本实用新型涉及功率模块技术领域，尤其涉及一种高散热率的功率模块。
背景技术：
功率模块主要由铜底板、覆金属陶瓷基板(DBC基板)、半导体芯片以及电极端子和壳体构成，数个功率半导体芯片，如MOSFET或IGBT芯片以及二极管芯片被集成并被焊接于或被粘贴于覆金属陶瓷基板的金属层上，同时电极端子也焊接在覆金属陶瓷基板的金属层上并穿出壳体与外部设备连接，将输入的直流电转变为三相交流电输出，而广泛用于工业控制如电气传动、电机控制等、UPS、汽车驱动和混合动力、太阳能、风能、焊机、感应加热、医疗机械、消费类电子如空调等以及机车牵引和有源滤波等诸多领域。
功率器件的功率越来越高，半导体芯片的功耗也在逐渐增加，往往半导体芯片所产生的热量也越来越大，如半导体芯片的热量不及时散出，会严重影响功率模块的工作性能。目前，对功率模块的散热大多采用风冷散热，但是，风冷对流热换的最大热流密度不会超过50W/cm2，不能满足散热需求，导致散热率并不高，因此，高效实时的散热方式的研究势在必行。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：为解决现有的功率模块采用风冷散热，风冷对流热换的最大热流密度不会超过50W/cm2，不能满足散热需求的问题，本实用新型提供一种高散热性功率模块。
本实用新型的技术方案如下：
一种高散热率的功率模块，包括从下到上依次排列的底板、下铜箔层、中间陶瓷层、上铜箔层和功率元器件，还包括外壳，功率元器件包括电极和引脚，其特征在于，所述底板的底部与外壳接触，所述底板的底部设有与外界连通的流体通道，所述流体通道的内壁为凹凸不平的形状，所述下铜箔层、中间陶瓷层、上铜箔层和功率元器件的侧壁外壳的内壁不接触，所述外壳的侧壁设有多个通风孔。
具体地，所述底板底部的流体通道均匀设置，流体通道的一端为入口，另一端为出口，所述外壳内部设有密封区一和密封区二，所述密封区一和密封区二分别位于流体通道的入口和出口两侧；所述外壳还包括与密封区一连接的流体进管、与密封区二连接的流体出管。
进一步地，所述密封区一和密封区二的长度和所述底板的长度相同；所述密封区一和密封区二的高度大于所述流体通道的高度且小于所述底板的高度。
进一步地，所述底板和下铜箔层之间设有第一过渡层，所述上铜箔层和功率元器件之间设有第二过渡层。
具体地，所述底板的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、铝碳化硅中的任意一种。
进一步地，所述流体通道的内部涂覆有一层耐腐蚀性材料。
采用上述方案后，本发明的有益效果如下：
(1)本实用新型结合了两种散热方式，对功率模块进行更好的散热，并且，当功率模块散发热量不大时，可以通过流体通道和通风孔中的任意一种散热，可以减小耗能，发热量大时，通过两种散热方式进行散热，散热效果好。
(2)本实用新型的流体通道的内壁为凹凸不平的形状，可以打破流体边界层，使流体发生周期性扰动，增大流体渗混，显著增强流体的对流换热能力，同时流体的流动阻力也有所降低。
(3)所述密封区一和密封区二的高度大于所述流体通道的高度且小于所述底板的高度。这是为了使得底板同时可以采用两种方式进行散热，进一步提高散热效果。
(4)本实用新型在底板上设置第一过渡层和第二过渡层，能够有效地降低模块工作时由于底板与覆铜陶瓷基板或功率元器件及其裸芯片之间热膨胀系数(CTE)差异产生的热应力，提高了模块的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的剖视图；
图2为本实用新型的俯视图；
