一种外装散热板的功率模块及功率模组的制作方法

本技术涉及电力电子领域，具体涉及一种新型散热结构的功率模块及功率模组。

背景技术：

1、功率模块是功率电子电力器件如金属氧化物半导体（功率mos管）、绝缘栅型场效应晶体管（igbt），快恢复二极管（frd）按一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要用于电动汽车，风力发电，工业变频等各种场合下的功率转换。

2、电动汽车的电机驱动电路通常包括三组分别具有上下桥臂的功率模块，图1为现有的一种功率模块的电路示意图，其示出的是一组具有上下桥臂的功率模块的电路示意图，其包括：作为上桥臂的绝缘栅型场效应晶体管z1，以及与其反向并联的快恢复二极管d1，作为下桥臂的绝缘栅型场效应晶体管z2，以及与其反向并联的快恢复二极管d2，其中绝缘栅型场效应晶体管z1的集电极连接功率模块的正极p+，其发射极连接缘栅型场效应晶体管z2的集电极，缘栅型场效应晶体管z2的发射极连接功率模块的负极p-，绝缘栅型场效应晶体管z1的发射极和z2的集电极共同连接功率模块的输出端子。在实际应用中，通常使用三组该功率模块来为电机提供三相交流电；在此仅以一组功率模块的电路示意图来说明其工作原理：当绝缘栅型场效应晶体管z1接通时，电流依次经功率模块的正极p+、绝缘栅型场效应晶体管z1的集电极、发射极、功率模块输出端子output输出至电机；当绝缘栅型场效应晶体管z1关断时，由于电机为感性负载，为保证电流流向不变，续流电流需经其它组的功率模块经该功率模块的负极p-、二极管d2、功率模块输出端子output输出至电机。

3、在某些较小功率的应用情况下，功率模块中的电子器件也可以采用功率mos管，图2是另一种功率mos管模块的电路示意图，其包括：作为上桥臂的功率mos管m1、作为下桥臂的功率mos管m2、其中功率mos管m1的漏极连接功率模块的正极p+，功率mos管m1的源极连接功率mos管m2的漏极，功率mos管m2的源极连接功率模块的负极p-，功率mos管m1的源极和功率mos管m2的漏极共同连接接功率模块的输出端子，其工作原理与采用绝缘栅型场效应晶体管的模块类似，其两者之间的区别主要在于功率mos管内置反向二极管，因此不需要并联反向二极管。另外，逆导型igbt与功率mos有相同的结构和功能，由于内置二极管，不需反向并联二极管，模块设计及结构与功率mos相似，在此不再赘述。

4、车载功率模块，由于适用环境复杂，要求其能在高压、大电流、高温、强振和瞬变工况下均能可靠运行，性能良好，运行稳定的散热结构是车载功率模块稳定可靠运行的重要保障。

技术实现思路

1、本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提出一种外装散热板的功率模块，包括：第一绝缘基板、第二绝缘基板、第一图案化线路层、第二图案化线路层、第一金属块、第二金属块、第一功率电极、第二功率电极、输出电极、控制电极、功率芯片；其中，第一功率电极、第二功率电极、输出电极、控制电极分别与功率芯片电连接；第一绝缘基板具有相对设置的第一表面和第二表面，第一图案化线路层设置于第一表面上，功率芯片设置于第一图案化线路层上，所述第二表面设置有第一导热金属层，第一导热金属层上设置有第一散热板，第一散热板上设置有多个散热柱；第二绝缘基板具有相对设置的第三表面和第四表面，第二图案化线路层设置于第三表面上，第一金属块连接于第二图案化线路层和功率芯片之间，第二金属块连接于第一图案化线路层和第二图案化线路层之间，第四表面设置有第二导热金属层，第二导热金属层上设置有第二散热板，第二散热板上设置有多个散热柱。

