本发明涉及功率模块,其包括冷却通道,所述冷却通道包括利用复合金属的连接结构。
背景技术:
1、近来,随着对环境关注的增加,以电机设置为动力源的环保车辆的数量正在增加。环保车辆也称为电动车辆。电动车辆的代表性示例可以包括电动车辆和混合动力电动车辆。
2、电动车辆设置有逆变器,所述逆变器配置为在电机运行时将直流电转换为交流电。逆变器通常包括一个或更多个功率模块,所述一个或更多个功率模块的每个包括配置为执行开关功能的半导体芯片。
3、在功率模块的运行期间,由于高电压和大电流,半导体芯片产生热量。由于半导体芯片产生的热量引起功率模块的温度升高会影响功率模块的运行,因此需要抑制热量的产生,以使功率模块稳定运行。
4、为了抑制功率模块的热量产生,已经提出了各种方法。例如,将冷却通道与板连接并且制冷剂流动通过冷却通道以提高冷却效率的方法。
5、将冷却通道与板连接的方法可以分为间接冷却型和直接冷却型。间接冷却方法执行为使得诸如热界面材料(thermal interface material,tim)的材料位于板与冷却通道之间,以使热量能够经由热界面材料从板传递至冷却通道。同时,直接冷却方法执行为使得冷却通道与板直接接合,从而使热量能够从板直接传递至冷却通道。
6、包括在本发明的背景技术中的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解,并且不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的各个方面旨在提供一种功率模块,其配置为利用复合金属实现与冷却通道的连接结构,从而提高冷却性能并且确保水密性。
2、本发明的目的不限于上述目的,从以下实施方案的描述中,以上未提及的本发明的其他目的将从示例性实施方案中清楚的理解。
3、根据本发明,上述和其他目的可以通过提供功率模块实现,所述功率模块包括:第一板、半导体芯片、散热板、壳体以及连接体,所述第一板包括绝缘层、布置于绝缘层的第一侧的第一金属层、布置在与绝缘层的第一侧相反的绝缘层的第二侧的第二金属层;所述半导体芯片布置于第一金属层;所述散热板沿第一方向与第二金属层连接;所述壳体与散热板连接,以形成一体的冷却通道;所述连接体由复合金属制成;在连接体中,连接至散热板且布置为面向冷却通道的内部的第一材料与连接至壳体且与第一材料不同的第二材料沿第一方向相互重叠。
4、例如,散热板可以是第二金属层的至少一部分。
5、例如,散热板可以独立于第二金属层形成,并且可以与第二金属层接合。
6、散热板可以通过粘合剂与第二金属层接合。
7、例如,散热板可以在与第一方向相交的第二方向上比第二金属层延伸得更远。
8、例如,散热板可以包括朝向冷却通道的内部延伸的至少一个突出部。
9、至少一个突出部的端部延伸为与壳体的内表面接触。
10、例如,第一材料可以与形成散热板的材料相同,第二材料可以与形成壳体的材料相同。
11、例如,壳体可以从在第一方向上与面向冷却通道的散热板的一侧间隔开的位置沿与第一方向相交的第二方向延伸,并且壳体的第一端部和第二端部可以沿第一方向朝向散热板弯曲。
12、例如,连接体可以沿第二方向布置在散热板与壳体的第一端部之间以及散热板与壳体的第二端部之间,以将散热板与壳体相互连接。
13、例如,连接体可以构造为使得第二材料布置为不与散热板接触。
14、例如,连接体可以构造为使得第一材料从与第二材料重叠的部分沿第二方向朝向散热板延伸。
15、例如,连接体可以构造为使得第一材料布置为不与壳体接触。
16、例如,连接体可以构造为使得第二材料从与第一材料重叠的部分沿第二方向朝向壳体的第一端部和第二端部延伸。
17、例如,沿第一方向弯曲的壳体的第一端部和第二端部可以进一步沿第二方向弯曲,以与散热板接触。
18、例如,连接体可以构造为使得第一材料和第二材料中的一者沿第一材料和第二材料中的另一者的表面弯曲,使得第一材料和第二材料沿第一方向和第二方向相互重叠,并且连接体布置于壳体的第一端部和第二端部以及散热板,并且面向冷却通道的内部。
19、例如,根据本发明的示例性实施方案的功率模块可以进一步包括第二板,其包括绝缘层、第一金属层和第二金属层,其中,第二板的第一金属层布置于第二板的绝缘层的第一侧,第二板的第二金属层布置在与第二板的绝缘层的第一侧相反的第二板的绝缘层的第二侧,其中,第二板沿第一方向与第一板间隔开为与第一板对称,其中,所述冷却通道形成于第一板的第二金属层和第二板的第二金属层的至少一者。
20、本发明的方法和装置具有其它的特征和优点,这些特征和优点从并入本文的所附附图和下面的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文的所附附图和下面的具体实施方式中进行更详细的陈述,所附附图和下面的具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
1.一种功率模块,其包括:
2.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述散热板是第二金属层的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述散热板独立于第二金属层形成并且与第二金属层接合。
4.根据权利要求3所述的功率模块,其中,所述散热板通过粘合剂与第二金属层接合。
5.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述散热板在与第一方向相交的第二方向上比第二金属层延伸得更远。
6.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述散热板包括朝向冷却通道的内部延伸的至少一个突出部。
7.根据权利要求6所述的功率模块,其中,所述至少一个突出部的端部延伸为与壳体的内表面接触。
8.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述第一材料与形成散热板的材料相同,所述第二材料与形成壳体的材料相同。
9.根据权利要求1所述的功率模块,其中,所述壳体从在第一方向上与面向冷却通道的散热板的一侧间隔开的位置沿与第一方向相交的第二方向延伸,并且壳体的第一端部和第二端部沿第一方向朝向散热板弯曲。
10.根据权利要求9所述的功率模块,其中,所述连接体沿第二方向布置在散热板与壳体的第一端部之间以及散热板与壳体的第二端部之间,以将散热板与壳体相互连接。
11.根据权利要求10所述的功率模块,其中,所述连接体的第二材料布置为不与散热板接触。
12.根据权利要求11所述的功率模块,其中,所述连接体的第一材料从与第二材料重叠的部分沿第二方向朝向散热板延伸。
13.根据权利要求12所述的功率模块,其中,所述连接体的第一材料布置为不与壳体接触。
14.根据权利要求13所述的功率模块,其中,所述连接体的第二材料从与第一材料重叠的部分沿第二方向朝向壳体的第一端部和第二端部延伸。
15.根据权利要求8所述的功率模块,其中,所述连接体和散热板通过中间金属相互连接,所述中间金属的一端与第一材料接合,所述中间金属的另一端与散热板接合。
16.根据权利要求8所述的功率模块,其中,所述连接体的第一材料在冷却通道的内部沿第二方向延伸,使得第一材料的至少一部分在第一方向上与散热板重叠,并且与散热板重叠的第一材料的至少一部分与散热板接合,从而与散热板连接。
17.根据权利要求9所述的功率模块,其中,沿第一方向弯曲的壳体的第一端部和第二端部进一步沿第二方向弯曲,以与散热板接触。
18.根据权利要求17所述的功率模块,其中,所述连接体的第一材料和第二材料中的一者沿第一材料和第二材料中的另一者的表面弯曲,使得第一材料和第二材料沿第一方向和第二方向相互重叠,并且连接体布置于壳体的第一端部和第二端部以及散热板,并且面向冷却通道的内部。
19.根据权利要求1所述的功率模块,其进一步包括:
