PCB板和电力设备的制作方法

pcb板和电力设备
技术领域
1.本实用新型涉及功率器件散热技术领域，更具体地说，涉及一种pcb板，还涉及一种电力设备。


背景技术：

2.随着电力行业发展，逆变器等电力设备的功率不断加大、体积不断缩小，功率密度随之增加，功率器件的散热需求亦急剧增加。
3.请参阅图1
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图2，现有技术中，如逆变器等电力设备的pcb板包括板体11和功率器件；功率器件的散热面通过焊盘13(板体11的两面均设有焊盘13)焊接于板体11并通过板体11散热。但是，板体11的中间绝缘层(具体为环氧树脂层)导热系数低，散热效果差，造成功率器件温度过高，难以达到设计要求。
4.另外，为了将功率器件的热量散发出去，现有技术还将板体11上与功率器件对应位置处的pcb铜箔12的面积设置为较大，并在板体11的该位置处打散热孔以辅助功率器件散热。但是如此布置会导致板体11结构复杂、增大制造和装配难度、增加成本，并且，pcb铜箔12的面积受空间限制不能无限加大、散热孔处空气对流强度小，散热能力有限，难以满足大功率器件的散热需求。
5.综上所述，如何使功率器件有效利用板体散热，防止功率器件温度过高，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供一种pcb板，其板体嵌装有导热块，且功率器件贴附于导热块，使功率器件的热量快速传导至导热块处散失，相比于现有技术中直接利用板体对功率器件进行散热的pcb板，能提高散热效果，保证功率器件的温度能达到设计要求。本实用新型还提供一种应用上述pcb板的电力设备，pcb板中功率器件的散热效果好，可靠性高。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种pcb板，包括：
9.板体，所述板体嵌装有导热块；
10.功率器件，所述功率器件固定于所述板体并与所述板体电连接；所述功率器件的散热面贴附于导热块。
11.优选的，上述pcb板中，还包括散热器，所述散热器贴附于所述导热块，并且所述散热器和所述功率器件位于所述导热块两侧。
12.优选的，上述pcb板中，所述导热块呈阶梯状，并且截面面积较小的第一级阶梯部嵌装于所述板体、截面面积较大的第二级阶梯部位于所述板体侧面；所述第一级阶梯部和所述第二级阶梯部固定连接；
13.所述散热器贴附于所述第二级阶梯部中背离所述第一级阶梯部的一侧。
14.优选的，上述pcb板中，所述第一级阶梯部和第二级阶梯部为一体式结构。
15.优选的，上述pcb板中，所述导热块为铜块、铝块、铝合金块、铁块或钢块。
16.优选的，上述pcb板中，所述导热块是通过smt焊接工艺、通过压接工艺、通过固定件连接或者通过粘接的方式嵌装于所述板体的导热块。
17.优选的，上述pcb板中，所述散热器与所述导热块固定连接。
18.优选的，上述pcb板中，所述散热器与所述导热块焊接、压接、粘接，或通过固定件连接。
19.优选的，上述pcb板中，所述散热器与所述导热块之间夹有绝缘层。
20.优选的，上述pcb板中，所述功率器件为贴片功率器件或插件功率器件。
21.优选的，上述pcb板中，所述功率器件中与所述散热面相邻的侧面设有引脚，所述引脚与所述板体电连接。
22.一种电力设备，包括pcb板，所述pcb板为上述技术方案中任意一项所述的pcb板。
23.本实用新型提供一种pcb板，包括板体、功率器件和散热器；板体嵌装有导热块；功率器件固定于板体并与板体电连接；功率器件的散热面贴附于导热块；散热器贴附于导热块，并且散热器和功率器件位于导热块两侧。
24.本实用新型提供的pcb板中板体嵌装有导热块，且功率器件贴附于导热块，能使功率器件的热量快速传导至该导热块处散失，相比于现有技术中直接利用板体对功率器件进行散热的pcb板，能提高散热效果，保证功率器件的温度能达到设计要求。
25.本实用新型还提供一种应用上述pcb板的电力设备，pcb板中功率器件的散热效果好，可靠性高。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为现有技术中pcb板的主视结构示意图；
28.图2为现有技术中pcb板的背视结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的pcb板中板体、导热块和功率器件的装配图；
30.图4为图3所示结构的背视结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例提供的pcb板的剖视结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例提供的pcb板的另一剖视结构示意图；
33.其中，图3
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图6中：
34.板体101；导热块102；第一级阶梯部121；第二级阶梯部122；功率器件103；散热器104。
具体实施方式
35.本实用新型实施例公开了一种pcb板，其板体嵌装有导热块，且功率器件贴附于导热块，使导热块将功率器件的热量快速传导至导热块处散失，相比于现有技术中直接利用板体对功率器件进行散热的pcb板，能提高散热效果，保证功率器件的温度能达到设计要
