一种功率模块高效双层散热结构及具有该结构的功率模块.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115995434A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211555608.1(22)申请日2022.12.06(71)申请人扬州国扬电子有限公司地址225101江苏省扬州市经济开发区吴州东路188号(72)发明人郝凤斌牛利刚刘杰李靖(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师胡杰(51)Int.Cl.H01L23/46(2006.01)H01L23/473(2006.01)H01L23/367(2006.01)H01L25/07(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图10页(54)发明名称一种功率模块高效双层散热结构及具有该结构的功率模块(57)摘要本发明公开了一种功率模块高效双层散热结构及具有该结构的功率模块，涉及散热设备技术领域。该结构包括功率模块底部安装的与之贴合的散热结构，散热结构包括自上而下依次形成的第一散热层、导向隔板和第二散热层，还包括连通至所述第二散热层内的空腔中的冷却介质入口和连通至所述第一散热层内的空腔中的冷却介质出口，同时导向板上对应芯片位置开设有至少一个导向孔；本发明将功率模块高效双层散热结构的冷却介质通过散热介质入口进入第二散热层，然后流经导向隔板进入第一散热层，通过导向隔板的导向作用，定向对功率模块芯片下方位置进行散热，各芯片下方流经的散热介质温度一致，实现对功率模块的均衡高效散热。CN115995434ACN115995434A权利要求书1/1页1.一种功率模块高效双层散热结构，包括带有若干片并联芯片（11）的功率单元（1），其特征在于：所述功率单元（1）底部安装有与之贴合的散热结构，散热结构包括自上而下依次形成的第一散热层（2）、导向隔板（3）和第二散热层（4），还包括第一冷却介质入口（41），连通至所述第二散热层（4）内的空腔中，用于注入冷却介质；冷却介质出口（21），连通至所述第一散热层（2）内的空腔中，用于排出换热后的冷却介质；所述导向板上对应芯片（11）位置开设有至少一个导向孔（5），用于连通所述第一散热层（2）与所述第二散热层（4）内的空腔。2.根据权利要求1所述的一种功率模块高效双层散热结构，其特征在于：所述第一散热层（2）上远离冷却介质出口（21）的一侧设有连通至空腔内的第二冷却介质入口（22）。3.根据权利要求1所述的一种功率模块高效双层散热结构，其特征在于：每个所述导向孔（5）的至少一侧设有垂直于冷却介质流向分布的导流板（6），相邻所述导流板（6）之间形成对应芯片（11）的区域。4.根据权利要求3所述的一种功率模块高效双层散热结构，其特征在于：所述导流板（6）的长度小于所述第一散热层（2）内空腔的宽度，所述导流板（6）与所述第一散热层（2）内侧面之间留有供冷却介质流通的通道。5.根据权利要求1所述的一种功率模块高效双层散热结构，其特征在于：所述导向孔（5）的形状为圆形、椭圆形、长圆形、矩形或长条形中的任意一种。6.根据权利要求1所述的一种功率模块高效双层散热结构，其特征在于：所述导向孔（5）对应每个芯片（11）区域均设有若干个，每个芯片（11）区域中的若干个导向孔（5）形成多孔散热集合。7.根据权利要求1所述的一种具有双层散热结构的功率模块，其特征在于：包括功率单元（1）以及与其相连接的双层散热结构，功率单元（1）上设有若干个阵列设置的芯片（11），芯片（11）通过设于所述功率单元（1）上的正电极（12）、负电极（13）和输出电极（14）供电；所述功率单元（1）上还设有若干个信号电极（15），信号电极（15）与所述芯片（11）电连接；所述双层散热结构为权利要求1～6任意一项所述的功率模块高效双层散热结构。2CN115995434A说明书1/5页一种功率模块高效双层散热结构及具有该结构的功率模块技术领域[0001]本发明涉及散热设备技术领域，特别是涉及一种功率模块高效双层散热结构及具有该结构的功率模块。背景技术[0002]电力电子技术在当今快速发展的工业领域占有非常重要的地位，电力电子功率模块作为电力电子技术的代表，已广泛应用于电动汽车、光伏发电、风力发电、工业变频等行业。随着我国工业的崛起，电力电子功率模块有着更加广阔的市场前景。[0003]随着功率模块的需求不断增加，对功率模块高效、高功率密度等也提出更高的要求，尤其是碳化硅（SiC）模块的快速发展，相比传统硅基功率模块，功率密度得到大幅度的提升，但是芯片的工作温度目前仍未明显提升，维持在175℃附近，这就对功率模块的散热提出更高的要求；另外，大功率模块往往需要采用多颗IGBT或者MOSFET芯片进行并联，芯片间散热条件的不一致，容易引起不均流现象，造成个别芯片过热损坏，严重影响功率模块可靠性。[0004]现有