[发明专利]电动装置和制造电动装置的方法

说明书

本发明提供一种电动装置，该电动装置包括：具有电路载体的功率模块，在该电路载体上设置有电路部件；冷却结构；以及设置在该电路载体与该冷却结构之间的中间结构，其中，该冷却结构由第一金属材料制成，并且该中间结构由第二金属材料制成，该第二金属材料的热导率比该第一金属材料的热导率更高。本发明还提供一种制造该电动装置的方法。

技术领域

本发明涉及电力电子工业领域，尤其涉及一种具有冷却结构的电动装置以及一种制造电动装置的方法。

背景技术

功率耗散高的功率模块通常是液体冷却的。实现液体冷却的最常见的方法是将功率模块组装到冷却板上，例如，带有用于流体流动的集成管的金属板上。热界面材料(TIM)需要设置在功率模块和冷却板之间。

这种间接液体冷却方法的缺点是TIM中的热阻相对高。为了克服这个缺点并且改善热性能，TIM需要被消除。

解决方案是使冷却剂与要冷却的表面直接液体接触。直接液体冷却的最常见方法是在要冷却的表面上引入冷却翅片或针状翅片，以增加与流体接触的面积。然而，现在的直接液体冷却方法存在其他缺点，比如：(1)最佳的热解决方案要求通道宽度小于通常应用的锻造工艺可能达到的宽度；(2)在针状翅片与浴盆之间的旁路的容差引起冷却性能的变化；以及(3)由于相对较大的通道宽度，在高绝对液体压力下冷却板的变形。

所以需要一种用于在不使用TIM的情况下将冷却板附着到功率模块同时改善热导率和热传递的均匀性的技术解决方案。进一步地，还需要一种用于提供更窄的流体流动通道以实现最佳冷却效果的技术解决方案。

发明内容

已经做出了本发明以克服或减轻现有技术中的以上缺点中的至少一个方面。

因此，本发明的目的是提供一种具有集成的冷却结构的功率模块。

在本披露的一个方面中，提供了一种电动装置，该电动装置包括：具有电路载体的功率模块，在该电路载体上设置有电路部件；冷却结构；以及设置在电路载体与冷却结构之间的中间结构，其中，冷却结构由第一金属材料制成，并且中间结构由第二金属材料制成，第二金属材料的热导率比第一金属材料的热导率更高。

在一个实施例中，冷却结构直接连接到中间结构。这种配置的很大的优点在于，热量从中间结构传送到冷却结构而热量不必穿过一个或多个附加层，附加层将不可避免地增加传导路径的热阻，并因此阻碍电动装置内的部件的有效冷却。

在一个实施例中，中间结构直接连接到电路载体。这种配置的很大的优点在于，热量从电路载体传送到中间结构而热量不必穿过一个或多个附加层，附加层将不可避免地增加传导路径的热阻，并因此阻碍安装在电路载体上的部件的有效冷却。

在一个实施例中，第二金属材料的热膨胀系数小于第一金属材料的热膨胀系数。

在一个实施例中，冷却结构由铝制成，并且其中，中间结构包括铜基结构。

在一个实施例中，铜基结构包括铜板。

在一个实施例中，铜板的厚度在25μm至5mm的范围内。

在一个实施例中，中间结构被熔焊到冷却结构上。

在一个实施例中，中间结构通过焊接或低压银烧结而结合到电路载体的底表面上。

在一个实施例中，电路载体包括基板、直接敷铜板与印刷电路板中的任一个。

在一个实施例中，冷却结构包括：具有空腔的壳体；设置在壳体的空腔内的流量分配器；以及盖板，该盖板被配置成密封壳体的空腔并且附接到中间结构。

在一个实施例中，冷却结构包括：主体，该主体顶表面中形成有流体流动通道；以及盖板，该盖板覆盖主体的顶表面以密封流体流动通道，并且附接到中间结构。