[發明專利]帶有雙散熱器的功率模塊

在審

• 申請號: 201310666548.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN104701274A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 張銀;王曉寶;趙善麒
• 申請（專利權）人: 江蘇宏微科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/498
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 賈海芬

技術領域

本發明涉及一種帶有雙散熱器的功率模塊，屬于功率模塊的散熱技術領域。

背景技術

半導體功率模塊主要包括銅基板、覆金屬陶瓷基板、半導體芯片以及電極端子和殼體。半導體功率模塊在工作過程中，半導體芯片所產生的熱量是通過銅基板傳遞至與其下部的散熱器上，將半導體芯片的熱量散出。隨著技術的發展，功率器件的功率越來越高，半導體芯片的功耗也在逐漸增加，往往半導體芯片所產生的熱量也越來越大，如半導體芯片的熱量不及時散出，嚴重影響功率模塊的工作性能。目前功率模塊的散熱機構大都采用翅片式的散熱器，該散熱器連接在銅基板的底部，因此半導體芯片呈單面散熱，而單面散熱已經不能滿足大功率半導體芯片的散熱要求，現在迫切需要采用新的技術來解決散熱的性能從而保證模塊高效可靠的長時間使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構合理，能降低制造難度和制造成本，能提高功率模塊散熱可靠性的帶有雙散熱器的功率模塊。

本發明為達到上述目的的技術方案是：一種帶有雙散熱器的功率模塊，包括銅基板、覆金屬陶瓷基板和半導體芯片，其特征在于：所述的覆金屬陶瓷基板包括上覆金屬陶瓷基板和下覆金屬陶瓷基板，下覆金屬陶瓷基板固定在銅基板，銅基板與下散熱器固定連接，半導體芯片設置在上覆金屬陶瓷基板和下覆金屬陶瓷基板之間，且半導體芯片的集電極與下覆金屬陶瓷基板連接、發射極和柵極分別與上覆金屬陶瓷基板上的發射極區和柵極區連接，上散熱器固定在上覆金屬陶瓷基板的頂部，中空的印制電路板安裝在銅基板上，上覆金屬陶瓷基板其發射極引出端和柵極引出端分別與印制電路板連接，下覆金屬陶瓷基板的集電極區與印制電路板連接，印制電路板設有對應的兩個電極座和端子座，外殼安裝在銅基板上并罩在上覆金屬陶瓷基板，電極座和端子座穿出外殼并設置在外殼的頂部，外殼上設有上散熱器穿出的窗口。

本發明的覆金屬陶瓷基板包括上覆金屬陶瓷基板和下覆金屬陶瓷基板，將半導體芯片的集電極焊接在下覆金屬陶瓷基板上、其發射極與柵極分別與上覆金屬陶瓷基板上的發射極和柵極連接，將半導體芯片連接在兩個覆金屬陶瓷基板之間，而下覆金屬陶瓷基板通過銅基板與下散熱器連接，上覆金屬陶瓷基板又與上散熱器連接，故能通過上、下兩個散熱器對半導體芯片工作中產生的熱量及時散出，能提高功率模塊的整體散熱效果，能保證功率模塊高效可靠的長時間使用，提高功率模塊的使用壽命。本發明利用上覆金屬陶瓷基板其內部的陶瓷層起到電氣絕緣性能，并通過上覆金屬陶瓷基板的兩個引出端與印制電路板連接，將信號端子引至印制電路板，而下覆金屬陶瓷基板的集電極區也引至印制電路板上，通過設置在印制電路板上的電極座以及端子座引出外殼實現與外部電路的連接，結構合理，能大幅度降低上覆金屬陶瓷基板的版圖制造難度及焊接工藝，能靈活方便將各電極端子和信號端子引出。本發明在外殼上設有上散熱器穿出的窗口，將連接在上覆金屬陶瓷基板上的散熱器穿出外殼，直接與外部空氣接觸，而提高散熱效果。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的詳細描述。

圖1是本發明帶有雙散熱器的功率模塊的結構示意圖。

圖2是本發明帶有雙散熱器的功率模塊拆除外殼的立體結構示意圖。

圖3是本發明上覆金屬陶瓷基板的結構示意圖。

其中：1—下散熱器，2—銅基板，3—印制電路板，4—外殼，4-1—窗口，5—下覆金屬陶瓷基板，6—半導體芯片，7—鉬片，8—上覆金屬陶瓷基板，8-1—發射極引出端，8-2—柵極引出端，9—上散熱器，10—電極座，11—緊固件，12—端子座。

具體實施方式

見圖1、2所示，本發明帶有雙散熱器的功率模塊，包括銅基板2、覆金屬陶瓷基板和半導體芯片6，該半導體芯片6可采用MOS管、IGBT或晶閘管等。