率晶体管的活性金属接合/氮化硅(AMB/Si3N4)型主基板，这一主基板自身通过设置在所述模块中以与承载结构直接接触来构成用于散发功率晶体管所产生的热量的散热底板，所述承载结构通过在所述模块就位时进行传导提供冷却；以及 -承载所述控制组件的陶瓷基板，这一陶瓷基板自身由所述主基板承载。 使用这一设置，附加的铜层不再是必需的，因为散热通过承载所有功率晶体管的基板来直接提供。所述模块的组件的数量因而减少，从而使得提高其可靠性、降低其重量以及提高其紧致性成为可能。 本专利技术还提供以上定义的模块，其中主基板的轨道以及主基板所承载的陶瓷基板的轨道通过导线互连，这些导线中的每一个的一端接合到主基板的轨道以及另一端接合到陶瓷基板的轨道。 本专利技术还提供以上定义的模块，其中所述陶瓷基板是厚层氧化铝类型。 本专利技术还提供以上定义的模块，进一步包括功率连接垫，功率连接垫中的每一个是一条传导金属板的形式，该金属板条被切出并折叠以容纳夹紧卡式螺母，每一个垫通过将构成它的经折叠的金属板条的一端或多端接合到主基板的轨道来被紧固到所述基板，每一螺母被设置成接纳紧固螺栓以将电源部件紧固到该垫。 本专利技术还提供以上定义的模块，进一步包括由铜层和Kapton层构成的叠层部件形式的并具有孔形式的端子的功率总线，这一总线通过穿过所述模块并旋紧到所述垫上的紧固螺栓来被紧固到所述模块的其余部分。 本专利技术通过以上定义的模块，包括金属机架，并且其中所述功率总线具有在所述总线就位时紧靠所述机架的铜层，以此方式与机架进行协作来构成法拉第笼。 附图简述 图1 (以上描述)是从现有技术已知的模块设置的局部图解剖视图； 图2是本专利技术的设置的局部图解剖视图； 图3是示出由本专利技术的模块的主基板承载的功率连接垫的视图； 图4是示出连接到本专利技术的模块的功率总线的功率连接垫的视图； 图5是本专利技术的模块的功率连接垫的俯视立体图； 图6是本专利技术的模块的功率连接垫的俯视立体图； 图7是本专利技术的功率模块的功率总线的俯视图； 图8是示出构成其堆叠的各层的本专利技术的模块的功率总线的分解视图；以及 图9是本专利技术的模块的功率总线的立体图。 【具体实施方式】 本专利技术的基本概念是将合适的单个共同主基板上的各功率晶体管编组在一起，以避免对附加散热底板的需求。这使得降低所得组装件的尺寸和重量成为可能，同时还消除了由将功率基板焊接到铜底板上所引起的可靠性不确定性。 这样的焊接造成已知模块的由于这些模块遭受的不同膨胀而引起的故障源，从而将焊接压迫到使其破裂的点或的确破坏它的点。 更确切地，根据本专利技术，支撑功率晶体管的主基板是单个AMB/Si3N4型基板。这一类型的基板具有使其随工作周期增加机械和热强度的机械和热特性，使得它还可构成散热底板而没有被降级的风险。 在本专利技术的在图2中图解地示出的并且在此中被称为14的模块中，构成所述模块的功率桥的各功率晶体管15由AMB/Si3N4型的共同主基板14来承载，该AMB/Si3N4型主基板在其顶面上提供铜轨且其底面也由铜制成。 为了进一步提高紧致性，控制组件17及其相关联的电源电路(它控制功率晶体管15)以及还有温度探针都由陶瓷18制成的基板来承载，陶瓷基板自身由主基板16直接承载，同时被粘合到主基板。 有利地，陶瓷基板18是厚层氧化铝类型，以具有良好的热传导性，从而便于有效排除控制组件所产生的热量。 所有功率晶体管和控制它们的所有组件因而在由主基板16构成的同一共同支撑件上被编组在一起，主基板16还担当散热底板。 如图2所示，控制组件17经由接合线19连接到功率晶体管15，接合线19将位于陶瓷基板18的顶面上的轨道连接到位于主基板15的顶面上的轨道。 在现有技术中，每一功率晶体管15通过直接接合(焊接)到功率基板16的轨道来连接到所述轨道，并且它经由接合(焊接)到晶体管的顶面以及所述轨道的导线来连接到所述基板的顶面的另一轨道，所使用的功率晶体管是不具有保护封装的晶体管。 如图2所示，主基板16被直接抵靠承载结构21安装，在本专利技术的模块就位时承载结构21形成热阱，以此方式来有效地冷却功率晶体管。换言之，在本专利技术的组装件的底部的主基板还构成所述模块的散热底板。 另外，陶瓷基板所承载的控制组件在物理上非常接近它们控制的功率晶体管，从而给予该系统更好的功能行为。 承载其他组件23的接口卡22可被置于由功率基板16与它所承载的各元件(即，功率晶体管、陶瓷基板、以及各控制组件)构成的组装件的上方。这一接口卡22随后与由主基板16及它所承载的各元件构成的组装件间隔开，同时与该组装件平行地延本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电功率模块(14)，包括功率晶体管(15)和用于控制所述功率晶体管(15)的控制组件(17)，所述模块(14)通过热传导来冷却，且所述电功率模块的特征在于它进一步包括：承载所述功率晶体管的AMB/Si3N4型主基板(16)，该主基板(16)自身通过被设置在所述模块(14)中以与承载结构(21)直接接触来构成用于散发所述功率晶体管(15)所产生的热量的散热底板，所述承载结构(21)通过在所述模块(24)就位时进行传导来提供冷却；以及承载所述控制组件(17)的陶瓷基板(18)，这一陶瓷基板(18)自身由所述主基板(16)承载。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·罗什，
申请(专利权)人：萨甘安全防护公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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