率；省去將功率元件貼裝到內(nèi)部散熱器的工序，降低了設(shè)備投資費(fèi)用；此外，由于在紙質(zhì)散熱器的背面設(shè)置散熱皺褶，散熱面積極大增加，在使用普通絕緣層的前提下，使智能功率模塊及其應(yīng)用平臺(tái)的發(fā)熱部件獲得良好的散熱效果，并且各發(fā)熱源間熱干擾很少，使得智能功率模塊性能穩(wěn)定，進(jìn)而提高了智能功率模塊的可靠性；除此之外，紙質(zhì)散熱器還便于運(yùn)輸。
[0050]具體地，參照?qǐng)D2 (A)、圖2 (B)及圖2 (C)，圖2 (A)是本實(shí)用新型智能功能模塊較佳實(shí)施例的背面視圖；圖2?)是圖2㈧的X-X’線的截面圖；圖2(0是本實(shí)用新型實(shí)施例智能功能模塊去掉密封樹脂后的正面俯視圖。
[0051]如圖2(A)、圖2(B)及圖2(C)所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的一種智能功率模塊10，本實(shí)施例以具有橋堆、壓縮機(jī)逆變、功率因素校正、風(fēng)機(jī)逆變功能的智能功率模塊10為例進(jìn)行說明，對(duì)于不需要風(fēng)機(jī)逆變功能的應(yīng)用場(chǎng)合，將風(fēng)機(jī)逆變部分去除即可，其他部分完全相同。
[0052]本實(shí)施例智能功率模塊10包括作為載體的紙質(zhì)散熱器17、電路布線18、設(shè)置在所述電路布線18預(yù)定位置的功率元件19和非功率元件14 ;其中:
[0053]所述散熱器17的一面作為正面，另一面作為背面。
[0054]在散熱器17的正面覆蓋有絕緣層21，所述電路布線18設(shè)置在所述絕緣層21上遠(yuǎn)離散熱器17的一面。
[0055]在所述散熱器17的背面，至少在對(duì)應(yīng)所述功率元件19的位置設(shè)置有用于散熱的皺褶17A，也就是說，在功率元件19的下方必須具有皺褶17A，以達(dá)到對(duì)功率元件19的散熱作用。
[0056]當(dāng)然，作為一種實(shí)施方式，為了簡(jiǎn)化智能功率模塊10的制造工序，可以在紙質(zhì)散熱器17的背面全部覆蓋皺褶17A ;而為了節(jié)省皺褶17A的用量，也可以只在散熱器17的特定部分設(shè)置皺褶17A。
[0057]其中，所述散熱器17和皺褶17A均可以采用濕式碳素復(fù)合材料功能紙。
[0058]所述散熱器17與所述皺褶17A可以通過高溫膠水粘接，或者也可以兩者一體制成。
[0059]另外，為了便于散熱，在散熱器17上還設(shè)有通孔22，所述通孔22貫穿所述散熱器17和絕緣層21。
[0060]該通孔22設(shè)置在散熱器17的特定位置，具體地，使通孔22位于構(gòu)成發(fā)熱源的器件和電路與不構(gòu)成發(fā)熱源的器件和電路之間，使得功率元件19各發(fā)熱源間熱干擾很少，而且功率元件19的大部分熱量被迅速散出而不傳導(dǎo)到非功率元件14，使得智能功率模塊10性能穩(wěn)定，提高智能功率模塊10的可靠性。
[0061]為了防止通孔22加工誤差，使電路布線18的邊緣與所述通孔22的邊緣之間，以及，所述絕緣層21的邊緣與所述通孔22的邊緣之間具有設(shè)定距離(后續(xù)詳述)。
[0062]此外，所述智能功率模塊10還包括:用于連接所述電路布線18、所述功率元件19和所述非功率元件14以構(gòu)成相應(yīng)電路的金屬線15。