图中标记：1-底板，2-下铜箔层，3-中间陶瓷层，4-上铜箔层，5-功率元器件，6-外壳，7-电极，8-引脚，9-流体通道，10-通风孔，11-密封区一，12-密封区二，13-流体进管，14-流体出管，15-第一过渡层，16-第二过渡层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种高散热率的功率模块，包括从下到上依次排列的底板1、下铜箔层2、中间陶瓷层3、上铜箔层4和功率元器件5，还包括外壳6，功率元器件5包括电极7和引脚8，所述底板1的底部与外壳6接触，所述底板1的底部设有与外界连通的流体通道9，所述流体通道9的内壁为凹凸不平的形状，所述下铜箔层2、中间陶瓷层3、上铜箔层4和功率元器件5的侧壁外壳6的内壁不接触，所述外壳6的侧壁设有多个通风孔10。
所述底板1底部的流体通道9均匀设置，流体通道9的一端为入口，另一端为出口，所述外壳6内部设有密封区一11和密封区二12，所述密封区一11和密封区二12分别位于流体通道9的入口和出口两侧；所述外壳6还包括与密封区一11连接的流体进管13、与密封区二12连接的流体出管14。所述密封区一11和密封区二12的长度和所述底板1的长度相同；所述密封区一11和密封区二12的高度大于所述流体通道9的高度且小于所述底板1的高度。
本实用新型的工作原理是：应当知晓，本实用新型的流体可以是水流、空气或者其他流动的介质，下面，将以水流具体，对本实用新型的原理进行说明，本领域技术人员可以将水流更换成其他流体。使用时，将流体管道连接外部的能够出水的设备，流体出管14一直延伸到功率模块或者整个器件(功率模块为整个器件的一部分)的外面，水流可以是温度较低的水流，水流从整个流体通道9流通，对功率模块起到散热的作用，同时，本实用新型的外壳6的侧壁还具有通风孔10，下铜箔层2、中间陶瓷层3、上铜箔层4和功率元器件5的侧壁外壳6的内壁不接触，外壳6内部形成了围绕下铜箔层2、中间陶瓷层3、上铜箔层4和功率元器件5侧面的气流通道，全方位地对功率模块进行散热。因此，本实用新型结合了两种散热方式，对功率模块进行更好的散热，并且，当功率模块散发热量不大时，可以通过流体通道9和通风孔10中的任意一种散热，可以减小耗能，发热量大时，通过两种散热方式进行散热，散热效果好。本实用新型的流体通道9呈凹凸交错的波浪形结构，波浪形结构的凹面和凸面均为圆弧面，则可以打破流体边界层，使流体发生周期性扰动，增大流体渗混，显著增强流体的对流换热能力，同时流体的流动阻力也有所降低。
密封区一11和密封区二12的长度和所述底板1的长度相同；所述密封区一11和密封区二12的高度大于所述流体通道9的高度且小于所述底板1的高度。这是为了使得底板1同时可以采用两种方式进行散热，进一步提高散热效果。
实施例2
在实施例1的基础上，所述底板1和下铜箔层2之间设有第一过渡层15，所述上铜箔层4和功率元器件5之间设有第二过渡层。16由于各层材料属性不同，其热力学行为也不尽相同，当模块工作温度发生周期性的变化时，模块结构中各层材料由于热膨胀系数CTE的差异将产生热应力，引起模块焊料层发生热疲劳。本实用新型在底板1上设置第一过渡层15和第二过渡层，能够有效地降低模块工作时由于底板1与覆铜陶瓷基板或功率元器件5及其裸芯片之间热膨胀系数(CTE)差异产生的热应力，提高了模块的可靠性。所述底板1的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、铝碳化硅中的任意一种。
实施例3
在实施1或实施例2中任意一项的基础上，所述流体通道9的内部涂覆有一层耐腐蚀性材料。本实用新型可选用特氟隆为耐腐蚀性材料，俗称塑料王,是当今世界上矾最耐腐蚀的材料之一,是制造液气体管道、热交换器等内容设备连接处的理想密封材料。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。