电力电子组件及其制造方法技术

本文公开了电力电子组件，其包括具有多个导电层的印刷电路板(PCB)和接触所述印刷电路板的冷板。冷板包括由电绝缘材料构成的歧管，所述歧管包括第一腔和第二腔。冷板还包括第一热沉，所述第一热沉位于第一腔中并热耦合至所述多个导电层。冷板还包括第二热沉，所述第二热沉位于第二腔中并热耦合至所述多个导电层。热沉位于第二腔中并热耦合至所述多个导电层。热沉位于第二腔中并热耦合至所述多个导电层。

【技术实现步骤摘要】
电力电子组件及其制造方法


[0001]本说明书概括来说涉及电力电子组件及其制造方法，更特别地，涉及与冷却部件集成在一起的电力电子组件。

技术介绍

[0002]由于电子器件在车辆中的使用增加，存在使电子系统更紧凑的需要。这些电力电子组件的部件之一是功率器件嵌入式印刷电路板(PCB)。由于功率器件产生热量，功率器件嵌入式印刷电路板可能需要大量冷却。为满足此类冷却需求，可以使用冷板。
[0003]传统上，电绝缘层被放置在冷板与印刷电路板之间，以电隔离嵌入在印刷电路板中的功率器件。电绝缘层和放置在电绝缘层上的热界面材料(TIM)增加了印刷电路板的尺寸和总热阻。

