疊層母排及大功率電源模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疊層母排，包括熱壓合成一體的以下各層：工作層，設(shè)置在所述工作層下方的支撐絕緣墊，以及設(shè)置在所述工作層上方的表面絕緣膜；所述工作層包括導(dǎo)體層和隔離絕緣墊；所述導(dǎo)體層包括位于同一平面的至少一條銅條，以及設(shè)置在所述銅條上的輸入端、輸出端和連接開關(guān)；所述至少一條銅條嵌入所述隔離絕緣墊上開設(shè)的、與所述至少一條銅條一一對應(yīng)的通槽中。本發(fā)明實(shí)施例還提供相應(yīng)的大功率電源模塊。本發(fā)明的疊層母排結(jié)構(gòu)緊湊小巧，空間利用率高，重量輕，且所有銅條被壓合到內(nèi)部，絕緣性能和安全性能更高。
【專利說明】疊層母排及大功率電源模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及疊層母排【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種疊層母排及大功率電源模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)大功率電源模塊通常采用疊層母排實(shí)現(xiàn)大電流的輸入輸出。疊層母排一般是多層復(fù)合立體結(jié)構(gòu)，包括有至少兩層導(dǎo)體層，所述導(dǎo)體層包括銅條、開關(guān)件、輸入端和輸出端；外部電流從輸入端進(jìn)入，經(jīng)連接的銅條，再經(jīng)開關(guān)件處理后，成為滿足特定要求的電流，最后從輸出端輸出。
[0003]在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn):由于流經(jīng)銅條的電流較大，通常達(dá)到幾百甚至上千安培，為此需要較大橫截面的銅條來保證滿足載流量，導(dǎo)致在銅條寬度一定值的情況下，銅條厚度較大；同時，為了保證銅條之間的電氣性能安全，銅條之間的間距一般較大；因此，大功率電源模塊的整體架構(gòu)非常龐大，不僅整體重量很重，而且占用太多的空間資源，導(dǎo)致空間資源利用率過低。并且，由于銅條裸露在空氣中，未做任何保護(hù)處理，長時間應(yīng)用會造成銅條表面被腐蝕、污染，給電源模塊的整體性能帶來了隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種疊層母排及大功率電源模塊，以解決現(xiàn)有的大功率電源模塊空間利用率低，所包含的銅條容易腐蝕污染的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明第一方面提供一種疊層母排，包括熱壓合成一體的以下各層:工作層，設(shè)置在所述工作層下方的支撐絕緣墊，以及設(shè)置在所述工作層上方的表面絕緣膜；所述工作層包括導(dǎo)體層和隔離絕緣墊；所述導(dǎo)體層包括位于同一平面的至少一條銅條，以及設(shè)置在所述銅條上的輸入端、輸出端和連接開關(guān)；所述至少一條銅條嵌入所述隔離絕緣墊上開設(shè)的、與所述至少一條銅條一一對應(yīng)的通槽中。
[0006]本發(fā)明第二方面提供一種大功率電源模塊，包括:如本發(fā)明第一方面提供的大功率電源模塊。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果:
[0008]一方面，通過將所有的銅條設(shè)計在同一平面上，可以使整個疊層母排成為一個占用較小空間的扁平結(jié)構(gòu)，提高了空間利用率；并且，所有銅條之間的間隙被隔離絕緣墊填充隔離，隔離絕緣墊相對于空氣具有更高介電性能，從而可以減小銅條之間的設(shè)計間距，進(jìn)一步縮小置層母排的體積，提聞空間利用率。
[0009]另一方面，通過將所有的銅條設(shè)計在同一平面上，不需要為了彼此間連接而在銅條上設(shè)置開孔和壓鉚銅柱，從而使得導(dǎo)體層上電流分布更加均勻，輸出更加平穩(wěn)；并且，可以方便的設(shè)計一個或多個輸入端及輸出端，以便傳輸不同規(guī)格的電流。
[0010]再一方面，所述疊層母排的各層結(jié)構(gòu)通過熱壓合而成，可以減少不必要零件如固定件和螺釘?shù)?，從而減輕了整體重量；也使整個疊層母排的結(jié)構(gòu)更加簡單，更加小巧美觀。并且，所有銅條完全被支撐絕緣墊和表面絕緣膜等壓合到疊層母排內(nèi)部，與外界絕緣，不與外界空氣接觸，從而，可以避免銅條之間的爬電風(fēng)險，可以提高疊層母排的安全可靠性，還可以避免銅條被污染腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的疊層母排的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的疊層母排的組合后的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種疊層母排及大功率電源模塊，以解決現(xiàn)有的大功率電源模塊空間利用率低，所包含的銅條容易腐蝕污染的技術(shù)問題。以下結(jié)合附圖分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例一、
