电源模块用基座制造技术

本实用新型专利技术提供具有优异的散热性能的电源模块用基座。电源模块用基座(1)由如下部件构成：冷却器(2)，其具有壳体(3)以及针式翅片(4)，壳体(3)具有顶壁(3a)及底壁(3b)，针式翅片设置于壳体内；绝缘层叠件(5)，其钎焊于冷却器的壳体的顶壁的外表面；以及翘曲抑制板(6)，其钎焊于壳体的底壁的外表面。壳体由铝制的上下两个结构部件(7、8)构成。针式翅片一体地设置于壳体的顶壁。绝缘层叠件构成为包括：陶瓷制的绝缘板(24)；电路层(25)，其设置于绝缘板的朝向顶壁的相反侧的表面；以及导热层(26)，其设置于绝缘板的电路层的相反侧的表面。翘曲抑制板由线膨胀系数比铝的线膨胀系数低的材料构成。

Pedestal for power module

The utility model provides a base for a power supply module with excellent heat radiation performance. A power supply module (1) consists of the following parts: (2), the cooler has a housing (3) and pin fin (4), shell (3) having a top wall and a bottom wall (3a) (3b), the pin fin is arranged in the shell; the insulating laminate (5), and the surface of the top wall shell in the cooler brazing; and warpage plate (6), the outer surface of the bottom wall of the housing in the brazing. The shell is composed of two upper and lower structural parts (7, 8) of aluminum. The needle fin is integrally arranged on the top wall of the shell. The insulation laminate comprises: insulation board ceramic (24); the circuit layer (25), which is arranged on the opposite side surface toward the top wall of the insulation board; and the heat conduction layer (26), opposite to the surface of the insulating layer is arranged on the circuit board. The warp suppression plate is composed of a material having a linear coefficient of expansion and a lower coefficient of linear expansion of the aluminum.

