CN109427690A - Mos管组件以及车载充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MOS管组件以及车载充电器，MOS管组件包括：MOS管、安装基板、金属基板和散热器，所述MOS管固定在所述安装基板上，所述安装基板上嵌入有氮化铝，所述金属基板贴设在所述安装基板的下方，所述散热器贴设在所述金属基板的下方。由此，通过将氮化铝嵌入安装基板上，能够提高对MOS管的散热效率，也能够起到对MOS管与散热器之间的绝缘作用，同时，把金属基板贴设在安装基板和散热器的之间，能够增加安装基板的强度，也能够增大热容和散热面积。

Description

MOS管组件以及车载充电器
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种MOS(Metal-Oxide-Semiconductor-金属-氧化物-半导体)管组件以及具有该MOS管组件的车载充电器。
背景技术
相关技术中，常用的散热方法是在MOS管与散热器之间放置0.15-0.35mm厚的绝缘垫片，将MOS管散热面贴在绝缘垫片上，同时为了保证接触面足够大，增加压条或锁螺钉的方式将MOS管锁紧到散热器上，单位面积总体散热热阻Rt＝2.05℃/W，即发热功率每瓦会产生2.05℃的温升。另一种散热方法是将MOS管贴在铝基板上进行散热，铝基板与散热器可以直接贴合，MOS管与铝基板之间通过氮化铝层进行绝缘，单位面积其总体散热热阻Rt＝1.45℃/W。
其中，绝缘垫片的导热率有限，无法做得很高，因此绝缘垫片的热阻会比较大，会导致器件温升较高，降低MOS管的利用率，另外，使用螺钉固定会导致爬电距离不足，无法满足更高的安规要求，而且，使用压条固定在振动条件下会存在压条弹性衰减，导致散热不良，增加失效的概率。
还有，氧化铝导热率不是很高，厚度增加后热阻增大，但是要求更高的耐压必须增加厚度，因此现有的铝基板在耐压和导热率方面无法做到同时满足，同时，氧化铝层硬度高，抗压能力较差，因此无法做面积较大的基板。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种MOS管组件，该MOS管组件能够提高MOS管的散热效率。
本发明进一步地提出了一种车载充电器。
根据本发明的MOS管组件包括：MOS管、安装基板、金属基板和散热器，所述MOS管固定在所述安装基板上，所述安装基板上嵌入有氮化铝，所述金属基板贴设在所述安装基板的下方，所述散热器贴设在所述金属基板的下方。
根据本发明的MOS管组件，通过将氮化铝嵌入安装基板上，能够提高对MOS管的散热效率，也能够起到对MOS管与散热器之间的绝缘作用，同时，把金属基板贴设在安装基板和散热器的之间，能够增加安装基板的强度，也能够增大热容和散热面积。
可选地，所述安装基板上形成有焊盘，所述MOS管焊接在所述焊盘上。
进一步地，所述焊盘和所述金属基板之间嵌入有氮化铝。
具体地，所述焊盘的底部镂空设置以嵌入所述氮化铝，所述氮化铝贴设在所述金属基板的顶部。
可选地，所述氮化铝的厚度为d，其中0.5mm≤d≤2mm。
进一步地，所述安装基板为PCB板，所述PCB板通过紧固件固定在所述散热器上。
具体地，所述MOS管与所述PCB板的连接方式为贴片锡焊。
可选地，所述金属基板为铜板。
进一步地，所述金属基板的下表面直接贴合在所述散热器的上表面上。
根据本发明的车载充电器，包括上述的MOS管组件。
附图说明
图1是根据本发明实施例的MOS管组件的剖视图。
附图标记：
MOS管组件10；
MOS管1；安装基板2；氮化铝21；金属基板3；散热器4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1详细描述一下根据本发明实施例的MOS管组件10。
如图1所示，根据本发明实施例的MOS管组件10包括：MOS管1、安装基板2、金属基板3和散热器4，MOS管1固定设置在安装基板2上，安装基板2上嵌入有氮化铝21，例如：可以在安装基板2上设置有开孔，将氮化铝21嵌入到开孔内，也可以在安装基板2上设置有凹槽，将氮化铝21嵌入到凹槽内，但本发明不限于此，只要在安装基板2上设置的结构能够将氮化铝21嵌入到安装基板2上即可。金属基板3贴设在安装基板2的下方，散热器4贴设在金属基板3的下方。
其中，MOS管1在工作时，热量通过氮化铝21导入到金属基板3上，再通过金属基板3导入散热器4上，从而可以利用氮化铝21非常高的导热率将热量散发出去。具体地，单位面积下，计算其总体散热热阻约是0.563℃/W，能够比传统散热方式提高散热率60％-70％，从而可以提高对MOS管1的散热效率，并且，氮化铝21耐压可达到20KV/mm，能够起到高耐压的作用，由此，将安装基板2上嵌入有氮化铝21的部分贴设在安装基板2和散热器4的之间，可以起到对MOS管1与散热器4之间的绝缘作用。
