[发明专利]贴片式大功率元件的散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及电路板上安装贴片式大功率元件的散热结构，具体涉及一种贴片式大功率元件的散热装置。

背景技术

随着汽车电子产品的不断发展，大功率、小型化和轻型化的电机控制单元是发展方向。由于现有很多电机驱动芯片是由大功率晶体管进行电流放大来驱动电机的，而单一的大功率晶体管芯片的散热片面积和能力有限，必须辅以散热结构来消除芯片上过多的热量并迅速将热量进行排放，以延长大功率晶体管芯片的使用寿命。因而，在批量生产的汽车电控产品上，更多的大功率晶体管产品使用了贴片封装形式，而贴片封装的大功率元件如何与非金属材料的电路板焊接，并将热量传导到电路板后面的散热片上是一个难题。

现有大功率元件散热结构的类型较多，通常是在电路板上焊接功率管的位置打一些通孔并金属化，然后用焊锡填满，由于这些有焊锡填满的很多通孔的导热能力比电路板的绝缘板基导热性能好得多，所以能起到将晶体管的热量导到电路板后面的作用，然后再将电路板的反面压在金属散热片上进行散热。一般这种使用贴片式大功率元件的散热方法是这样安装的，参见图1：将电路板3焊接贴片式大功率元件1的需要散热的位置上设计并加工出很多金属化通孔2，在焊接的时候将这些金属化通孔通过焊锡填满，在安装外置散热板5的时候还要在电路板3和散热板5之间加垫一层导热绝缘材料4以保证电路板和散热板之间绝缘，为了让大功率元件1散热快，通常还要将电路板3和散热板5用螺钉夹紧，或者使用其他办法将电路板3和散热板5压紧，以达到散热效果，但这些金属化通孔导热面积远小于大功率元件本身可焊接的散热面积，不具有瞬间将大功率元件内部产生的高热量快速导出的能力，因密布在电路板上的金属化孔2的横截面积小和加上衬垫在电路板反面和散热片之间的导热绝缘材料4的导热系数不是很高，因此这种直接将大功率贴片元件焊接在电路板上的散热结构在实际应用中受到了限制。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种不但散热能力强，而且结构简单、制造成本较低的贴片式大功率元件的散热结构。

本发明的目的是这样实现的：贴片式大功率元件的散热结构，用来传导大功率元件散发出的热量，其特征在于，包括：

一电路板，大功率元件的散热面直接与镶嵌在电路板中的导热铜块的正面焊接；

-导热铜块，导热铜块镶嵌在电路板内且厚度和电路板一样，导热铜块具有优良的导热性能；

-散热板，散热板的一面与镶嵌在电路板中导热铜块的反面焊接，另一面连接散热外壳；

-散热外壳，用来将热量散发至空气中。

进一步的特征，所述大功率元件采用贴片封装的形式。

所述大功率元件的安装是通过焊接与镶嵌在电路板上导热铜块的正面连接。

在散热板上镀有铜焊盘，散热板通过铜焊盘与镶嵌在电路板上导热铜块的反面焊接。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

由于在电路板上镶嵌(图2中的)导热铜块7，代替现有技术的(图1中)金属化孔2，导热铜块7的导热截面积远大于图1中的金属化孔2，所以大功率元件1的热量就可快速传导到电路板3的反面，再经铝基散热板5传递到散热外壳6，由散热外壳6将热量传导至空气中。本发明中，导热铜块7是用焊接方法通过铝基散热板5上面的铜焊盘8直接焊在铝基散热板5上的，而铝基散热板5表面有一层氧化氯绝缘层，铜焊盘8是通过特殊加工紧紧贴附在铝基散热板5的氧化绝缘层表面并与铝基板绝缘，这样就省掉图1中的导热绝缘材料4，也进一步减少了热阻，从而达到了将大功率元件1中产生的热量快速传导到散热铝基板上的目的，因而解决了大功率元件的快速散热的问题。而且结构更简单，制造成本更低。

本发明采用从大功率元件-导热铜块-附有铜焊盘的铝基散热板-散热片-空气散热的通路，有效降低了大功率元件的工作温度，使大功率元件工作温度保持在额定的范围内下，满足了车载电子设备的技术要求。

附图说明

图1是现有大功率元件散热部件的结构示意图；

图2是本发明贴片式大功率元件的散热结构的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图2，一种贴片式大功率元件的散热结构，用来传导大功率元件散发出的热量，包括：电路板，大功率元件1的散热面直接焊接在镶嵌有导热铜块7的电路板3的正面；导热铜块7镶嵌在电路板3内且厚度和电路板3相同，导热铜块7具有优良的导热性能；散热板5的一面焊接导热铜块7，另一面连接散热外壳6；散热外壳6，用来将热量传导至空气中。