【技术实现步骤摘要】
电源模块用基座
本技术涉及一种电源模块用基座，例如构成电力转换装置等电源模块、且对IGBT等电源模块用半导体元件进行冷却。在本说明书及权利要求书中，将图2中的上下称为上下。另外，在本说明书及权利要求书中，除纯铝以外，“铝”这一词语中还包括铝合金。
技术介绍
例如，在作为搭载于电动汽车、混合动力汽车、电车等的电力转换装置而使用的电源模块中，需要使从IGBT等半导体元件发出的热高效地散热而将电源模块用半导体元件的温度保持在规定温度以下。因此，以往，提出有如下电源模块用基座，该电源模块用基座构成为包括：铝制散热基板；绝缘层叠件，其由陶瓷制绝缘板、在绝缘板的上表面设置的铝制电路层以及在绝缘板的下表面设置的铝制导热层构成，并且导热层钎焊于散热基板的上表面；以及铝制散热片，其被钎焊在散热基板的与钎焊于绝缘层叠件的导热层侧的相反侧的表面，在散热器的内部形成冷却液流路(参照专利文献1)。在专利文献1所记载的电源模块用基座中，在绝缘层叠件的电路层上形成有规定图案的电路，并且在电路层上隔着软钎料层而搭载有半导体元件，由此构成电源模块。该电源模块例如应用于将电动机作为驱动源的一部分的混合动力车等移动体的逆变器电路，由此根据移动体的驾驶状况而控制向电动机供给的电力。在该电源模块中，从半导体元件发出的热经由电路层、绝缘板、导热层以及散热基板向散热器传导，从而向在冷却液流路内流动的冷却液散热。在专利文献1所记载的电源模块用基座中，在一次性同时对绝缘层叠件、散热基板以及散热器进行钎焊的情况下，加热时绝缘层叠件的绝缘板、电路层及导热层、散热基板以及散热器发生热膨胀且在热膨胀的状态下被固定，然后在直至常温为止的冷却时，绝缘板、散热基板以及散热器发生热收缩。但是，由于绝缘板是陶瓷制的、且散热基板以及散热器是铝制的，散热基板以及散热器的线膨胀系数比绝缘板的线膨胀系数大，因此，若不采取任何对策，则因上述的线膨胀系数之差而产生欲使得散热基板以及散热器翘曲的力，从而在所获得的电源模块用基座的整体、即绝缘层叠件、散热基板以及散热器产生翘曲。其结果，难以在绝缘层叠件的电路层形成所需的图案电路，或者导致搭载于电路层的半导体元件与图案电路之间的配线的软钎焊变得困难。为了抑制上述这种绝缘层叠件、散热基板以及散热器的翘曲，在专利文献1所记载的电源模块用基座中，增大散热基板的厚度。然而，若增大散热基板的厚度，则从半导体元件至散热器的热传导的路径变长，从而有时散热性能会下降。因此，作为抑制上述这种散热基板以及散热器的翘曲的电源模块用基座，提出了如下电源模块用基座，该电源模块用基座具备：铝制散热基板；绝缘层叠件，其由陶瓷制绝缘板、在绝缘板的上表面设置的高纯度铝制电路层以及在绝缘板的下表面设置的高纯度铝制导热层构成，并且导热层钎焊于散热基板的上表面；陶瓷制约束板，其钎焊于散热基板的下表面，并且对因绝缘板与散热基板的线膨胀系数之差而引起的散热基板以及绝缘层叠件的翘曲进行约束；铝制散热翅片，其与约束板的接合于散热基板侧的相反侧的表面接合；以及冷却套，其以将约束板以及散热翅片覆盖的方式固定于散热基板的下表面，冷却液在冷却套内流动(参照专利文献2)。在专利文献2所记载的电源模块用基座中，当集中地同时对绝缘板、散热基板以及散热翅片进行钎焊时，因绝缘板与散热基板的线膨胀系数之差而产生欲使散热基板翘曲的力，并且因约束板与散热基板的线膨胀系数之差而产生欲使散热基板向相反侧翘曲的力。其结果，这两个力相互抵消，从而在所获得的电源模块用基座的整体、即绝缘板、散热基板以及散热翅片产生翘曲的情况得到抑制。然而，在专利文献2所记载的电源模块用基座中，由于散热翅片钎焊于约束板，约束板由陶瓷、低膨胀合金、电磁软铁形成，因此，从搭载于绝缘板的电路层上的半导体元件发出的热向在冷却套内流动的冷却液的导热性能不足，从而有时无法获得充分的散热性能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-86744号公报专利文献2：日本特开2007-141932号公报
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题而提供与两篇专利文献所记载的电源模块用基座相比具有优异的散热性能的电源模块用基座。为了实现上述目的，本技术包括以下方式。1)一种电源模块用基座，其构成为包括：冷却器，其具有壳体以及设置于壳体内的翅片，上述壳体具有顶壁及底壁，并且冷却液在上述壳体的内部流动；以及绝缘层叠件，其钎焊于冷却器的壳体的顶壁及底壁中的任一方的壁外表面，冷却器的壳体由相互钎焊在一起的铝制的上下两个结构部件构成，上结构部件具有壳体的顶壁、且下结构部件具有壳体的底壁，绝缘层叠件由陶瓷制绝缘板、以及在绝缘板的与朝向所述一方的壁的相反侧的表面设置，且供半导体元件搭载电路层构成，从搭载于绝缘层叠件的电路层的半导体元件发出的热经由绝缘层叠件、冷却器的壳体的上述一方的壁以及翅片而向在壳体内流动的冷却液散热，在冷却器的壳体的顶壁及底壁中的钎焊有绝缘板的上述一方的壁的内表面以固定状设置有翅片，在未钎焊有绝缘板的另一方的壁的外表面钎焊有翘曲抑制板，该翘曲抑制板由线膨胀系数比铝的线膨胀系数低的材料构成，并且抑制因绝缘层叠件的绝缘板与壳体的上下两个结构部件的线膨胀系数之差而引起的壳体以及绝缘层叠件的翘曲。在上述1)中，“翅片在壁的内表面以固定状设置”包括翅片一体地设置于壁的内表面的情况、以及通过适当的方法将翅片固定于壁的内表面的情况。2)根据上述1)所记载的电源模块用基座，在冷却器的壳体顶壁及底壁中的、钎焊有绝缘板的所述一方的壁的内表面、一体地设置有多个针式翅片。3)根据上述2)所记载的电源模块用基座，在壳体内设置有：入口集液部，冷却液从外部流入至该入口集液部；出口集液部，冷却液从该出口集液部向外部流出；以及冷却液流路，流入至入口集液部的冷却液在该冷却液流路中向出口集液部流动，针式翅片在壳体的顶壁及底壁中的上述一方的壁的表面以在整个冷却液流路中分散的方式一体地设置。4)根据上述1)所记载的电源模块用基座，在绝缘层叠件的绝缘板的与设置有电路层的表面的相反侧的表面设置有由与电路层相同种类的金属构成的导热层，该导热层钎焊于壳体的顶壁及底壁中的上述一方的壁的外表面。5)根据上述1)所记载的电源模块用基座，绝缘层叠件的绝缘板由AlN、Al2O3以及Si3N4中的任一种构成，翘曲抑制板由AlN、Al2O3、Si3N4、热浸铝镀层钢(hot-dipaluminumcoatedsteel)以及不锈钢中的任一种构成。技术效果在上述1)～5)的电源模块用基座中，当一体地同时进行壳体的上下两个结构部件彼此的钎焊、以及冷却器的壳体的顶壁及底壁中的上述一方的壁与绝缘板的钎焊时，因上下两个结构部件与绝缘层叠件的绝缘板的线膨胀系数之差而产生欲使上下两个结构部件以及绝缘板翘曲的力，并且因上下两个结构部件与翘曲抑制板的线膨胀系数之差而产生欲使上下两个结构部件以及翘曲抑制板朝相反侧翘曲的力。其结果，这两个力相互抵消，从而在所获得的电源模块用基座的整体、即壳体、绝缘层叠件以及翘曲抑制板产生翘曲的情况得到抑制。而且，根据上述1)～5)的电源模块用基座，由于翅片在冷却器的壳体的顶壁及底壁中的、钎焊有绝缘板的上述一方的壁的内表面以固定状设置，因此，从装配于绝缘板的电路层上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源模块用基座，其构成为包括：冷却器，其具有壳体以及设置于壳体内的翅片，所述壳体具有顶壁及底壁，并且冷却液在所述壳体的内部流动；以及绝缘层叠件，其钎焊于冷却器的壳体的顶壁及底壁中的任一方的壁外表面，冷却器的壳体由相互钎焊在一起的铝制的上下两个结构部件构成，上结构部件具有壳体的顶壁、且下结构部件具有壳体的底壁，绝缘层叠件由陶瓷制绝缘板、以及在绝缘板的与朝向所述一方的壁的相反侧的表面设置且供半导体元件搭载的电路层构成，从搭载于绝缘层叠件的电路层的半导体元件发出的热经由绝缘层叠件、冷却器的壳体的所述一方的壁以及翅片而向在壳体内流动的冷却液散热，所述电源模块用基座的特征在于，在冷却器的壳体的顶壁及底壁中的钎焊有绝缘板的所述一方的壁的内表面以固定状设置有翅片，在未钎焊有绝缘板的另一方的壁的外表面钎焊有翘曲抑制板，该翘曲抑制板由线膨胀系数比铝的线膨胀系数低的材料构成，并且抑制因绝缘层叠件的绝缘板与壳体的上下两个结构部件的线膨胀系数之差而引起的壳体以及绝缘层叠件的翘曲。

