功率模块和具有其的车辆制造技术

本发明专利技术公开了一种功率模块和具有其的车辆，其中功率模块包括：壳体，壳体内限定有容纳腔，容纳腔内充设有绝缘材料；功率芯片、相对设置的第一散热基板和第二散热基板，功率芯片和第一散热基板和第二散热基板均位于容纳腔内且被绝缘材料包覆，第一散热基板和第二散热基板分别设在功率芯片的上下表面上，第二散热基板上引出有集电极，第一散热基板上引出有发射极，功率芯片上引出有门极。根据本发明专利技术实施例的功率模块，功率芯片的上下表面可以实现同时散热，大大地增强了功率模块的散热能力，从而提高了功率模块的可靠性，而通过在壳体内设置绝缘材料，可以起到了电气绝缘的作用，使壳体内的各器件不受干扰、保证各自独立的电气特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子制造领域，更具体地，涉及一种功率模块和具有其的车辆。
技术介绍
伴随国家节能减排的号召、纯电动汽车、混合动力汽车的发展迅速，电动汽车用大功率IGBT模块被广泛应用。随着半导体技术的发展及产品成本降低的要求，芯片的功率密度要求越来越大，而模块的体积要求越来越小，由于汽车用大功率IGBT模块在工作中会产作较多热量，功率芯片的结温上升。相关技术中的功率模块普遍采用单面散热的方式，如在IGBT模块的基板涂导热硅脂，安装到散热器上，并且采用金属键合线连接的方式，当模块长期工作于高温条件下时，会导致键合线脱落，模块失效。可见，单面冷却方式不能使功率模块及时散热，会大大地影响功率模块的性能，缩短模块的使用寿命，甚至发生模块烧毁，因此，人们对功率模块的散热提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种功率模块，该功率模块的结构简单、散热性能好、可靠性高。本专利技术还提出一种具有上述功率模块的车辆。根据本专利技术第一方面实施例的功率模块，包括：壳体，所述壳体内限定有容纳腔，所述容纳腔内充设有绝缘材料；功率芯片、相对设置的第一散热基板和第二散热基板，所述功率芯片和所述第一散热基板和第二散热基板均位于所述容纳腔内被所述绝缘材料包覆，所述第一散热基板和第二散热基板分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述第二散热基板上引出有集电极，所述第一散热基板上引出有发射极，所述功率芯片上引出有门极。根据本专利技术实施例的功率模块，通过在功率芯片的上下表面上分别设置第一散热基板和第二散热基板，使功率芯片的上下表面可以实现同时散热，大大地增强了功率模块的散热能力，从而提高了功率模块的可靠性，延长了功率模块的使用寿命，而通过在壳体内设置绝缘材料，并使绝缘材料包覆功率芯片、第一散热基板和第二散热基板，可以起到了电气绝缘的作用，使壳体内的各器件不受干扰、保证各自独立的电气特性。根据本专利技术第二方面实施例的车辆，包括根据上述实施例所述的功率模块。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的功率模块的结构示意图；图2是根据本专利技术又一个实施例的功率模块的结构示意图。附图标记：功率模块100；壳体10；容纳腔11；入口12；出口13；功率芯片20；门极21；焊料22；第一散热基板30；发射极31；散热部32(42)；散热齿321(421)；第二散热基板40；集电极41；第一连接垫50；支撑柱60。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面首先结合附图1和图2具体描述根据本专利技术第一方面实施例的功率模块100。根据本专利技术实施例的功率模块100包括壳体10、功率芯片20、第一散热基板30和第二散热基板40。具体而言，壳体10内限定有容纳腔11，容纳腔11内充设有绝缘材料，从而起到电气绝缘的作用，功率芯片20、相对设置的第一散热基板30和第二散热基板40，功率芯片20和第一散热基板30和第二散热基板40均位于容纳腔11内且被绝缘材料包覆，第一散热基板30和第二散热基板40分别设在功率芯片20的上下表面上，第二散热基板40上引出有集电极41，第一散热基板30上引出有发射极31，功率芯片上引出有门极21。具体地，如图1所示，功率模块100主要由壳体10、功率芯片20、第一散热基板30和第二散热基板40组成。其中，功率芯片20、第一散热基板30和第二散热基板40均沿水平方向(如图1所示的左右方向)延伸且布置在壳体10内，而第一散热基板30和第二散热基板40分别设在功率芯片20的上下两侧，可以理解的是，功率芯片20的上表面与第一散热基板30的下表面焊接相连，而功率芯片20的下表面与第二散热基板30的上表面焊接相连，即功率芯片20的上表面和下表面分别通过焊料22与第一散热基板30和第二散热基板40实现连接。可选地，第一散热基板30和第二散热基板40的材料可以为铜、铝硅碳或铝，当然，本专利技术并不限于此，第一散热基板30和第二散热基板40须具有散热好、与功率芯片20以及其他电器件连接和导电性好等的特点。