[實用新型]智能功率模塊及空調器

有效

• 申請號: 201721666362.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN207441690U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李葉生;馮宇翔
• 申請（專利權）人: 蕪湖美智空調設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本實用新型公開一種智能功率模塊和空調器，該智能功率模塊包括基板、石墨烯層、絕緣層、布線層、功率元件和包覆層，所述基板具有相對設置的第一表面和第二表面，所述石墨烯層設于所述基板的第一表面，所述絕緣層設于所述石墨烯層背離所述基板一側，所述布線層形成于所述絕緣層背離所述石墨烯層的一側，所述功率元件設于所述布線層背離所述絕緣層的一側，所述包覆層密封包覆在所述功率元件和所述基板的外部。本專利提出的智能功率模塊能夠提高基板和絕緣層之間的熱交換率，從而獲得高的散熱性能和熱可靠性能。

技術領域

本實用新型涉及電子器件領域，特別涉及一種智能功率模塊及空調器。

背景技術

智能功率模塊(Intelligent Power Module，IPM)是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動類產品。智能功率模塊把功率開關器件和高壓驅動電路集成在一起，并內藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。智能功率模塊一方面接收MCU的控制信號，驅動后續電路工作，另一方面將系統的狀態檢測信號送回MCU。與傳統分立方案相比，智能功率模塊以其高集成度、高可靠性等優勢贏得越來越大的市場，尤其適合于驅動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調速、冶金機械、電力牽引、伺服驅動、變頻家電的一種理想電力電子器件。

智能功率模塊一般會工作在惡劣的工況中，如全直流變頻空調的室外機，在高溫的狀態下，會使所述智能功率模塊內部溫度升高。如圖1至圖3所示，現有的智能功率模塊10'的散熱路徑為功率元件500'工作時產生的熱量經過布線層400'傳導至絕緣層300'，經過絕緣層300'傳導到基板100'，基板100'的熱量通過包覆層600'傳導到外界，完成散熱。絕緣層300'通常是一些高分子聚合物，相對金屬導熱性較差，而基板100'主要由鋁制成，鋁基板的導熱系數為200W/m·K左右，散熱能力有限，這就導致熱量從絕緣層300'傳導至基板100'的過程中熱傳導效率較低，如此，導致了現有的智能功率模塊10'的散熱較差，很難滿足智能功率模塊高散熱性和高熱可靠性的要求。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是提出一種智能功率模塊，旨在提高智能功率模塊的散熱性和熱可靠性。

為實現上述目的，本實用新型提出的智能功率模塊包括：基板，所述基板具有相對設置的第一表面和第二表面；石墨烯層，設于所述基板的第一表面；絕緣層，設于所述石墨烯層背離所述基板一側；布線層，形成于所述絕緣層背離所述石墨烯層的一側；功率元件，設于所述布線層背離所述絕緣層的一側；以及包覆層，密封包覆在所述功率元件和所述基板的外部。

優選地，所述石墨烯層的厚度的范圍為10μm至100μm。

優選地，所述絕緣層包括環氧樹脂層和填充在所述環氧樹脂層內的導熱絕緣顆粒。

優選地，所述導熱絕緣顆粒的材質為氧化鋁陶瓷。

優選地，所述絕緣層的厚度的范圍為70μm至120μm。

優選地，所述基板的材質為鋁合金，所述基板的厚度的范圍為1mm至2mm。

優選地，所述智能功率模塊還包括第一散熱片，所述第一散熱片貼裝在所述功率元件和所述布線層之間。

優選地，所述第一散熱片包括基底金屬層和設于所述基底金屬層兩相對側表面的石墨烯涂層。

優選地，所述智能功率模塊還包括第二散熱片，所述第二散熱片貼裝在所述功率元件背離所述布線層的側表面。

本實用新型還提出一種空調器，所述空調器包括智能功率模塊，所述智能功率模塊包括：

基板，所述基板具有相對設置的第一表面和第二表面；石墨烯層，設于所述基板的第一表面；絕緣層，設于所述石墨烯層背離所述基板一側；布線層，形成于所述絕緣層背離所述石墨烯層的一側；功率元件，設于所述布線層背離所述絕緣層的一側；以及包覆層，密封包覆在所述功率元件和所述基板的外部。