求。本实用新型实施例还公开一种应用上述pcb板的电力设备，pcb板中功率器件的散热效果好，可靠性高。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参阅图3
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图6，本实用新型实施例提供一种pcb板，包括板体101、功率器件103和散热器104；板体101嵌装有导热块102；功率器件103固定于板体101并与板体101电连接；功率器件103的散热面贴附于导热块102；散热器104贴附于导热块102，并且散热器104和功率器件103位于导热块102两侧。
38.本实施例提供的pcb板中，板体101嵌装有导热块102，且功率器件103贴附于导热块102，使功率器件103的热量快速传导至该导热块102处散失，相比于现有技术中直接利用板体对功率器件进行散热的pcb板，无需利用板体101的中间绝缘层(环氧树脂层)传导热量，能提高散热效果，保证功率器件103的温度能达到设计要求。
39.优选的，上述pcb板还包括散热器104，散热器104贴附于导热块102，并且散热器104和功率器件103位于导热块102两侧。
40.本实施例提供的pcb板增设有散热器104，散热器104与功率器件103分别贴附于导热块102的两侧，既无需直接将散热器104贴附于功率器件103，使散热器104实现装配，又确保功率器件103的热量能通过导热块102快速、高效地传导至散热器104处散热，相比于现有技术中无法应用散热器104的pcb板，能进一步提高功率器件103的散热效果。
41.同时，本实施例提供的pcb板利用导热块102传导热量、利用散热器104将热量散失，散热器104与功率器件103布置在板体101的两侧，便于根据实际需要选用尺寸较大的散热器104，不影响功率器件103布置在板体101的另一侧，同时散热器104的表面积大并位于板体101外侧，能通过对流和热辐射的方式高效散热，相比于现有技术中增大pcb铜箔并在板体上打散热孔的方式，显著提高散热效果，满足更大功率器件的散热需求。
42.上述pcb板中，导热块102呈阶梯状，如图5
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6所示，导热块102中截面面积较小的第一级阶梯部121嵌装于板体101、截面面积较大的第二级阶梯部122位于板体101侧面；第一级阶梯部121和第二级阶梯部122固定连接；散热器104贴附于第二级阶梯部122中背离第一级阶梯部121的一侧。
43.本实施例提供的pcb板中，导热块102呈阶梯状，仅需在板体101上开设尺寸较小的孔即可嵌装该导热块102，不影响在板体101上布置多个元件(包括功率器件103)，同时增大导热块102与散热器103的接触面积，提高导热块102向功率器件103传导热量的效率、便于热量均匀传导至散热器104各处，提高散热效果。
44.上述pcb板中，第一级阶梯部121和第二级阶梯部122可设置为为一体式结构，如图5所示。当然第一级阶梯部121和第二级阶梯部122还可设置为相互分体，如图6所示，以便加工，相应的，该第一级阶梯部121和第二级阶梯部122可通过焊接、导热胶粘接等方式固定连接，既确保连接可靠性，又避免两级阶梯部连接位置热阻增大。本实施例对导热块102中两级阶梯部的连接方式不做限定，仅需确保两者可靠连接，并且高效导热即可。
45.导热块102可设置为任何高导热材料块，如金属块，具体可设置为铜块、铝块、铝合
金块、铁块或钢块等，本实施例不做限定。导热块102可设置为是通过smt(surface mounted technology，表面贴装技术)焊接工艺、通过压接工艺、通过固定件连接或通过粘接的方式嵌装于板体的导热块102，本实施例对导热块102的装配方式不做限定。
46.散热器104可由电力设备的其他部件提供保持力来维持贴附于导热块102的状态，优选设置为与导热块102固定连接，以确保散热器104可靠贴附于导热块102。
47.具体的，上述散热器104与导热块102焊接、压接、粘接，或通过固定件连接，本实施例不做限定。散热器104与导热块102之间夹有绝缘层，当然，在散热器104与导热块102之间还可省去上述绝缘层，本实施例不做限定。
48.上述pcb板中，功率器件103为贴片功率器件，并焊接于导热块102和/或板体101。贴片功率器件能有效减小器件体积，利于降低板体101面积及整机尺寸，节约成本。当然，根据实际需要，功率器件103还可设置为插件功率器件，本实施例不做限定。
49.上述功率器件103中与散热面相邻的侧面设有引脚，引脚与板体101电连接，具体与板体101的铜箔电连接。
50.上述实施例提供的电力设备中，导热块102中背离功率器件103的一侧还可布置风冷组件或水冷组件来取代散热器104，以进一步弥补散热不足情况，确保有效散热。
51.本实施例提供的pcb板结构简单，便于生产制造，且生产成本低，可靠性好，使用寿命长。
52.本实用新型实施例还提供一种电力设备，包括pcb板，pcb板为上述实施例提供的pcb板。
53.本实施例提供的电力设备应用上述实施例提供的pcb板，pcb板中功率器件的散热效果好，可靠性高。
54.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
55.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。