[0063]在此，所述功率元件19、所述非功率元件14、所述電路布線18、所述金屬線15組成的電路，具有橋堆、壓縮機(jī)逆變和功率因素校正功能，或者具有橋堆、壓縮機(jī)逆變、功率因素校正和風(fēng)機(jī)逆變功能，使變頻空調(diào)等應(yīng)用領(lǐng)域的所有發(fā)熱電路集中在一起同時(shí)散熱；本實(shí)施例以具有橋堆、壓縮機(jī)逆變、功率因素校正、風(fēng)機(jī)逆變功能的智能功率模塊10為例進(jìn)行說明，對(duì)于不需要風(fēng)機(jī)逆變功能的應(yīng)用場(chǎng)合，將風(fēng)機(jī)逆變部分去除即可，其他部分完全相同。
[0064]如圖2 (A)和圖2 (C)所示，電路單元1001實(shí)現(xiàn)橋堆功能、電路單元1002實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)逆變功能、電路單元1003實(shí)現(xiàn)功率因素校正、電路單元1004實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)逆變功能。
[0065]在此，所述橋堆、所述壓縮機(jī)逆變的驅(qū)動(dòng)部分、所述功率因素校正的驅(qū)動(dòng)部分、所述風(fēng)機(jī)逆變的驅(qū)動(dòng)部分與其他控制部分間被所述通孔22隔離。
[0066]此外，所述智能功率模塊10還包括:配置在所述功率模塊邊緣、與所述電路布線18連接并向外延伸作為輸入輸出的引腳11。
[0067]在此，根據(jù)智能功率模塊10內(nèi)部電路布局及外圍應(yīng)用需要，所述引腳11可以配置于智能功率模塊10的一個(gè)邊緣、兩個(gè)邊緣、三個(gè)邊緣或四個(gè)邊緣。
[0068]在本實(shí)施例中，所述電路布線18、所述功率元件19和非功率元件14、金屬線15，以及所述引腳11與電路布線18的連接部分由密封樹脂12封裝；所述樹脂12將所述通孔22填充。
[0069]作為一種實(shí)施方式，在所述散熱器17的背面未配置所述皺褶17A的位置也由樹脂12封裝，即使得散熱器17背面配置的皺褶17A從樹脂12中露出。
[0070]另外，所述電路布線18可以在絕緣層21的至少一邊緣形成一個(gè)或多個(gè)焊墊18A ；若為多個(gè)焊墊18A，則所述多個(gè)焊墊18A沿所述絕緣層21的邊緣對(duì)準(zhǔn)排列；所述引腳11通過所述焊墊18A固定，并與所述電路布線18連接。
[0071]以下詳細(xì)闡述本實(shí)用新型實(shí)施例智能功率模塊10各構(gòu)成要素:
[0072]其中，紙質(zhì)散熱器17為濕式碳素復(fù)合材料功能紙，可由粉末和纖維狀碳素材料復(fù)合加工成石墨質(zhì)，該濕式碳素復(fù)合材料可耐受350°C以上的高溫并可根據(jù)需要折疊成任意形狀，得到所述散熱皺褶17A。為了提高抗腐蝕性和防水，表面可進(jìn)行防水處理。
[0073]所述紙質(zhì)散熱器17可以與所述散熱皺褶17A —體制成，也可以與所述散熱皺褶17A通過高溫膠水粘接。
[0074]其中，紙質(zhì)散熱器17的兩面平整，而散熱皺褶17A的形狀不規(guī)則；所述紙質(zhì)散熱器17與散熱皺褶17A也可以為采用不同厚度的濕式碳素復(fù)合材料，其中，為了增加機(jī)械強(qiáng)度，紙質(zhì)散熱器17采用較厚的濕式碳素復(fù)合材料，其厚度優(yōu)選為1.5mm?2.5_，實(shí)際設(shè)計(jì)中，薄處厚度可設(shè)計(jì)為1.5_，厚處厚度可以為2.5_，為了降低成本和增加皺裙17A的密度，散熱皺褶17A采用了較薄的濕式碳素復(fù)合材料，作為一種優(yōu)選方案，厚度可設(shè)計(jì)為0.5_。
[0075]所述絕緣層21可以采用常用的絕緣材料，可以加入二氧化硅、氮化硅、碳化硅等摻雜以提高導(dǎo)熱性，在此，摻雜可以是球形或角形，通過熱壓方式，壓合在紙質(zhì)散熱器17的表面，即正面。