另外，把金属基板3贴设在安装基板2和散热器4的之间，当把安装基板2固定设置在散热器4上时，金属基板3会对安装基板2起到支撑作用，能够保证安装基板2在固定时不会变形，从而可以增加安装基板2的强度，同时，会增大金属基板3与安装基板2和散热器4的接触面积，从而也可以增大散热面积和热容。其中，氮化铝21用料少，价格便宜，这样设置可以节约制造成本。
可选地，安装基板2上形成有焊盘，例如：可以在安装基板2上先度铜，然后再度锡，这样就会在安装基板2上形成焊盘结构，可以实现把MOS管1焊接在焊盘上，焊盘起到对MOS管1位置固定作用，这样能够提高MOS管1与安装基板2的连接可靠性，从而可以提升MOS管组件10的结构稳定性。
进一步地，焊盘和金属基板3之间嵌入有氮化铝21，安装基板2底部压合金属基板3，氮化铝21上端与MOS管1焊盘直接贴合，下端与金属基板3直接贴合，这样设置能够使MOS管1与散热器4之间达到超高耐压值，从而可以达到更好的绝缘效果。
具体地，焊盘的底部镂空设置，这样在焊盘的底部可以嵌入氮化铝21，氮化铝21贴设在金属基板3的顶部，这样能够在焊盘的底部嵌入大量的氮化铝21，从而可以更好地进行散热，进而可以提升MOS管组件10的工作性能。
具体地，氮化铝21的厚度设置为d，其中0.5mm≤d≤2mm，这样设置可以进一步实现氮化铝21在MOS管1与散热器4之间的绝缘作用，从而可以达到MOS管组件10在工作中的耐压值。
可选地，氮化铝21的厚度可以设置为d＝1mm，这样设置能够进一步保证使MOS管1与散热器4之间达到超高耐压值，从而可以进一步达到绝缘效果。
进一步地，安装基板2设置为PCB板，PCB板通过紧固件固定在散热器4上，PCB板可以通过螺钉的连接方式固定设置在散热器4上，并且，PCB板的加工材料以FR-4(耐燃材料等级的代号)材料为加工材料，FR-4材料具有很强的抗折弯能力，这样设置可以将PCB板的面积做大，也可以简化设计。其中，PCB板的厚度可以根据实际应用选取，PCB板是指印制电路板。
具体地，MOS管1与PCB板的连接方式设置为贴片锡焊，这样设置可以把MOS管1更好地焊接在PCB板上，从而可以提高MOS管1与PCB板连接处的结构强度，进而可以提升MOS管组件10的工作可靠性。
具体地，金属基板3设置为铜板，铜板与散热器4之间不需要绝缘，铜板与散热器4之间可以不设置绝缘物质，从而可以减小热阻，进而可以有助于散热器4将热量带走。
可选地，安装基板2的上表面积和金属基板3的上表面积相同，这样设置能够使安装基板2与金属基板3的接触面积变大，也能够增大氮化铝21与金属基板3的接触面积，从而可以有助于氮化铝21与金属基板3之间热量的传递，进而可以提高MOS管组件10的散热效率。
进一步地，金属基板3的下表面直接贴合在散热器4的上表面上，这样设置可以进一步可以减小热阻，从而可以加快散热器4将热量带走的速度。
根据本发明实施例的车载充电器，包括上述实施例的MOS管组件10，MOS管组件10设置安装在车载充电器上，该MOS管组件10可以提高对MOS管1的散热效率，也可以起到对MOS管1与散热器4之间的绝缘作用，从而可以提升客户使用满意度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种MOS管组件，其特征在于，包括：
MOS管；
安装基板，所述MOS管固定在所述安装基板上，所述安装基板上嵌入有氮化铝；
金属基板，所述金属基板贴设在所述安装基板的下方；
散热器，所述散热器贴设在所述金属基板的下方。
2.根据权利要求1所述的MOS管组件，其特征在于，所述安装基板上形成有焊盘，所述MOS管焊接在所述焊盘上。
3.根据权利要求2所述的MOS管组件，其特征在于，所述焊盘和所述金属基板之间嵌入有氮化铝。
4.根据权利要求3所述的MOS管组件，其特征在于，所述焊盘的底部镂空设置以嵌入所述氮化铝，所述氮化铝贴设在所述金属基板的顶部。
5.根据权利要求1所述的MOS管组件，其特征在于，所述氮化铝的厚度为d，其中0.5mm≤d≤2mm。
6.根据权利要求1所述的MOS管组件，其特征在于，所述安装基板为PCB板，所述PCB板通过紧固件固定在所述散热器上。
7.根据权利要求6所述的MOS管组件，其特征在于，所述MOS管与所述PCB板的连接方式为贴片锡焊。
8.根据权利要求1所述的MOS管组件，其特征在于，所述金属基板为铜板。
9.根据权利要求1所述的MOS管组件，其特征在于，所述金属基板的下表面直接贴合在所述散热器的上表面上。
10.一种车载充电器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的MOS管组件。
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CN205510524U (zh) * 2015-09-22 2016-08-24 乐健集团有限公司 带有导热且电绝缘散热器的印刷电路板及功率半导体组件

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