2、进一步地，所述功率模块还包括第一功率电极导电层、第二功率电极导电

3、层、输出电极导电层；第一功率电极导电层设置于第一表面上，第二功率电极导电层设置于第三表面上，输出电极导电层设置于第一表面上；第一功率电极通过第一功率电极导电层与第一图案化线路层电连接，第二功率电极通过第二功率电极导电层和第二图案化线路层电连接，输出电极通过输出电极导电层与第一图案化线路层电连接。

4、本发明还提供一种功率模组，包括上述的功率模块以及散热器；所述功率模块个数为多个且并排设置，散热器包括用以容置散热柱的多个第一冷媒散热槽和多个第二冷媒散热槽、第一冷媒流入腔、第一冷媒流出腔；每个第一冷媒散热槽和每个第二冷媒散热槽成对设置于相应功率模块的两侧，第一散热板和相应的第一冷媒散热槽侧壁之间密封连接，第二散热板和相应的第二冷媒散热槽侧壁之间密封连接；相邻的两个第一冷媒散热槽之间设置有第一连通腔，每个第一冷媒散热槽设置有通往与其相邻的第一连通腔的通孔，相邻的两个第二冷媒散热槽之间设置有第二连通腔，每个第二冷媒散热槽设置有通往与其相邻的第二连通腔的通孔；靠近散热器一端的第一冷媒散热槽和第二冷媒散热槽与第一冷媒流入腔连通，靠近散热器另一一端的第一冷媒散热槽和第二冷媒散热槽与第一冷媒流出腔连通，第一冷媒流入腔设有第一冷媒流入口，第一冷媒流出腔设有第一冷媒流出口。

5、进一步地，散热器包括第一散热组件和第二散热组件，第一冷媒散热槽侧

6、壁设置于第一散热组件上，第二冷媒散热槽侧壁设置于第二散热组件上。

7、进一步地，散热器包括第一散热组件和第二散热组件，第一冷媒散热槽侧

8、壁设置于第一散热板上，第一散热组件与第一冷媒散热槽侧壁密封连接；第二冷媒散热槽侧壁设置于第二散热板上，第二散热组件与第二冷媒散热槽侧壁密封连接。

9、进一步地，散热器包括第一散热组件和第二散热组件，第一散热组件的一端设有第一冷媒流入槽，第二散热组件的一端设有第二冷媒流入槽，第一冷媒流入槽和第二冷媒流入槽密封连接形成第一冷媒流入腔；第一散热组件的另一端设有第一冷媒流出槽，第二散热组件的另一端设有第二冷媒流出槽，第一冷媒流出槽和第二冷媒流出槽密封连接形成第一冷媒流出腔。

10、进一步地，第一散热组件远离功率模块的一侧开设有第一冷媒流入槽加工孔、第一冷媒流出槽加工孔以及第一连通腔加工孔；第二散热组件远离功率模块的一侧开设有第二冷媒流入槽加工孔、第二冷媒流出槽加工孔以及第二连通腔加工孔。

11、本实用新型提供的一种外装散热板的功率模块，包括：第一绝缘基板、第二绝缘基板、第一图案化线路层、第二图案化线路层、第一金属块、第二金属块、第一功率电极、第二功率电极、输出电极、控制电极、功率芯片；其中，第一功率电极、第二功率电极、输出电极、控制电极分别与功率芯片电连接；第一绝缘基板具有相对设置的第一表面和第二表面，第一图案化线路层设置于第一表面上，功率芯片设置于第一图案化线路层上，所述第二表面设置有第一导热金属层，第一导热金属层上设置有第一散热板，第一散热板上设置有多个散热柱；第二绝缘基板具有相对设置的第三表面和第四表面，第二图案化线路层设置于第三表面上，第一金属块连接于第二图案化线路层和功率芯片之间，第二金属块连接于第一图案化线路层和第二图案化线路层之间，第四表面设置有第二导热金属层，第二导热金属层上设置有第二散热板，第二散热板上设置有多个散热柱。提供了一种高效的散热结构。