[0076]所述電路布線18由銅等金屬構(gòu)成，形成于絕緣層21上的特定位置，根據(jù)功率需要，電路布線18的厚度可設(shè)計(jì)成0.035mm或0.07mm等，對(duì)于一般的智能功率模塊10，優(yōu)先考慮設(shè)計(jì)成0.07mm，本實(shí)施例中采用0.07mm的厚度。另外，在所述絕緣層21的邊緣，形成有由所述電路布線18構(gòu)成的焊墊18A。在此，在所述絕緣層21的一邊附近設(shè)置多個(gè)對(duì)準(zhǔn)排列的焊墊18A，根據(jù)功能需要，也可在所述絕緣層21的多個(gè)邊緣附近設(shè)置多個(gè)對(duì)準(zhǔn)排列的焊墊18A。
[0077]所述通孔22位于所述電路布線18之間，并且與所述絕緣層21和電路布線18有Imm以上的距離，所述通孔22貫穿所述絕緣層21和所述紙質(zhì)散熱器17，在所述智能功率模塊10被密封樹脂12封裝后，所述通孔22被密封樹脂12完全填充；所述通孔22位于構(gòu)成發(fā)熱源的器件和電路，與不構(gòu)成發(fā)熱源的器件和電路之間，因?yàn)槊芊鈽渲?2的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)低于紙質(zhì)散熱器17的導(dǎo)熱性，因此可形成對(duì)各發(fā)熱源間的熱隔離、發(fā)熱源與非發(fā)熱源間的橫向熱隔離，并且，發(fā)熱源的底部因具有皺褶17A，由此極大地增加了各發(fā)熱源的縱向熱傳導(dǎo)效率，通孔22使得智能功率模塊10達(dá)到熱隔離。
[0078]此外，為了增加熱隔離效果，作為第一種設(shè)計(jì)方式，每個(gè)通孔22的長(zhǎng)度，可以設(shè)計(jì)為盡量長(zhǎng)；作為第二種設(shè)計(jì)方式，為了提高紙質(zhì)散熱器17的硬度，通孔22的長(zhǎng)度可以設(shè)計(jì)為5mm?6mm，對(duì)于第二種設(shè)計(jì)方式，每個(gè)通孔22間的距離可設(shè)計(jì)為0. 5?1mm，為了提高熱隔離效果，每個(gè)通孔22的橫向?qū)挾?，可設(shè)計(jì)為3_?3. 5_，為了減小智能功率模塊10的體積，每個(gè)通孔22的橫向?qū)挾瓤稍O(shè)計(jì)為1mm?2. 5_。
[0079]所述功率元件19和非功率元件14被固定在電路布線18上構(gòu)成規(guī)定的電路。在此，所述功率元件19可以采用IGBT管、高壓MOSFET管、高壓FRD管、高壓二極管等元件，所述功率元件19通過金屬線15與電路布線18等連接；所述非功率元件14采用集成電路、晶體管或二極管等有源元件、或者電容或電阻等無源元件，面朝上安裝的有源元件等通過金屬線15與電路布線18連接。
[0080]所述金屬線15可以是鋁線、金線或銅線，通過綁定使各功率元件19之間、各非功率元件14之間、各電路布線18之間建立電連接關(guān)系；此外，金屬線15還可以用于使引腳11和電路布線18或功率元件19、非功率元件14之間建立電連接關(guān)系。對(duì)于功率元件19的連接，可采用300 y m?400 y m的鋁線，對(duì)于非功率元件14的電連接，可采用38 y m?125 y m的鋁線，如果存在跨通孔22的連接，優(yōu)選采用250 ym以上的鋁線。
[0081]所述引腳11被固定在設(shè)于電路布線18 —個(gè)邊緣的焊墊18A上，其具有與外部進(jìn)行輸入、輸出的作用。
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