[发明专利]功率模块的封装结构及封装方法

说明书

本申请实施例公开了一种功率模块的封装结构及封装方法，应用于汽车领域。该封装结构包括功率模块和液冷散热器。功率模块包括功率模块本体、金属底板和散热翅片管，金属底板的正面连接功率模块本体，金属底板的背面连接散热翅片管。其中，金属底板有突出于功率模块本体的突出部。液冷散热器的液流管道上存在多个凹槽，多个凹槽中的相邻两个凹槽之间存在空腔，空腔用于连通相邻两个凹槽。功率模块本体搭接在凹槽上，突出部的背面与凹槽的边缘面相接触，散热翅片管放置于凹槽内。其中，突出部的正面存在正面焊缝，金属底板的背面中除突出部的背面的其他部分，存在背面焊缝，正面焊缝和背面焊缝用于形成焊接密封圈。

技术领域

本申请实施例涉及汽车领域，尤其涉及一种功率模块的封装结构及封装方法。

背景技术

为应对环境问题，碳中和目标的提出使得电动汽车产业得到蓬勃发展，随之而来的，模块的需求呈现出爆发式增长。模块供应商所提供的功率模块需要有更高的功率密度、更低的成本以及更长的使用寿命才能节约资源，提高产业效能。

针对于功率模块的功率密度，模块供应商开始将功率模块与散热器进行封装，通过焊接或者密封压接将功率模块与散热器液道密封，形成一个整体。常用的是方式包括：利用激光局部高能加热，建立熔池和焊接区。或者在功率模块和散热器之间加入密封圈，利用螺丝和压块将模块压在散热器上，最终形成密封的散热液道。

然而在上述两种方案中，前一种由于功率模块通常需要从侧面伸出功率引脚，无法形成连续的激光加工光路，后一种由于密封圈老化可能导致密封圈硬化和开裂，或者功率模块与散热器压紧面变形导致缝隙，最终导致局部泄露并引发电气短路危险，所以均不能提供可靠性高的密封液道，因此，当功率模块和散热器组装时，如何提供更完整可靠的密封液道成为亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种功率模块的封装结构及封装方法，将功率模块本体搭接在散热器液流管道的凹槽上，使得金属底板突出于功率模块本体的突出部与凹槽的边缘面接触，散热翅片管放置在凹槽内。然后采用激光焊接的方式，形成焊接密封圈。这样功率模块和散热器之间可以形成完整的密封液体通路，提高了封装结构的密封可靠性。

本申请实施例第一方面提供了一种功率模块的封装结构，包括：

为了提高功率模块的功率密度，可以将其与液冷散热器封装在一起，形成完整的封装结构。其中，功率模块是由功率模块本体、金属底板和散热翅片管三部分组成的。金属底板的正面连接功率模块本体，背面连接散热翅片管，并且金属底板突出于功率模块本体。而液冷散热器则是由进液口、液流管道和出液口组成的。同时，液流管道上存在多个凹槽，相邻凹槽之间存在着空腔，空腔将多个凹槽连通。对功率模块进行封装时，需要将功率模块本体搭接在凹槽上，金属底板的突出部与凹槽的边缘接触，并将散热翅片管放在凹槽内。然后在突出部的正面焊接正面焊缝，在金属底板背面除突出部背面的其他部分，焊上背面焊缝，正面焊缝和背面焊缝形成焊接密封圈，最终形成完整一体的封装结构。

在上述封装结构中，功率模块本体放置于凹槽的上部，散热翅片管插入凹槽内直接与散热液体接触，可以极大的提高功率模块的散热功能。同时，金属底板有突出于功率模块本体的突出部，为正面焊接提供的了焊接面。通过正面焊接与背面焊接相结合的方式，形成了焊接密封圈，不用密封圈就能得到完整的密封结构，避免局部泄露的发生。功率模块和散热器之间形成了完整的密封液体通路，提高了整个封装结构的密封可靠性。

在一种可选的实施方式中，功率模块本体的侧面上存在功率引脚，是功率模块连接外部电路的端口。功率引脚的存在会给正面焊接带来极大的困难，因此，金属底板的突出部 (正面焊接的焊接面)位于除功率引脚所在侧面的其他侧面。而功率引脚所在的一侧则采用背面焊接的方式进行密封。这样，突出部采用正面焊接的方式，功率引脚一侧采用背面焊接的方式共同结合，形成焊接密封圈。极大的降低了焊接难度。