技术实现思路

[0004]在一个实施例中，一种用于电力电子组件的设备包括具有多个导电层的印刷电路板(PCB)和接触印刷电路板的冷板。冷板包括由电绝缘材料构成的歧管，所述歧管包括第一腔和第二腔。冷板还包括位于第一腔中并热耦合至所述多个导电层的第一热沉(heat sink)。冷板还包括位于第二腔中并热耦合至所述多个导电层的第二热沉。
[0005]在另一个实施例中，一种用于车辆冷却系统的电力电子组件的设备包括具有多个导电层的印刷电路板(PCB)和接触印刷电路板的冷板。冷板包括流体地联接至电介质冷却剂源的入口。冷板还包括由电绝缘材料构成的歧管，所述歧管包括第一腔、第二腔和冷却剂凹坑。冷板还包括第一热沉，所述第一热沉位于第一腔中并热耦合至所述多个导电层和冷却剂凹坑。冷板还包括第二热沉，所述第二热沉位于第二腔中并热耦合至所述多个导电层和冷却剂凹坑。冷板还包括流体地联接至冷却剂凹坑的出口。
[0006]在又一个实施例中，用于制造电力电子组件的方法包括在冷板的歧管中形成第一腔和第二腔，所述歧管由电绝缘材料构成。该方法还包括将第一热沉放置到第一腔中。该方法还包括将第二热沉放置到第二腔中。该方法还包括将多个导电层放置到印刷电路板(PCB)上。该方法还包括将印刷电路板放置成与冷板接触。
[0007]在一个方面中，本公开提供一种电力电子组件，包括：具有多个导电层的印刷电路板(PCB)；和接触所述印刷电路板的冷板，所述冷板包括：歧管，所述歧管由电绝缘材料构成并且包括第一腔和第二腔；第一热沉，所述第一热沉设置在所述第一腔中并热耦合至所述多个导电层；以及第二热沉，所述第二热沉设置在所述第二腔中并热耦合至所述多个导电层。
[0008]优选地，所述歧管包括用于电介质冷却剂的入口，并且其中，所述电介质冷却剂将所述第一热沉与所述第二热沉电隔离。
[0009]优选地，所述第一热沉与所述多个导电层中的第一导电层接触，并且其中，所述第二热沉与所所多个导电层中的第二导电层接触，所述第一热沉和所述第二热沉两者都具有
电介质涂层。
[0010]优选地，所述歧管还包括位于所述第一腔与所述第二腔之间的多个沟槽，从而将所述第一腔与所述第二腔电隔离，并且其中，所述多个沟槽与所述冷板接触。
[0011]优选地，所述电力电子组件还包括与所述冷板接触的第二印刷电路板，所述第二印刷电路板具有热耦合至所述冷板的导电层。
[0012]优选地，所述电力电子组件还包括与所述冷板接触的电容器组，所述电容器组热耦合至所述冷板。
[0013]优选地，所述冷板包括多个孔，所述电容器组包括多个翅片，并且所述多个翅片中的每个翅片设置在所述多个孔中的一个孔中。
[0014]优选地，所述第一热沉和所述第二热沉直接结合至所述印刷电路板。
[0015]优选地，所述歧管还包括设置在所述第一腔与所述第二腔之间的多个销，从而矫直通过所述第一热沉和通过所述第二热沉的冷却剂流。
[0016]在另一个方面中，本公开提供一种用于车辆冷却系统的电力电子组件，所述电力电子组件包括：具有多个导电层的印刷电路板(PCB)；和接触所述印刷电路板的冷板，所述冷板包括：入口，所述入口流体地联接至电介质冷却剂源；歧管，所述歧管由电绝缘材料构成并且包括第一腔、第二腔和冷却剂凹坑；第一热沉，所述第一热沉设置在所述第一腔中并热耦合至所述多个导电层和所述冷却剂凹坑；第二热沉，所述第二热沉设置在所述第二腔中并热耦合至所述多个导电层和所述冷却剂凹坑；以及出口，所述出口流体地联接至所述冷却剂凹坑。
[0017]优选地，所述电介质冷却剂将所述第一热沉与所述第二热沉电隔离。
[0018]优选地，所述第一热沉与所述多个导电层中的第一导电层接触，并且所述第二热沉与所述多个导电层中的第二导电层接触，所述第一热沉和所述第二热沉两者都具有电介质涂层。
[0019]优选地，所述歧管还包括位于所述第一腔与所述第二腔之间的多个沟槽，从而将所述第一腔与所述第二腔电隔离，并且其中，所述多个沟槽与所述冷板接触。
[0020]优选地，所述电力电子组件还包括与所述冷板接触的第二印刷电路板，所述第二印刷电路板具有热耦合至所述冷板的功率器件。
[0021]优选地，所述电力电子组件还包括与所述冷板接触的电容器组，所述电容器组热耦合至所述冷板。
[0022]优选地，所述冷板包括多个孔，所述电容器组包括多个翅片，并且所述多个翅片中的每个翅片设置在所述多个孔中的一个孔中。
[0023]优选地，所述第一热沉和所述第二热沉直接结合至所述印刷电路板。
[0024]优选地，所述歧管还包括设置在所述第一腔与所述第二腔之间的多个销，从而矫直通过所述第一热沉和通过所述第二热沉的冷却剂流。
[0025]在又一个方面中，本公开提供一种用于制造电力电子组件的方法，所述方法包括：在冷板的歧管中形成第一腔和第二腔，所述歧管由电绝缘材料构成；将第一热沉放置到所述第一腔中；将第二热沉放置到所述第二腔中；将多个导电层放置到印刷电路板(PCB)上；和将所述印刷电路板放置成与所述冷板接触。
[0026]优选地，所述歧管被配置成接收电介质冷却剂，并且其中，所述电介质冷却剂将所
述第一热沉与所述第二热沉电隔离。
[0027]鉴于以下详细描述，结合附图，将更充分地理解由本文描述的实施例提供的这些及附加特征。
附图说明
[0028]附图中阐述的实施例本质上是说明性的和示例性的，并且不旨在限制权利要求所限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解这些说明性实施例的以下详细描述，其中相似的结构用相似的附图标记表示，并且其中：
[0029]图1A示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的说明性电力电子组件的分解透视图，该电力电子组件包括具有多个导电层的印刷电路板(PCB)和具有热沉的冷板；
[0030]图1B示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的具有多个电源端子的说明性印刷电路板的第一表面；
[0031]图1C示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的说明性印刷电路板的横截面；
[0032]图2示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的说明性冷板的分解透视图，该冷板具有多个腔和多个热沉；
[0033]图3示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电子组件，包括：具有多个导电层的印刷电路板(PCB)；和接触所述印刷电路板的冷板，所述冷板包括：歧管，所述歧管由电绝缘材料构成并且包括第一腔和第二腔；第一热沉，所述第一热沉设置在所述第一腔中并热耦合至所述多个导电层；以及第二热沉，所述第二热沉设置在所述第二腔中并热耦合至所述多个导电层。2.根据权利要求1所述的电力电子组件，其中，所述歧管包括用于电介质冷却剂的入口，并且其中，所述电介质冷却剂将所述第一热沉与所述第二热沉电隔离。3.根据权利要求1所述的电力电子组件，其中，所述第一热沉与所述多个导电层中的第一导电层接触，并且其中，所述第二热沉与所所多个导电层中的第二导电层接触，所述第一热沉和所述第二热沉两者都具有电介质涂层。4.根据权利要求1所述的电力电子组件，其中，所述歧管还包括位于所述第一腔与所述第二腔之间的多个沟槽，从而将所述第一腔与所述第二腔电隔离，并且其中，所述多个沟槽与所述冷板接触。5.根据权利要求1所述的电力电子组件，还包括与所述冷板接触的第二印刷电路板，所述第二印刷电路板具有热耦合至所述冷板的导电层。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锋，刘阳河，请川纮嗣，E，
申请(专利权)人：丰田自动车工程及制造北美公司，
类型：发明
国别省市：