一文了解功率半导体散热基板工作原理

受益于下游新能源汽车产业的蓬勃发展，车规级功率半导体模块散热基板需求快速增长。

散热基板作为电控功率模块的重要组成部件与核心散热功能结构，通过改善功率模块散热性能，进而提升电机控制器功率密度，最终达到优化电驱动系统性能的效果。

铜针式散热基板图源：黄山谷捷

散热方式与结构

从实践看，目前常见的功率模块热管理方式主要有空冷散热和液冷散热。

空冷散热一般分为自然对流散热和强迫对流散热。自然对流的散热路径主要是芯片将热量传递给散热器上的翅片，热量通过翅片自然对流散发。其优点是结构简单可靠，但由于自然对流冷却的热交换系数较低，因此无法满足大功率模块的散热需求。

强迫对流是在自然对流的结构基础上增加散热风扇，通过加速翅片表面的空气流动性提高散热效率。虽然强迫对流散热在一定条件下可以满足部分大功率模块的散热要求，但因风扇的存在，需要增加额外的通风结构设计，其体积一般较大，且同时会有噪声，因此空冷散热并没有在车规级功率模块中得到广泛使用。

而液冷散热又分为间接液冷与直接液冷，目前车规级功率模块采取的主流散热方式为液冷散热，其体积较小且性能稳定可靠。两者结构区别如下：

相比间接液冷散热，直接液冷散热不需要导热硅脂，也无需使用液冷板，模块整体热阻值可降低 30%左右，因而已成为车规级功率模块的主流散热方式。包括英飞凌、博世、安森美、日立、中车时代、斯达半导等在内的知名厂商生产的车规级功率模块均主要采用直接液冷散热，搭配针式散热基板。

来源：黄山谷捷招股书

原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：一文了解功率半导体散热基板工作原理