[發(fā)明專利]電功率模塊設(shè)置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380025349.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN104321870B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·羅什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 薩甘安全防護(hù)公司
• 主分類號(hào): H01L25/16
• 分類號(hào): H01L25/16;H01L23/373
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 陳小剛

本發(fā)明涉及被設(shè)計(jì)成通過(guò)使其與它所控制的致動(dòng)器相鄰而用在航空類應(yīng)用中的電功率模塊，這需要嚴(yán)峻環(huán)境中的高可靠性以及低重量和低體積。

背景技術(shù)

這樣的反相器模塊被設(shè)計(jì)成置于電源與電磁致動(dòng)器之間，用于將電功率信號(hào)注入致動(dòng)器的電馬達(dá)，所述功率信號(hào)具有依賴于發(fā)送給該模塊的命令的且隨時(shí)間變化的頻率。

作為示例，這一類型的模塊可被用來(lái)根據(jù)命令以及可持續(xù)變化的工作條件來(lái)移動(dòng)飛機(jī)的副翼或其他空氣動(dòng)力學(xué)元件。

在實(shí)踐中，這樣的模塊接收控制指令，并且根據(jù)這些指令，它調(diào)整遞送給致動(dòng)器的功率信號(hào)的頻率以及所述功率信號(hào)的其他參數(shù)。

這樣的模塊(其一部分在圖1的圖解剖面中示出并在本文中被稱為1)包括由功率基板3承載的功率晶體管2，功率基板3自身由銅底板4承載以散發(fā)功率晶體管所產(chǎn)生的熱量。它還包括控制功率晶體管的控制組件6和與其他組件9一起提供的接口卡8，控制組件6被另一基板7承載。

如在圖1中可見的，承載控制組件6的基板7位于由承載它們的功率基板3和底板4所形成的組裝件上方，同時(shí)也與所述組裝件間隔開，從而使得可能減少將控制組件連接到功率晶體管2的連接11的長(zhǎng)度。

功率基板3(它們一般是直接敷銅/鋁氧化物(DBC/Al₂O₃)類型)在它們的頂面上具有用于接納功率晶體管2的銅軌且它們的底面敷有銅。

每一功率基板3通過(guò)焊接到銅底板4的頂面而緊固到所述底板，并且所述銅底板2的相對(duì)面鄰接載體結(jié)構(gòu)，所述載體結(jié)構(gòu)構(gòu)成用于通過(guò)在組裝件就位雙時(shí)通過(guò)傳導(dǎo)來(lái)冷卻模塊1的熱阱，所述模塊的最熱部分是其功率晶體管。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種在可靠性、緊致性、以及重量方面比已知模塊更令人滿意的電功率模塊結(jié)構(gòu)。

發(fā)明概要

為此，本發(fā)明提供了一種電功率模塊，包括功率晶體管以及用于控制所述功率晶體管的控制組件，所述模塊通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)冷卻，并且所述電功率模塊特征在于它還包括：

-承載功率晶體管的活性金屬接合/氮化硅(AMB/Si₃N₄)型主基板，這一主基板自身通過(guò)設(shè)置在所述模塊中以與承載結(jié)構(gòu)直接接觸來(lái)構(gòu)成用于散發(fā)功率晶體管所產(chǎn)生的熱量的散熱底板，所述承載結(jié)構(gòu)通過(guò)在所述模塊就位時(shí)進(jìn)行傳導(dǎo)提供冷卻；以及

-承載所述控制組件的陶瓷基板，這一陶瓷基板自身由所述主基板承載。

使用這一設(shè)置，附加的銅層不再是必需的，因?yàn)樯嵬ㄟ^(guò)承載所有功率晶體管的基板來(lái)直接提供。所述模塊的組件的數(shù)量因而減少，從而使得提高其可靠性、降低其重量以及提高其緊致性成為可能。

本發(fā)明還提供以上定義的模塊，其中主基板的軌道以及主基板所承載的陶瓷基板的軌道通過(guò)導(dǎo)線互連，這些導(dǎo)線中的每一個(gè)的一端接合到主基板的軌道以及另一端接合到陶瓷基板的軌道。

本發(fā)明還提供以上定義的模塊，其中所述陶瓷基板是厚層氧化鋁類型。

本發(fā)明還提供以上定義的模塊，進(jìn)一步包括功率連接墊，功率連接墊中的每一個(gè)是一條傳導(dǎo)金屬板的形式，該金屬板條被切出并折疊以容納夾緊卡式螺母，每一個(gè)墊通過(guò)將構(gòu)成它的經(jīng)折疊的金屬板條的一端或多端接合到主基板的軌道來(lái)被緊固到所述基板，每一螺母被設(shè)置成接納緊固螺栓以將電源部件緊固到該墊。

本發(fā)明還提供以上定義的模塊，進(jìn)一步包括由銅層和Kapton層構(gòu)成的疊層部件形式的并具有孔形式的端子的功率總線，這一總線通過(guò)穿過(guò)所述模塊并旋緊到所述墊上的緊固螺栓來(lái)被緊固到所述模塊的其余部分。

本發(fā)明通過(guò)以上定義的模塊，包括金屬機(jī)架，并且其中所述功率總線具有在所述總線就位時(shí)緊靠所述機(jī)架的銅層，以此方式與機(jī)架進(jìn)行協(xié)作來(lái)構(gòu)成法拉第籠。

附圖簡(jiǎn)述

圖1(以上描述)是從現(xiàn)有技術(shù)已知的模塊設(shè)置的局部圖解剖視圖；

圖2是本發(fā)明的設(shè)置的局部圖解剖視圖；

圖3是示出由本發(fā)明的模塊的主基板承載的功率連接墊的視圖；

圖4是示出連接到本發(fā)明的模塊的功率總線的功率連接墊的視圖；

圖5是本發(fā)明的模塊的功率連接墊的俯視立體圖；

圖6是本發(fā)明的模塊的功率連接墊的俯視立體圖；

圖7是本發(fā)明的功率模塊的功率總線的俯視圖；

圖8是示出構(gòu)成其堆疊的各層的本發(fā)明的模塊的功率總線的分解視圖；以及

圖9是本發(fā)明的模塊的功率總線的立體圖。

具體實(shí)施方式