其中，第二散热基板40上设有伸出壳体10外的集电极41，也就是说，集电极41通过第二散热基板40与功率芯片20的背面(如图1所示的下表面)实现电连接，而功率芯片20的正面(如图1所示的上表面)上设有伸出壳体10外的门极21，该门极21与功率芯片20的上表面实现电连接，第一散热基板30上设有伸出壳体10外的发射极31，发射极31也与功率芯片20的上表面电连接。由此，根据本专利技术实施例的功率模块100，通过在功率芯片20的上下表面上分别设置第一散热基板30和第二散热基板40，使功率芯片20的上下表面可以实现同时散热，大大地增强了功率模块100的散热能力，从而提高了功率模块100的可靠性，延长了功率模块100的使用寿命，而通过在壳体10内设置绝缘材料，并使绝缘材料包覆功率芯片20、第一散热基板30和第二散热基板40，可以起到了电气绝缘的作用，使壳体10内的各器件不受干扰、保证各自独立的电气特性。在本专利技术的一些具体实施方式中，第一散热基板30和第二散热基板40与功率芯片20相背的一侧分别设有散热部32(42)，具体地，如图2所示，第一散热基板30的上表面和第二散热基板40的下表面分别设有散热部32(42)，从而可以增大功率模块100的散热面积，使功率芯片20的上表面和下表面均得到散热，提高功率模块100的散热效率。而相关技术中的功率模块的功率芯片只能通过单面的散热基板实现散热，并且相关技术中的芯片上表面为硅凝胶，与金属材料相比导热率较低，使得功率芯片的散热性低、使用寿命短。可选地，每个散热部32(42)形成为多个沿相应的第一散热基板30或第二散热基板40的长度方向布置的散热齿321(421)。也就是说，第一散热基板30的上表面上的散热部32和第二散热基板40的下表面上的散热部42均形成为多个散热齿321(421)，多个散热齿321(421)分别沿第一散热基板30和第二散热基板40的长度方向(如图2所示的左右方向)间隔开布置，由此，通过在第一散热基板30和第二散热基板40与功率芯片20相背的一侧分别设置多个散热齿321(421)，大大地增加了散热部32(42)与外界流体对流的散热面积，从而提高了功率模块100的散热能力，进一步提高了功率模块100的可靠性。其中，根据本专利技术的一个实施例，绝缘材料为绝缘导热冷却液，壳体10内充满绝缘导热冷却液。这样，壳体10内的绝缘导热冷却液可以与第一散热基板30和第二散热基板40上的多个散热齿321(421)充分接触，增强多个散热齿321(421)与周围的绝缘导热冷却液的热交换，既起到电气绝缘的作用，又可以提高功率模块100的散热能力和可靠性。进一步地，壳体10具有入口12和出口13，入口12和出口13分别与容纳腔11连通以构造出绝缘导热冷却液循环的流动通道(未示出)。具体地，如图1和图2所示，壳体10上具有相互连通的入口12和出口13，入口12和出口13分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内限定有容纳腔，所述容纳腔内充设有绝缘材料；功率芯片、相对设置的第一散热基板和第二散热基板，所述功率芯片和所述第一散热基板和第二散热基板均位于所述容纳腔内且被所述绝缘材料包覆，所述第一散热基板和第二散热基板分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述第二散热基板上引出有集电极，所述第一散热基板上引出有发射极，所述功率芯片上引出有门极。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内限定有容纳腔，所述容纳腔内充设有绝缘材料；功率芯片、相对设置的第一散热基板和第二散热基板，所述功率芯片和所述第一散热基板和第二散热基板均位于所述容纳腔内且被所述绝缘材料包覆，所述第一散热基板和第二散热基板分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述第二散热基板上引出有集电极，所述第一散热基板上引出有发射极，所述功率芯片上引出有门极。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一散热基板和第二散热基板相背的一侧分别设有散热部。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，每个所述散热部形成为多个沿相应的所述第一散热基板或第二散热基板的长度方向布置的散热齿。4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述绝缘材料为绝缘导热冷却液，所述壳体内充满所述绝缘导热冷却液。5.根据权利要求4所述的功率模...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢芳芳，曾秋莲，李慧，薛鹏辉，杨钦耀，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44