具有嵌入式电力电子设备的电力电子组件的制作方法

本说明书一般而言涉及电力电子组件，更具体而言，涉及用于具有低总体热阻同时实现紧凑封装尺寸的电力电子组件的装置和方法。

背景技术：

1、由于车辆中电子器件的使用越来越多，需要使电子系统更紧凑。这些电子系统的一个部件是用作逆变器中的开关的电力电子设备。电力电子设备由于产生热量而具有大的冷却要求。

2、另外，常规上由硅组成的电力电子设备现在已经有由碳化硅组成的趋势。碳化硅的使用会产生更大的热通量，因为它限定了更小的设备占用面积。由于这些原因以及其它原因，需要改进电力电子设备的冷却，同时维持紧凑的封装尺寸。

技术实现思路

1、在一个实施例中，一种电力电子组件，包括：电路板组件，该电路板组件包括：第一电绝缘层；电绝缘基板；设置在第一电绝缘层和电绝缘基板之间的层压板，该层压板包括：电力电子设备组件，该电力电子设备组件包括：s单元(s-cell)，该s单元包括：石墨层；以及包覆石墨层的金属层，在金属层的外表面中形成有凹槽；以及部署在s单元的外表面的凹槽内的电力电子设备；以及设置在电绝缘基板内的一个或多个导电层。

2、在另一个实施例中，一种电力电子组件，包括：电路板组件，该电路板组件包括：第一电绝缘层；电绝缘基板；设置在第一电绝缘层和电绝缘基板之间的层压板，该层压板包括：多个电力电子设备组件，每个电力电子设备组件包括：s单元，该s单元包括：石墨层；以及包覆石墨层的金属层，在金属层的外表面中形成有凹槽；以及部署在s单元的外表面的凹槽内的电力电子设备；以及设置在电绝缘基板内的一个或多个导电层，将电力电子设备中的每个电力电子设备热耦合到一个或多个导电层的多个热贯通孔；以及冷板，结合到电路板组件的每个s单元的金属层经由第一电绝缘层结合到冷板的第一表面。

3、在又一个实施例中，一种方法，包括：在冷板的第一表面上设置第一电绝缘层；在第一电绝缘层上设置与冷板相对的层压板，该层压板包括：电力电子设备组件，该电力电子设备组件包括：s单元，该s单元包括：石墨层；以及包覆石墨层的金属层，在金属层的外表面中形成有凹槽；以及部署在s单元的外表面的凹槽内的电力电子设备；在层压板上层压与第一电绝缘层相对的第一双层电路对；穿过第一双层电路对激光钻贯通孔；以及用导电材料填充贯通孔以将第一双层电路对热耦合到电力电子设备。

4、根据以下详细描述并结合附图，本文描述的实施例提供的这些和附加特征将被更充分地理解。

技术特征：

1.一种电力电子组件，包括：

2.如权利要求1所述的电力电子组件，其中所述层压板包括：

3.如权利要求2所述的电力电子组件，其中所述层压材料包括fr-4。

4.如权利要求1所述的电力电子组件，其中所述第一电绝缘层和所述电绝缘基板各自包括绝缘金属基板介电膜。

5.如权利要求1所述的电力电子组件，其中所述电路板组件还包括多个贯通孔，所述多个贯通孔延伸穿过所述电绝缘基板并将所述电力电子设备热耦合到所述一个或多个导电层。

6.如权利要求1所述的电力电子组件，其中所述s单元具有大于所述s单元的宽度的长度。

7.如权利要求1所述的电力电子组件，还包括冷板，其中所述电路板组件通过所述第一电绝缘层结合到所述冷板的表面。

8.一种电力电子组件，包括：

9.如权利要求8所述的电力电子组件，其中：

10.如权利要求9所述的电力电子组件，其中所述层压材料包括fr-4。

11.如权利要求8所述的电力电子组件，其中所述第一电绝缘层和所述电绝缘基板各自包括绝缘金属基板介电膜。

12.如权利要求5所述的电力电子组件，其中所述s单元具有大于所述s单元的宽度的长度。

13.一种方法，包括：

14.如权利要求13所述的方法，还包括在所述第一双层电路对上层压与所述层压板相对的第二双层电路对。

15.如权利要求14所述的方法，还包括穿过所述第二双层电路对激光钻贯通孔。

16.如权利要求15所述的方法，还包括用所述导电材料填充延伸穿过所述第二双层电路对的贯通孔，以将所述第二双层电路对热耦合到所述第一双层电路对。

17.如权利要求16所述的方法，还包括将表面安装电子器件安装到所述第二双层电路对上。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述第一双层电路对和所述第二双层电路对各自包括一对导电层和位于其间的电绝缘层。

19.如权利要求18所述的方法，其中蚀刻所述第一双层电路对的所述一对导电层和所述第二双层电路对的所述一对导电层。

20.如权利要求13所述的方法，其中所述层压板包括：

技术总结
本公开涉及具有嵌入式电力电子设备的电力电子组件。电力电子组件包括电路板组件，该电路板组件包括第一电绝缘层、电绝缘基板、设置在第一电绝缘层和电绝缘基板之间的层压板、以及设置在电绝缘基板内的一个或多个导电层。层压板包括电力电子设备组件，该电力电子设备组件包括S单元和电力电子设备。S单元包括石墨层和包覆石墨层的金属层。在金属层的外表面中形成凹槽，并且电力电子设备部署在S单元的外表面的凹槽内。

技术研发人员：周锋,樊天竺
受保护的技术使用者：丰田自动车工程及制造北美公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22