液冷散热的功率模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液冷散热的功率模块，包括发热体和冷却槽，其中发热体内部设置有多个功率开关管，发热体的一面为散热面，散热面的表面设置多个凸出的散热柱体；冷却槽的两侧设置有进液口和出液口，发热体安装于冷却槽，散热面于冷却槽的开口面密封设置以形成冷却腔，多个散热柱体设置于冷却腔内，冷却腔流动冷却液以对散热柱体进行散热，在冷却槽内靠近出液口出还设置有挡水板，挡水板开设多个通孔，冷却液从进液口进入冷却腔内，与散热柱体接触以对其进行散热后，经过挡水板的通孔再由出液口排出。通过设置挡水板，使得冷却腔内冷却液一直处于充满状态，从而有效的提升了冷却液对散热柱体的传热效率，提高了整个功率模块散热能力。散热能力。散热能力。

【技术实现步骤摘要】
液冷散热的功率模块


[0001]本技术涉及一种液冷散热的功率模块，属于半导体电路应用


技术介绍

[0002]目前的功率模块如SiC(碳化硅)模块，由于其低损耗、结温高、功率密度大特点，越来越广泛应用于新能源汽车、光伏等领域。为解决其散热的高要求，有的功率模块采用液冷散热的方式，即将功率模块的散热器浸润于充满流动液体的水槽中，通过水槽不断流动的液体对散热器进行散热，其散热效率相对传统的与空气进行热交换的散热方式要明显提升，但水槽散热方式在应用过程中，发现存在水槽内部的液体不能灌满整个水槽内部腔室的问题，以此不能完全的发挥水槽散热的能力。

