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；功率芯片和两个平板热管，功率芯片和两个平板热管均设在容纳腔内且被绝缘材料包覆；每个平板热管具有冷凝部和蒸发部，两个平板热管的蒸发部分别设在功率芯片的上下表面上，功率芯片和每个平板热管上均引出有电极，电极伸出壳体外。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，增强了功率模块的散热能力，提高功率模块的可靠性，再者，该功率模块省去了相关技术中的覆铜陶瓷基板，使得结构简单、生产工序简易，而通过在壳体内设置绝缘材料，可以起到电气绝缘的作用，使壳体内的各器件保证独立的电气特性。

【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
功率半导体模块是将多只半导体芯片按一定的电路结构封装在一起的器件。在一个功率模块里，功率芯片及二极管芯片被集成到一块共同的安装底板上，且功率半导体模块的功率器件与其安装底板相互绝缘。相关技术中的IGBT模块的具体封装结构是：芯片下表面直接连接在DBC基板上，连有DBC基板的芯片再与散热底板进行连接，具体地，表面金属化的芯片采用细的铝制键接线用键接方式实现电气连接。再者，相关技术中的IGBT模块大的散热形式大都采用对芯片一侧的散热板进行液体冷却的方式。这种功率半导体模块由多层材料组成，结构较复杂，各层膨胀系数不同，多层的结构阻碍了散热，且底板散热能力有限，整个模块热阻大，严重地降低了功率半导体模块的使用寿命。
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、散热性好、可靠性高。本专利技术还提出一种具有上述功率芯片的车辆。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；功率芯片和两个平板热管，所述功率芯片和所述两个平板热管均设在所述容纳腔内且被所述绝缘材料包覆；每个所述平板热管具有冷凝部和蒸发部，两个所述平板热管的蒸发部分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述功率芯片和每个所述平板热管上均引出有电极，所述电极伸出所述壳体外。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平板热管，并将每个平板热管的蒸发部与功率芯片的表面相连，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，从而提高功率模块的可靠性，延长功率模块的使用寿命，再者，该功率模块省去了相关技术中的覆铜陶瓷基板，使得结构简单、生产工序简易，可以大大地提高功率模块的生产效率，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和两个平板热管，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；图3是根据本专利技术实施例的功率模块的平板热管的结构示意图。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；平板热管30；本体部31；冷凝部311；蒸发部312；散热部32；散热片321；集电极33；发射极34；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至图3具体描述根据本专利技术第一方面实施例的功率模块100。如图1所示，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和两个平板热管30。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(未示出)，功率芯片20和两个平板热管30均设在容纳腔11内且被绝缘材料包覆，其中，该绝缘材料可以为硅胶类材料，也可以为具有绝缘导热性质的冷却液，从而可以对壳体10内的各器件进行快速散热，并且还可以起到电气绝缘的作用，每个平板热管30具有冷凝部311和蒸发部312，两个平板热管30的蒸发部312分别设在功率芯片20的上下表面上，功率芯片20和每个平板热管30上均引出有电极，电极伸出壳体10外。换言之，功率模块100主要由壳体10、功率芯片20和两个平板热管30组成。其中，功率芯片20以及两个平板热管30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，而两个平板热管30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的上表面与两个平板热管30中的一个的下表面焊接相连，而功率芯片20的下表面与另一个平板热管30的上表面焊接相连。即两个平板热管30分别通过焊料22与功率芯片20的上表面和下表面实现连接。其中，位于功率芯片20下方的平板热管30上设有伸出壳体10的集电极33，也就是说，集电极33通过平板热管30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)和位于功率芯片20上方的平板热管30上设有伸出壳体10外的门极21和发射极34，发射极31与门极21也分别与功率芯片20电连接。进一步地，每个平板热管30上分别设有蒸发部312和冷凝部311，平板热管30利用管内工作介质在蒸发部312蒸发后在冷凝部311冷凝的相变过程、对功率芯片20的热量进行快速传导，从而达到散热的效果。可选地，蒸发部312和冷凝部311设在平板热管30的相对的两个侧壁上，具体地，如图1所示，两个平板热管30的蒸发部312分别与功率芯片20的上表面和下表面焊接相连，而两个冷凝部311分别设在位于功率芯片20上方的平板热管30的上表面和位于功率芯片20下方的平板热管30的下表面，当功率模块100在正常工作过程中，两个平板热管30的蒸发部312分别与功率芯片20的上表面和下表面进行热交换，从而使功率芯片20的上表面和下表面达到同时散热的效果，提高了功率模块100的散热性能。而相关技术中的功率模块的功率芯片多采用单面散热的方式，首先需焊接在覆铜陶瓷基板上，然后再在覆铜陶瓷基板上焊接散热板，结构较复杂、散热效果较差，并且该功率模块的生产工序复杂，生产效率较低。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平板热管30，并将每个平板热管30的蒸发部312与功率芯片20的表面相连，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，从而提高功率模块100的可靠性，延长功率模块100的使用寿命，再者，该功率模块100省去了相关技术中的覆铜陶瓷基板，使得结构简单、生产工序简易，可以大大地提高功率模块100的生产效率，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和两个平板热管30，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，平板热管30包括本体部31和散热部32。具体而言，本体部31的一侧表面形成为蒸发部312，本体部31的与蒸发部312相对的另一侧表面形成为冷凝部311，蒸发部312与功率芯片20相连，散热部32设在冷凝部311上。也就是说，平板热管30主要由本体部31和散热部32组成，其中，本体部31的相对的两个侧表面分别形成蒸发部312和冷凝部311，而散热部32设在冷凝部311上且与冷凝部311相连。具体地，如图3所示，平板热管30的本体部31形成为沿水平方向(如图3所示的左右方向)延伸的板体，其中本体部31的下表面形成蒸发部312，而本体部31的上表面形成冷凝部311，散热部32设在本体部31的上表面。其中，本体部31内设有相互连通的毛细管(未示出)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；功率芯片和两个平板热管，所述功率芯片和所述两个平板热管均设在所述容纳腔内且被所述绝缘材料包覆；每个所述平板热管具有冷凝部和蒸发部，两个所述平板热管的蒸发部分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述功率芯片和每个所述平板热管上均引出有电极，所述电极伸出所述壳体外。

【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；功率芯片和两个平板热管，所述功率芯片和所述两个平板热管均设在所述容纳腔内且被所述绝缘材料包覆；每个所述平板热管具有冷凝部和蒸发部，两个所述平板热管的蒸发部分别设在所述功率芯片的上下表面上，所述功率芯片和每个所述平板热管上均引出有电极，所述电极伸出所述壳体外。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述平板热管包括：本体部，所述本体部的一侧表面形成为所述蒸发部，所述本体部的与所述蒸发部相对的另一侧表面形成为所述冷凝部，所述蒸发部与所述功率芯片相连；散热部，所述散热部设在所述冷凝部上。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述散热部形成为多个散热片，每个所述散热片沿垂直于所述冷凝部的方向延伸。4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括连接在所述两个平板热管中位于上方的平板热管和所述功率芯片之间的第一连接垫，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，薛鹏辉，曾秋莲，廖雯祺，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