[发明专利]一种集成功率控制单元的封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型集成功率控制单元的封装结构，属于集成功率控制单元的封装技术领域。 

 背景技术

温度过高会影响集成功率控制单元的使用性能，甚至造成功率器件的不可逆转的损坏，影响元器件的正常使用。10℃法则表明，当器件温度降低10℃，器件的可靠性将增长一倍。因此，从提高功率器件使用可靠性的角度出发，如何降低功率器件的温度，特别是具有多个发热元件的集成功率控制单元的温度已经成为各国研究的热点。

传统的降低集成功率控制单元温度的主要思路为：对集成功率控制单元的功能模块产生的热量通过一个整装的散热结构进行散热，从而降低集成功率控制单元的温度。 

以汽车用集成功率控制单元为例，目前，汽车用集成功率控制单元大多具有包括电动空调控制模块A、DC/DC模块B、电机控制模块C以及车载充电机模块D等多个功能模块。上述功能模块在集成功率控制单元的基板Y上以各自的功能为单位进行面积划分，即各个功能模块的多个发热元件分别位于其所在的功能模块内。然后通过在基板Y上封装散热结构E实现对控制单元整体的散热，如图6所示。然而，根据使用需求，不同时间需要启用不同的功能模块，或者同一时间启用的功能模块的数量可能不同，从而导致控制单元上的发热元件的工作情况不同，进而造成控制单元上的不同面积区域产生的热量不同，即产生热量不均匀。在产生热量不均匀的情况下，通过传统水冷散热器进行散热时，散热不均匀，很容易出现部分区域散热效果不佳的缺陷，严重时甚至造成部分区域内发热元件的毁损。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种新型集成功率控制单元的封装结构，其通过对集成功率控制单元的发热元件进行合理组配，使得不同时刻集成功率控制单元不同区域产生的热量大致趋于一致，从而便于进行均匀的散热，有利于提高散热稳定性。 

因此，本发明提供一种集成功率控制单元的封装结构，包括主基板，所述主基板上分布有若干个共用母线的发热元件，以实现若干种功能，实现同一功能的发热元件在所述主基板上间隔分布，同时工作的实现不同功能的发热元件在所述主基板上也间隔分布，以使得使用时所述主基板的不同区域的发热均匀。 

所述集成功率控制单元的封装结构为车载集成功率控制单元的封装结构。 

所述车载集成功率控制单元的所述发热元件包括电动空调控制器发热元件、DC/DC发热元件、车载充电机发热元件以及电机控制器发热元件。 

所述电机控制器发热元件与所述DC/DC发热元件间隔分布，所述DC/DC发热元件与所述车载充电机发热元件相邻分布，所述电机控制器发热元件与车载充电机发热元件相邻分布。 

还包括盛装有冷却液以用于对所述主基板进行散热的散热壳体 ，所述散热壳体包括用于向其内部导入冷却液的冷却液进口和用于将冷却液导出的冷却液出口，所述主基板同时为围成所述散热壳体的一个壁。 

所述主基板的没有安装发热元件的一侧上设置有若干个位于所述散热壳体内部的散热组件，所述散热组件彼此之间相互配合形成分别与冷却液进口和冷却液出口连通的流体通道。 

所述主基板的内部设置真空腔体，所述真空腔体的内部装有液态相变介质。 

所述真空腔体的靠近半导体功率器件热量传来方向的面上成型有若干个便于所述液态相变介质均匀分布的毛细凹槽。 

所述毛细凹槽的截面形状为三角形、梯形或矩形中的一种。 

所述散热组件为垂直于所述主基板内壁的正多边形柱状散热片，且其截面积向着远离发热元件的热量传来方向逐渐减小。 

所述主基板上设置有N列所述散热组件，相邻两列的所述散热组件交错排布以形成波浪形的流体通道，所述波浪形的流体通道包括若干个高度相等的波峰以及位于相邻波峰之间的波谷，其中，N为不小于2的整数且为2的倍数。 

所述主基板采用AlSiC制成。 

所述散热壳体的边缘设置密封凹槽，所述密封凹槽内设置密封圈，所述主基板的边缘与所述密封凹槽内的所述密封圈紧密压合以实现密封固定。 

本发明提供的集成功率控制单元的封装结构，具有以下优点：