技术实现思路

[0003]本技术需要解决的技术问题是解决现有的液冷方式的功率模块，其水槽内部的液体不能灌满整个水槽内部腔室带来散热能力不能最大化利用的问题。
[0004]具体地，本技术公开一种液冷散热的功率模块，功率模块包括：
[0005]发热体，发热体内部设置有多个功率开关管，发热体的一面为散热面，散热面的表面设置多个凸出的散热柱体；
[0006]冷却槽，冷却槽的两侧设置有进液口和出液口，发热体安装于冷却槽，散热面于冷却槽的开口面密封设置以形成冷却腔，多个散热柱体设置于冷却腔内，冷却腔流动冷却液以对散热柱体进行散热，在冷却槽内靠近出液口出还设置有挡水板，挡水板开设多个通孔，冷却液从进液口进入冷却腔内，与散热柱体接触以对其进行散热后，经过挡水板的通孔再由出液口排出。
[0007]可选地，多个通孔的面积之和为进液口的面积的70％至95％。
[0008]可选地，多个通孔靠近挡水板的两侧边设置，两侧边与冷却槽的两侧内壁面接触。
[0009]可选地，挡水板为方形，多个通孔靠近挡水板的四角设置。
[0010]可选地，发热体的散热面还设置凸台，多个散热柱体设置于凸台上，凸台的表面大小与冷却槽的开口配合。
[0011]可选地，发热体包括：
[0012]电路基板组件，电路基板组件上安装功率开关管，电路基板组件设置散热面；
[0013]密封体，密封体包覆电路基板除散热面以外的部分。
[0014]可选地，电路基板组件包括：
[0015]金属基板，金属基板包括安装面和散热面；
[0016]绝缘层，数艘绝缘层连接于安装面；
[0017]电路布线层，电路布线层连接与绝缘层，电路布线层设置有多个芯片焊盘，以安装功率开关管。
[0018]可选地，发热体还包括：
[0019]外框架，外框架供密封体容纳于外框架内；
[0020]上盖板，上盖板安装于外框架的开口，上盖板和密封体之间留有空隙。
[0021]本技术的液冷散热的功率模块，包括发热体和冷却槽，其中发热体内部设置有多个功率开关管，发热体的一面为散热面，散热面的表面设置多个凸出的散热柱体；冷却槽的两侧设置有进液口和出液口，发热体安装于冷却槽，散热面于冷却槽的开口面密封设置以形成冷却腔，多个散热柱体设置于冷却腔内，冷却腔流动冷却液以对散热柱体进行散热，在冷却槽内靠近出液口出还设置有挡水板，挡水板开设多个通孔，冷却液从进液口进入冷却腔内，与散热柱体接触以对其进行散热后，经过挡水板的通孔再由出液口排出。通过设置挡水板，使得冷却腔内冷却液一直处于充满状态，从而使得散热柱体完全浸润于冷却液中，从而有效的提升了冷却液对散热柱体的传热效率，提高了整个功率模块散热能力。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例的功率模块的内部电路原理图；
[0023]图2为本技术实施例的功率模块的结构示意图；
[0024]图3为图2中X
‑
X
’
方向的剖视图；
[0025]图4为本技术实施例的功率模块的部分分解示意图；
[0026]图5为本技术实施例的功率模块的发热体去掉上盖的结构示意图；
[0027]图6为本技术实施例的功率模块的发热体的散热柱体朝上的结构示意图；
[0028]图7为本技术实施例的功率模块的水槽的结构示意图；
[0029]图8为本技术实施例的功率模块的水槽另一个视图方向的结构示意图。
[0030]附图标记：
[0031]发热体10，密封体11，功率开关管12，芯片焊盘13，绝缘层14，金属基板15，散热柱体16，续流二极管17，上盖板20，外框架30，冷却槽40，进液口41，出液口42，挡水板50，通孔51。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0033]需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0034]本技术提出一种液冷散热的功率模块，如图1至8所示，功率模块包括发热体10和冷却槽40两部分，其中发热体10内部设置有多个功率开关管12，发热体10的一面为散热面，散热面的表面设置多个凸出的散热柱体16。发热体10内部设置的多个功率开关管12组成的电路可以是如图1所示的电路，其中Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6是为功率开关管12的三极晶体管，该三级晶体管可以是SiC材料的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)管，D1、D2、D3、D4、D5、D6是并联于每个IGBT管的集电极和发射极的快恢复二
极管。其中Q1与Q2形成一路桥臂，形成输出端U，Q3与Q4形成一路桥臂，形成输出端V，Q5与Q6形成一路桥臂，以此形成由三路桥臂组成的逆变单元，其中三极晶体管Q1为上桥臂，三极晶体管Q2为下桥臂，三极晶体管Q3为上桥臂，三极晶体管Q4为下桥臂，三极晶体管Q5为上桥臂，三极晶体管Q6为下桥臂。在图1中三级晶体管为SiC材质的IGBT管，也可以是SiC材质的MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管。
[0035]由于功率模块内部包含三路桥臂共6个大功率的三极晶体管，特别是SiC材质三极晶体管，由于其小型化且功率相对其他材质的三极晶体管要大，因此功率密度大，发热更高，为更好的解决散热问题，在发热体10的用于散热的散热面凸设多个散热柱体16，散热柱体16为圆柱，可以是如图3至图5所示的圆柱体形状，这些散热柱体16设置于冷却槽40中。其中冷却槽40的两侧设置有进液口41和出液口42，发热体10安装于冷却槽40，散热面与冷却槽40的开口面密封设置以形成冷却腔，多个散热柱体16设置于冷却腔内，冷却腔流动冷却液以对散热柱体16进行散热，在冷却槽40内靠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液冷散热的功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：发热体，所述发热体内部设置有多个功率开关管，所述发热体的一面为散热面，所述散热面的表面设置多个凸出的散热柱体；冷却槽，所述冷却槽的两侧设置有进液口和出液口，所述发热体安装于所述冷却槽，所述散热面于所述冷却槽的开口面密封设置以形成冷却腔，多个所述散热柱体设置于所述冷却腔内，所述冷却腔流动冷却液以对所述散热柱体进行散热，在所述冷却槽内靠近所述出液口出还设置有挡水板，所述挡水板开设多个通孔，所述冷却液从所述进液口进入所述冷却腔内，与所述散热柱体接触以对其进行散热后，经过所述挡水板的通孔再由所述出液口排出。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述多个通孔的面积之和为所述进液口的面积的70％至95％。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述多个通孔靠近所述挡水板的两侧边设置，所述两侧边与所述冷却槽的两侧内壁面接触。4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述挡水板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焕云，
申请(专利权)人：深圳市思米半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：