[发明专利]一种功率模组及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功率模组及其制备方法，该功率模组包括由上往下依次设置的电器发热件、陶瓷覆铜板、锡膏层、铜冷喷涂层以及散热器，所述散热器包括一散热器顶面，所述散热器顶面与所述铜冷喷涂层之间晶格相容，所述电器发热件包括一发热件基体以及设于所述发热件基体底部的电器覆铜层，所述电器覆铜层与所述陶瓷覆铜板的顶部相贴合，所述陶瓷覆铜板包括一陶瓷基体以及设于所述陶瓷基体底部的陶瓷铜面，所述陶瓷铜面与所述锡膏层的顶面相贴合。本发明提出的功率模组具有良好的导热效率，提高了产品的整体质量。

技术领域

本发明涉及大功率器件技术领域，特别涉及一种功率模组及其制备方法。

背景技术

随着经济的不断发展以及社会的不断进步，在生产领域中，人们对更高功率的交流器提高了更多的需求，更高功率的功率模组目前在压变频器领域得到了长足的利用。

对功率模组而言，由于电机控制器的功率较大，控制器内的功率元器件(发热源，例如IGBT、MOSFET)等发热量较大，因此散热处理是电机控制器设计的一项重要内容，只有保证了电机控制器的充分散热，才能让电机控制器更加安全稳定地进行工作。目前，传统散热器之间通常使用散热硅脂作为导热介质，由于导热系数在一定程度上也取决于导热介质自身以及发热源与散热器之间的结合度，所以通常使用螺钉将功率元器件固定在散热器上，这样做是为了提高结合度。

然而，由于陶瓷层的存在，螺钉的固定扭力不能太大，否则会导致陶瓷层的碎裂，这无疑抑制了发热源与散热器之间的结合度，降低了散热效率。

发明内容

基于此，本发明的目的是为了解决现有的功率模组中，由于陶瓷层的存在，螺钉的固定扭力不能太大，导致降低了发热源与散热器之间的结合度，进而降低了散热效率。

本发明提出一种功率模组，其中，包括由上往下依次设置的电器发热件、陶瓷覆铜板、锡膏层、铜冷喷涂层以及散热器，所述散热器包括一散热器顶面，所述散热器顶面与所述铜冷喷涂层之间晶格相容，所述电器发热件包括一发热件基体以及设于所述发热件基体底部的电器覆铜层，所述电器覆铜层与所述陶瓷覆铜板的顶部相贴合，所述陶瓷覆铜板包括一陶瓷基体以及设于所述陶瓷基体底部的陶瓷铜面，所述陶瓷铜面与所述锡膏层的顶面相贴合。

本发明提出的功率模组，包括由上往下依次设置的电器发热件、陶瓷覆铜板、锡膏层、铜冷喷涂层以及散热器，由于散热器顶面与铜冷喷涂层之间为晶格相容，铜冷喷涂层可稳定地固定在散热器的顶部；此外，在本发明中，由于通过设置一锡膏层将陶瓷覆铜板、电器发热件与散热器一体化地固定在一定，因此避免了传统的采用螺钉进行固定的方式，可提高电器发热件与散热器之间的结合度，从而提高了导热效率，提供了该功率模组的整体散热效果，满足了实际应用需求。

所述功率模组，其中，所述陶瓷覆铜板为三氧化二铝陶瓷覆铜板或氮化硅陶瓷覆铜板。

所述功率模组，其中，所述三氧化二铝陶瓷覆铜板的导热率为30W/m.k，采用三氧化二铝陶瓷覆铜板制成的功率模组对应的总导热系数为0.036。

所述功率模组，其中，所述氮化硅陶瓷覆铜板的导热率为180W/m.k，采用氮化硅陶瓷覆铜板制成的功率模组对应的总导热系数为0.0087。

所述功率模组，其中，所述散热器为铝制散热器，所述散热器顶面与所述铜冷喷涂层之间的界面导热系数至少为317W/m.k，结合强度至少为1200kg/cm²。

所述功率模组，其中，所述铜冷喷涂层的厚度范围为0.033～0.038mm。

所述功率模组，其中，所述功率模组为一体化直焊成型。

本发明还提出一种功率模组的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：

在一散热器的顶面设置一铜冷喷涂层，通过锡焊的方式在所述铜冷喷涂层的顶部设置一锡膏层；