功率模块及空调器制造技术

本实用新型专利技术公开一种功率模块及空调器，该功率模块包括：高导热基板，高导热基板的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层；功率组件，设置于无机非金属绝缘薄膜层上。本实用新型专利技术无机非金属绝缘薄膜层的导热效果较佳，从而避免了功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，而导致主控芯片的工作温度过高而发生故障，使得主控芯片容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通引起短路，从而烧毁智能功率模块的问题。此外，无极非金属薄膜层的抗氧化能力和耐高温能力较佳，使用寿命较长，可长期应用于功率模块的高温环境下，抗老化能力强，有利于提高功率模块的稳定性。

Power module and air conditioner

The utility model discloses a power module and an air conditioner. The power module comprises a high heat conduction substrate, an inorganic non metal insulating film layer on one side of the high heat conduction substrate, and a power component on the inorganic nonmetal insulating film layer. The heat conduction effect of the inorganic non metal insulating film layer is better, thus avoiding the heat dissipation in time and the poor heat dissipation in the power module, which leads to the failure of the working temperature of the main control chip, which makes the main control chip easily output the wrong control signal and control the upstream and lower bridge of the inverter bridge. The simultaneous conduction of the arm causes a short circuit, thereby burning the problem of the intelligent power module. In addition, the antioxidation ability and high temperature resistance of the non metallic film layer are better, the service life is longer, and it can be used in the high temperature environment of the power module for a long time, and it has strong anti-aging ability, which is beneficial to the improvement of the stability of the power module.