【技术特征摘要】
2015.11.10 JP 2015-2202311.一种电源模块用基座，其构成为包括：冷却器，其具有壳体以及设置于壳体内的翅片，所述壳体具有顶壁及底壁，并且冷却液在所述壳体的内部流动；以及绝缘层叠件，其钎焊于冷却器的壳体的顶壁及底壁中的任一方的壁外表面，冷却器的壳体由相互钎焊在一起的铝制的上下两个结构部件构成，上结构部件具有壳体的顶壁、且下结构部件具有壳体的底壁，绝缘层叠件由陶瓷制绝缘板、以及在绝缘板的与朝向所述一方的壁的相反侧的表面设置且供半导体元件搭载的电路层构成，从搭载于绝缘层叠件的电路层的半导体元件发出的热经由绝缘层叠件、冷却器的壳体的所述一方的壁以及翅片而向在壳体内流动的冷却液散热，所述电源模块用基座的特征在于，在冷却器的壳体的顶壁及底壁中的钎焊有绝缘板的所述一方的壁的内表面以固定状设置有翅片，在未钎焊有绝缘板的另一方的壁的外表面钎焊有翘曲抑制板，该翘曲抑制板由线膨胀系数比铝的线膨胀系数低的材料构成，并且抑制因绝缘层叠件的绝缘板与壳体的上下两个结构部...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈村昌彦，平野智哉，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP