[发明专利]带有散热结构的功率模块DBC板

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及适合应用于大功率电力半导体模块、功率控制电路、智能功率组件和高频开关电源等，具体是涉及一种带有散热结构的功率模块DBC板。

背景技术

向功率模块热源的上表面灌入硅胶，将热源的下表面通过双面覆铜板（DBC）和基板连接到散热器，这种散热结构可以使功率模块工作时产生的热量得到有效的向下消散，从而避免产生过高的结温，防止功率模块高温损坏。基板一般由金属（如铜或铝）或者复合材料（如铝碳化硅）制成，形状主要为长方体，起到传热和支撑的作用。DBC板是由铜箔在高温下直接键合到陶瓷基板形成的，一般采用下铜层-陶瓷层-上铜层的结构，起到绝缘和导热的作用。这种以向下散热为主的散热结构已成为大功率模块散热应用中的主要结构。

由于硅胶的导热系数很小导致了热量基本上不从热源的上面部分散去，就使得整体散热水平受到限制。随着对散热的要求越来越高，这种结构的使用受到明显的限制。鉴于此，本发明提出一种新的DBC板结构，可以增强散热能力，提高散热水平。

发明内容

本发明的目的在于针对现有DBC板在散热应用中的不足，提供一种带有散热结构的功率模块DBC板，这种结构与传统结构相比，可以使热量得到更好的消散，从而使模块整体散热水平得到提高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案是：

一种带有散热结构的功率模块DBC板，由上之下依次为DBC上铜层、DBC陶瓷层和DBC下铜层，其特征在于：在原有DBC陶瓷层的基础上，根据DBC上铜层的分布，在DBC上铜层周围的陶瓷区域附加DBC板散热结构，附加的DBC板散热结构由铜制成，其内部为中空结构，并且充有冷却液，该冷却液通过管路与外部的泵相连接，DBC陶瓷层与附加的DBC板散热结构做在一起作为一个整体。

优选的，所述铜制DBC板散热结构为环绕在DBC上铜层周围的铜管，铜管与DBC上铜层之间绝缘。

优选的，若干块DBC上铜层直线排列，相邻DBC上铜层之间及周边分布铜管，铜管与DBC上铜层之间绝缘。

作为另一种技术方案，一种带有散热结构的功率模块DBC板，由上之下依次为DBC上铜层、DBC陶瓷层和DBC下铜层，其特征在于：在原有DBC陶瓷层的基础上，根据DBC上铜层的分布，在DBC上铜层周围的陶瓷区域附加DBC板散热结构，附加的DBC板散热结构由铝碳化硅制成，其内部为中空结构，并且充有冷却液，该冷却液通过管路与外部的泵相连接，DBC陶瓷层与附加的DBC板散热结构做在一起作为一个整体。

本发明由于采用了以上结构，具有以下显著技术效果：

为热源提供更好的向上散热路径，增强向上散热能力，从而提高了整体散热水平。

 

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

其中：1-DBC陶瓷层、2-DBC上铜层、3-铜制DBC板散热结构、4-铝碳化硅制DBC板散热结构、5-泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

一种带有散热结构的功率模块DBC板，由上之下依次为DBC上铜层2、DBC陶瓷层1和DBC下铜层，在原有DBC陶瓷层1的基础上，根据DBC上铜层2的分布，在DBC上铜层2周围的陶瓷区域附加DBC板散热结构，其内部为中空结构，并且充有冷却液，该冷却液通过管路与外部的泵5相连接，DBC陶瓷层1与附加的DBC板散热结构做在一起作为一个整体。

实施例1

本例在DBC陶瓷层1的基础上增加一定尺寸的铜管，即铜制DBC板散热结构3，该铜管的尺寸不影响模块正常的功能，保持与DBC上层铜板的绝缘。将该铜管和DBC陶瓷层1做在一起作为一个整体。其中铜管围绕在两个DBC上层铜板的周围，其内部充有冷却水，并通过管路与模块外的泵5相连，使得铜管内部的冷却水可以循环流动，从而带走热量。

实施例2

本例在DBC陶瓷层2的基础上增加一定尺寸的铝碳化硅制DBC板散热结构4，该铝碳化硅散热结构的尺寸不影响模块正常的功能，保持与DBC上层铜板的绝缘。其中铝碳化硅散热结构围绕在三个DBC上层铜板的周围，其内部充有冷却油，并且通过管路与外部的泵5相连，使得内部的冷却油可以循环流动，从而带走热量。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子，显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。