【技术实现步骤摘要】
功率模块及空调器
本技术涉及电子电路
，特别涉及一种功率模块及空调器。
技术介绍
功率模块，即功率(IntelligentPowerModule)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，一般应用于驱动风机、压缩机等设备的电控板上。功率模块中的功率组件安装在安装基板上，并在安装基板与功率组件30之间设置绝缘层以安装基板对安装基板进行绝缘。目前，绝缘层大多为有机绝缘制成的绝缘层，有机绝缘层的导热效率低，容易影响IPM模块的散热；并且有机绝缘层材料易老化，使用寿命短，长期使用将导致安装基板绝缘性能降低。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种功率模块及空调器，旨在提高功率模块的抗老化能力、散热能力，以及提高功率模块的稳定性。为实现上述目的，本技术提出一种功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：高导热基板，所述高导热基板的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层；功率组件，设置于所述无机非金属绝缘薄膜层上。优选地，所述无机非金属绝缘薄膜层中的薄膜层材质为氧化铝薄膜层，或氮化硅薄膜层，或氮化铝薄膜层。优选地，所述无机非金属绝缘薄膜层的厚度为60～150um。优选地，所述非金属绝缘薄膜层的导热率为20W/(m.K)。优选地，所述功率模块还包括形成于所述无机非金属绝缘薄膜层上的电路布线层。优选地，所述功率组件包括主控芯片和功率元件，所述电路布线层上设置有供主控芯片和功率元件安装的安装位，所述功率元件和所述主控芯片对应安装于各自的安装位上，且通过金属线和两者对应的安装位相互电连接。优选地，所述功率模块还包括引脚，所述引脚设置于所述电路布线层上，且通过金属线与所述功率元件和所述主控芯片电连接。优选地，所述功率模块还包括驱动电路，所述驱动电路设置于对应的所述电路布线层的安装位上，所述驱动电路通过金属线分别与所述功率元件和所述主控芯片连接。优选地，所述功率模块还包括封装壳体，所述高导热基板、所述无机非金属绝缘薄膜层、所述电路布线层、所述功率组件及所述金属线封装于所述封装壳体内。本技术还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的功率模块；所述功率模块包括：高导热基板，所述高导热基板的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层；功率组件，设置于所述无机非金属绝缘薄膜层上。本实施例中，在功率模块工作的过程中，主控芯片输出相应的控制信号，以控制对应的功率元件导通，从而输出驱动电能，以驱动电机等负载工作。其中，功率元件、主控芯片，以及功率模块中其他电子元器件所工作时产生的热量通过无机非金属绝缘薄膜层传导至高导热基板上，再通过高导热基板将热量传导至封装壳体上，直接或间接的将热量辐射至空气中，从而进行快速散热，以提高功率元件的散热速度，由于无机非金属绝缘薄膜层的导热效果较佳，从而避免了功率模块工作过程中散热不及时，或者散热效果较差，而导致主控芯片的工作温度过高而发生故障，使得主控芯片容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，而引起短路，从而烧毁功率模块的问题。此外，无极非金属薄膜层的抗氧化能力和耐高温能力较佳，使用寿命较长，可长期应用于功率模块的高温环境下，抗老化能力强，有利于提高功率模块的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术功率模块一实施例的结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图。附图标号说明：标号名称标号名称10高导热基板40电路布线层20无机非金属绝缘薄膜层50引脚30功率组件60金属线31主控芯片70封装壳体32功率元件本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。本技术提出一种功率模块。该功率模块适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体积、提高抗干扰能力、减轻外围电控版设计工作量，会将主控制器，即MCU，集成到一线路板上，形成功率模块。功率模块工作时，其功率元件发热比较严重，因此，功率模块中的结构必须耐高温，且抗老化效果较好，同时要求散热效果较佳，以防止散热不及时而导致MCU的工作温度过高而发生故障，使得MCU容易输出错误的控制信号，控制逆变桥的上下桥臂同时导通，引起短路。功率模块中大多设置有铝基板，铝基板是模块布线的载体，同时为功率模块提供散热作用，在功率模块的制作过程中，在准备好的铝基板表面形成绝缘层后，再在绝缘层上贴覆金属铜箔，然后将金属铜箔通过刻蚀工艺形成导电线路。其中，绝缘层主要是带有填料的有机绝缘材料，它在铝基板中即起到金属铝基与导电线路之间的绝缘作用，这种有机绝缘层材料的导热率一般在2～5W/(m.K)，其导热率严重制约了铝基板的整体导热率，导致功率模块的热阻增加，影响功率模块的散热；并且有机绝缘层材料易老化，使用寿命短，长期使用将导致安装基板绝缘性能降低。为了解决上述问题，参照图1及图2，在本技术一实施例中，该功率模块包括：高导热基板10；自所述高导热基板10，所述高导热基板10的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层20；功率组件30，设置于所述无机非金属绝缘薄膜层20上。本实施例中，所述功率模块还包括形成于所述无机非金属绝缘薄膜层20上的电路布线层40。所述功率组件30包括主控芯片31和功率元件32，所述电路布线层40上设置有供主控芯片31和功率元件32安装的安装位，所述功率元件32和所述主控芯片31对应安装于各自的安装位上，且通过金属线60和两者对应的安装位相互电连接。其中，功率器件可以是氮化镓(GaN)功率器件、Si基功率器件或SiC基功率器件，本实施例优选采用氮化镓(GaN)功率器件。功率器件的数量可以为一个，也可以为多个，当设置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：高导热基板，所述高导热基板的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层；功率组件，设置于所述无机非金属绝缘薄膜层上。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：高导热基板，所述高导热基板的一侧表面设置有无机非金属绝缘薄膜层；功率组件，设置于所述无机非金属绝缘薄膜层上。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述无机非金属绝缘薄膜层中的薄膜层材质为氧化铝薄膜层，或氮化硅薄膜层，或氮化铝薄膜层。3.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述无机非金属绝缘薄膜层的厚度为60～150um。4.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述非金属绝缘薄膜层的导热率为20W/(m.K)。5.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括形成于所述无机非金属绝缘薄膜层上的电路布线层。6.如权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述功率组件包括主控芯片和功率元件，所述电路布线层上设置有供主控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓猛，冯宇翔，
申请(专利权)人：芜湖美智空调设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34