[0015]請參考圖1和2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于大功率電源模塊的疊層母排。
[0016]所述疊層母排200包括熱壓合成一體的以下各層:工作層，該工作層包括導(dǎo)體層210和隔離絕緣墊220，設(shè)置在所述工作層下方的支撐絕緣墊230，以及設(shè)置在所述工作層上方的表面絕緣膜240 ；
[0017]所述導(dǎo)體層210包括位于同一平面的至少一條銅條2101，以及設(shè)置在所述銅條2101上的輸入端2102、輸出端2103和連接開關(guān)2104 ;所述至少一條銅條2101嵌入所述隔離絕緣墊220上開設(shè)的、與所述至少一條銅條--對應(yīng)的通槽2201中。
[0018]可選的/優(yōu)選的，所述疊層母排還可以包括:設(shè)置在所述工作層與所述支撐絕緣墊230之間的、起粘合作用的中間絕緣膜250。以便更好的實(shí)現(xiàn)各層組件之間的粘結(jié)固定。
[0019]下面，對上述各層結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]一、導(dǎo)體層
[0021]所述導(dǎo)體層210是用于承載和處理大電流的組件，外部電流從輸入端2102進(jìn)入，經(jīng)連接的銅條2101，再經(jīng)連接開關(guān)2104處理后，成為滿足特定要求的電流，最后從輸出端2103輸出。所有銅條2101經(jīng)過精心設(shè)計分布在同一個水平面上，輸入端2102和輸出端2103分別位于銅條2101的兩端。所述連接開關(guān)2104與銅條2101連接，用于對流經(jīng)的電流進(jìn)行整流或?yàn)V波等處理，將輸入的電流轉(zhuǎn)換成滿足特定要求的電流。
[0022]一種實(shí)施方式中，所述輸入端2102可以是銅條2101的一端擴(kuò)展而成，其上設(shè)有螺紋孔等連接結(jié)構(gòu)，以便與外部裝置連接；所述輸出端2103是可以在銅條2101的另一端形成的螺紋柱，以便與外部裝置連接。其它實(shí)施方式中，所述輸入端2102和輸出端2103也可以具有其它的結(jié)構(gòu)形式。所述的連接開關(guān)2104和螺紋柱等可以向上端伸展，突出于導(dǎo)體層210主平面，以方便安裝調(diào)試或者與外部裝置連接。
[0023]一種實(shí)施方式中，可以在設(shè)計加工時，保證任意相鄰的兩條銅條分別用于承載方向不同的電流，以便大幅減少雜散電感。
[0024]二、隔離絕緣墊
[0025]所述隔離絕緣墊220與所述導(dǎo)體層210位于同一平面層，兩者相互匹配，隔離絕緣墊220上開設(shè)有與所述至少一條銅條——對應(yīng)的通槽2201，使得，所述至少一條銅條2101可以全部嵌入所述通槽2201中。通槽2201優(yōu)選為鏤空槽。
[0026]所述隔離絕緣墊220主要起固定和絕緣作用，并作為各個銅條2101之間的介電介質(zhì)。隔離絕緣墊220應(yīng)選擇介電參數(shù)較大的絕緣材料制成,至少使介電參數(shù)遠(yuǎn)大于空氣，以便盡量減小各個銅條2101之間的設(shè)計間距，從而減小整個疊層母排的體積，較少對空間資源的占用，提高空間利用率。
[0027]三、支撐絕緣墊和中間絕緣膜
[0028]支撐絕緣墊230是隔離絕緣墊220與導(dǎo)體層210的支撐承載組件，中間絕緣膜250則主要是粘結(jié)組件。中間絕緣膜250的上表面與隔離絕緣墊220與導(dǎo)體層210相接，下表面則與支撐絕緣墊230相接。所述中間絕緣膜250的上、下表面均附著有絕緣固態(tài)膠。在加工過程的熱壓合步驟中，所述絕緣固態(tài)膠受熱熔化成為流動的膠，將支撐絕緣墊230以及隔離絕緣墊220與導(dǎo)體層210粘合在一起，冷卻后，絕緣固態(tài)膠重新成為固態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)上述各層組件之間的粘合固定。
[0029]四、表面絕緣膜
