一种基于PCB的电机控制器加工方法与流程

本发明提出了一种基于pcb的电机控制器加工方法，属于电机控制器加工。

背景技术：

1、随着新能源车发展和推广普及,电机控制器作为电驱动的核心部件，其重要性不断提升。随着新能源车辆的不断增多，传统的电机控制器设计思路已经不能满足日益增多的用量需求，而且性能逐渐遇到瓶颈。随着第三代半导体sic和gan的不断发展，电机控制器小型化的趋势日益明显。因此对电机控制器的设计提出了新的需求。传统的电机控制器基于功率模块，dclink电容器，控制板和驱动板，连接铜排通过打螺丝等工艺进行连接，装配复杂，生产流程长且容易出错。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于pcb的电机控制器加工方法，用以解决现有技术中传统的电机控制器基于功率模块，dclink电容器，控制板和驱动板，连接铜排通过打螺丝等工艺进行连接，装配复杂，生产流程长且容易出错的问题，所采取的技术方案如下题：

2、一种基于pcb的电机控制器加工方法，所述电机控制器加工方法包括：

3、在散热底衬上布设第六层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件；

4、在所述第六层pcb板层组件上布设第五层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件；

5、在所述第五层pcb板层组件上布设第四层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件；

6、在所述第四层pcb板层组件上布设第三层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件；

7、在所述第三层pcb板层组件上布设第二层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件；

8、在所述第二层pcb板层组件上布设第一层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件。

9、进一步地，在散热底衬上布设第六层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

10、在所述散热底衬上布设焊接层；

11、在所述焊接层的远离所述散热底衬的一侧表面上布设第六层pcb板；

12、在所述第六层pcb板的远离所述焊接层的一侧表面上绝缘导热材料层。

13、进一步地，在所述第六层pcb板层组件上布设第五层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

14、在第五层pcb板层组件的第五层pcb板上设置多个通气孔；

15、将带有所述通气孔的第五层pcb板布设至第六层pcb板层组件的绝缘导热材料层的远离第六层pcb板的一侧表面上。

16、进一步地，在所述第五层pcb板层组件上布设第四层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

17、在所述第四层pcb板层组件的第四层pcb板上设置多个第一功率器件孔；

18、将所述功率器件通过所述第一功率器件孔设置在第四层pcb板上，并且，使所述功率器件的接触点穿过第一功率器件孔；

19、将带有所述功率器件的第四层pcb板布设至第五层pcb板上，并且，使所述所述功率器件的接触点与所述第五层pcb板进行电连接；

20、其中，所述功率器件的远离接触点一侧的器件表面上设置有上桥功率晶圆。

21、进一步地，在所述第四层pcb板层组件上布设第三层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

22、在所述第三层pcb板层组件的第三层pcb板上设置多个第二功率器件孔；

23、将带有多个第二功率器件孔第三层pcb板布设至第三层pcb板层组件上，使所述功率器件上的上桥功率晶圆裸露至第三层pcb板的远离第四层pcb板组件的的一侧表面上。

24、进一步地，在所述第四层pcb板层组件上布设第三层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，还包括：

25、每两个第二功率器件孔设置为一个功率器件孔组；

26、在所述第三层pcb板层组件的第三层pcb板的每个功率器件孔组的一侧设置shunt电阻，并且，将所述shunt电阻设置与第三层pcb板的板层内部。

27、进一步地，所述第三层pcb板的厚度尺寸通过如下公式获取：

28、

29、其中，d表示第三层pcb板的厚度尺寸；h0表示shunt电阻的厚度尺寸；hs表示以pcb板材料为基准时，shunt电阻通过pcb板材料进行散热时，所允许的最大允许的pcb板材料厚度；d0表示pcb板常规使用厚度；e表示常数；δhs表示补偿厚度。

30、进一步地，所述shunt电阻的嵌入过程如下：

31、在厚度为d的第三层pcb板上设置电阻槽，其中，所述电阻槽底部距离第三层pcb板另一侧表面的距离为1.21δhs-1.27δhs；

32、将所述shunt电阻放置入电阻槽后利用pcb板对应材料对shunt电阻进行覆盖，形成覆盖层；

33、在所述覆盖层上开出电阻接触窗口。其中，所述电阻接触窗口的面积通过如下公式获取：

34、

35、其中， s表示电阻接触窗口的面积； s0表示电连接接触所需的基础裸露面积； s c表示shunt电阻能够进行电接触的总面积；δ s表示窗口补偿面积；δhs表示补偿厚度； h d表示电阻槽底部距离第三层pcb板另一侧表面的距离，具体为为1.21δhs-1.27δhs。

36、进一步地，所述第二层pcb板层组件包括直流电源正极接触端、相输出端和直流电源负极接触端，其中，在所述第三层pcb板层组件上布设第二层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

37、将功率器件进行两个一组分组，形成多个功率器件组，并且，每个所述功率器件组包括第一功率器件和第二功率器件；

38、将所述直流电源正极接触端设置在第二层pcb板层组件上，并且，使所述直流电源正极接触端的接触触点与第一功率器件的非上桥功率晶圆部位连接；

39、将所述相输出端设置在第二层pcb板层组件上，并且，使所述相输出端的第二接触触点与所述第一功率器件相邻的第二功率器件的非下桥功率晶圆部位连接；

40、将所述直流电源负极接触端设置在第二层pcb板层组件上，并且，使所述直流电源负极接触端的接触触点与第二功率器件的下桥功率晶圆部位连接。

41、进一步地，在所述第二层pcb板层组件上布设第一层pcb板层组件及其对应的电机控制器器件，包括：

42、在所述第一层pcb板上设置电容安装孔；

43、在所述电容安装孔上设置dclink电容；

44、在所述第一层pcb板设置多个板载元件；

45、在第一层pcb板底部设置接触点；

46、将带有多个板载元件和dclink电容的第一层pcb板安装在所述第二层pcb板层组件上，并且，使第一层pcb板底部设置接触点分别接触所述第二层pcb板层组件的直流电源正极接触端和直流电源负极接触端。

47、本发明有益效果：

48、发明提出的一种基于pcb的电机控制器加工方法能够有效提高电机控制器加工效率和加工质量，在散热底衬上逐层布设pcb板层组件和其对应的电机控制器器件。每一层pcb板都有特定的功能和组件安装。pcb板的堆叠是自底向上进行的，从第六层pcb板开始，逐渐向上堆叠，直到第一层pcb板。每层pcb板上都有特定的组件和结构。在不同的pcb板层组件上，设置了不同的组件和结构，如焊接层、通气孔、功率器件孔、shunt电阻、直流电源接触端、电容安装孔、dclink电容、板载元件等。这些组件和结构具有不同的功能。

49、同时，通过将功率模块和电容器以及控制器驱动板采用pcb工艺进行深度集成，省掉传统电机控制器的这些部件之间的螺丝连接以及排线连接，以及焊接工艺，实现了系统的深度融合，同时降低了系统成本。本实施例提出的上述技术方案可以用于从低压48v控制器到高压800v控制器的使用高压，根据系统的需求，选取合适的导热材料即可。同时，本发明提出的一种基于pcb的电机控制器对于控制器的生产装配，只需要smt将电子元器件贴至pcb表面，装配至电机控制器课题内部即可，极大的降低了装配复杂度，也降低了产品的高度，对电机控制器的小型化有巨大的帮助。