[0030]在銅條之間的間距設(shè)計較小時，如果銅條上表面暴露于空氣中，會有爬電風(fēng)險。爬電是指在絕緣材料的性能降低時受天氣等外界因素如空氣濕度大，接連陰天霉雨季節(jié)，潮濕環(huán)境等使得帶電金屬部位與絕緣材料產(chǎn)生象水紋樣電弧沿著外皮爬的現(xiàn)象。為了避免爬電風(fēng)險，本發(fā)明實(shí)施例在所述導(dǎo)體層210和隔離絕緣墊220上方設(shè)置表面絕緣膜240，實(shí)現(xiàn)將導(dǎo)體層210中的銅條2101徹底壓合到疊層母排內(nèi)部，與外界絕緣，避免與外界空氣等接觸。
[0031]所述表面絕緣膜240的下表面附著有絕緣固態(tài)膠。在加工過程的熱壓合步驟中，所述絕緣固態(tài)膠受熱熔化成為流動的膠，將表面絕緣膜以及隔離絕緣墊220與導(dǎo)體層210粘合在一起，冷卻后，絕緣固態(tài)膠重新成為固態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)上述各層組件之間的粘合固定。
[0032]五、上述各層組件的開孔設(shè)計
[0033]本發(fā)明實(shí)施例中，所述表面絕緣膜240上開設(shè)有使所述輸入端2102和輸出端2103以及連接開關(guān)2104暴露出的第一開口 2401 ;所述支撐絕緣墊230上開設(shè)有與所述輸入端2103和輸出端2104以及連接開關(guān)2401對應(yīng)的第二開口 2301。
[0034]各個第一開口 2401的大小和位置應(yīng)分別與對應(yīng)的輸入端2102和輸出端2103以及連接開關(guān)2104相匹配，以便使所述輸入端、輸出端和連接開關(guān)的上端暴露于所述第一開口 2401中，方便與外部裝置連接。
[0035]各個第二開口 2301的大小和位置分別與對應(yīng)的輸入端2102和輸出端2103以及連接開關(guān)2104上設(shè)計的螺紋孔或螺紋柱一一對應(yīng)匹配即可。
[0036]相應(yīng)的，所述中間絕緣墊250上也開設(shè)有與所述第二開口的大小位置一一對應(yīng)的第三開2501 口。
[0037]上述的第二開口 2301和第三開口 2501是可選的，并非必須需要的結(jié)構(gòu)。
[0038]六、關(guān)于加工方法
[0039]具體應(yīng)用中，可以按照所設(shè)計的形狀結(jié)構(gòu)，分別加工上述的導(dǎo)體層210，隔離絕緣墊220，支撐絕緣墊230，表面絕緣膜240，和中間絕緣膜250。然后，將上述各層組件層疊在一起，進(jìn)行熱壓合，在加熱條件下，表面絕緣膜和中間絕緣膜表面的固態(tài)膠會受熱后變成流動的液態(tài)膠，將所有結(jié)構(gòu)件粘合在一起。并且，流動的液態(tài)膠能夠有效填充各層結(jié)構(gòu)組件之間的細(xì)小縫隙，進(jìn)一步提高整體電氣的安全可靠性。最終，經(jīng)過熱壓合后形成一個整體的成品疊層母排如圖2所示?？梢?，本發(fā)明實(shí)施例的疊層母排呈結(jié)構(gòu)緊湊的扁平形狀，體積很小。
[0040]綜上，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種疊層母排，該疊層母排具有以下技術(shù)效果:
[0041]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例在保證疊層母排性能的情況下，通過將所有的銅條設(shè)計在同一平面上，可以使整個疊層母排成為一個占用較小空間的扁平結(jié)構(gòu)，相對于現(xiàn)有的多層復(fù)合立體結(jié)構(gòu)的疊層母排，提高了空間利用率；并且，所有銅條之間的間隙被隔離絕緣墊填充隔離，隔離絕緣墊相對于空氣具有更高介電性能，從而可以減小銅條之間的設(shè)計間距，進(jìn)一步縮小置層母排的體積，提聞空間利用率。
[0042]第二方面，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用兩層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的疊層母排，由于結(jié)構(gòu)限制，該種兩層的疊層母排一般只能有一個輸入端和一個輸出端，只能應(yīng)用于一種規(guī)格的電流傳輸。而本發(fā)明實(shí)施例中，由于所有銅條被設(shè)計在同一個平面上，因此，可以很方便的設(shè)計一個或多個輸入端，相應(yīng)的，所述輸出端也可以設(shè)計有一個或者多個，不同的輸入端可以輸出不同大小的電流，不同的輸出端可以輸出不同大小的經(jīng)過處理后的電流。
[0043]第三方面，現(xiàn)有的兩層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的疊層母排的各層銅條上需要設(shè)置很多開孔和壓鉚銅柱，以便進(jìn)行彼此間的連接，這些銅條上設(shè)置的開孔和壓鉚銅柱會導(dǎo)致電流分布不均勻，例如局部過于密集，從而導(dǎo)致電流輸出不平穩(wěn)。而本發(fā)明實(shí)施例通過將所有的銅條設(shè)計在同一平面上，不需要為了彼此連接而在銅條上設(shè)置開孔和壓鉚銅柱，從而使得導(dǎo)體層上電流分布更加均勻，輸出更加平穩(wěn)。
[0044]第四方面，相對于現(xiàn)有的雙層或多層疊層母排通過上下層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)減少雜散電感的方案，本發(fā)明實(shí)施例可以利用同一層的相鄰銅條承載異向電流來減少雜散電感，從而可以更好的減少雜散電感，結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。
[0045]第五方面，所述疊層母排的各層結(jié)構(gòu)通過熱壓合而成，可以減少不必要零件如固定件和螺絲等，從而減輕了整體重量；也使整個疊層母排的結(jié)構(gòu)更加簡單，更加小巧美觀。
[0046]第六方面，所有銅條完全被支撐絕緣墊和表面絕緣膜等壓合到疊層母排內(nèi)部，整體上與外界絕緣，不與外界空氣接觸，從而，可以避免銅條之間的爬電風(fēng)險，可以提高疊層母排的安全可靠性，還可以避免銅條被污染腐蝕。
[0047]第七方面，采用絕緣固態(tài)膠作為層間粘結(jié)劑，由于絕緣固態(tài)膠受熱熔化變成液態(tài)膠的特性，膠水可以油條填充在各層組件之間的細(xì)小縫隙中，進(jìn)一步提高整個疊層母排的絕緣性能和安全可靠性能。
[0048]第八方面，本發(fā)明的疊層母排整體結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝也更加簡單，其各個組件可以采用專用模具一次成型，從而可以大大提升生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。
[0049]實(shí)施例二、
[0050]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種大功率電源模塊，包括:如實(shí)施例一所述的疊層母排。該種大功率電源模塊具有上述疊層母排所具有的的各種優(yōu)點(diǎn)。
[0051]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的疊層母排以及大功率電源模塊進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種疊層母排，其特征在于，包括熱壓合成一體的以下各層: 工作層，設(shè)置在所述工作層下方的支撐絕緣墊，以及設(shè)置在所述工作層上方的表面絕緣膜；所述工作層包括導(dǎo)體層和隔離絕緣墊；所述導(dǎo)體層包括位于同一平面的至少一條銅條，以及設(shè)置在所述銅條上的輸入端、輸出端和連接開關(guān)；所述至少一條銅條嵌入所述隔離絕緣墊上開設(shè)的、與所述至少一條銅條一一對應(yīng)的通槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層母排，其特征在于，還包括: 設(shè)置在所述工作層與所述支撐絕緣墊之間的、起粘合作用的中間絕緣膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊層母排，其特征在于: 所述表面絕緣膜上開設(shè)有使所述輸入端和輸出端以及連接開關(guān)暴露出的第一開口 ；所述支撐絕緣墊上開設(shè)有與所述輸入端和輸出端以及連接開關(guān)對應(yīng)的第二開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疊層母排，其特征在于: 所述輸入端、輸出端和連接開關(guān)上設(shè)有連接用螺紋孔或螺紋柱，所述第二開口與所述螺紋孔或螺紋柱一一對應(yīng)匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疊層母排，其特征在于: 所述中間絕緣膜的兩面，所述表面絕緣膜的內(nèi)表面，設(shè)有絕緣膠。
6.一種大功率電源模塊，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求1至5中任一所述的疊層母排。
【文檔編號】H01R25/16GK104466568SQ201310442537
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉瀟龍 申請人:深南電路有限公司