[實用新型]功率模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520168099.6
• 申請日: 2015-03-23
• 公開（公告）號: CN204558457U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的制冷設(shè)備有限公司;美的集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/488;H01L23/367
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及功率模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種功率模塊。

背景技術(shù)

隨著IC(Integrated?Circuit，集成電路)技術(shù)的小型化、兼容性地發(fā)展，IC模塊上的模塊結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)越來越近，以IPM(Intelligent?Power?Module，智能驅(qū)動模塊)類型的IC模塊為例，IPM模塊實現(xiàn)了功率開關(guān)器件和高壓驅(qū)動電路的集成，一方面，IPM模塊接收微處理器的控制信號，另一方面，IPM模塊將檢測狀態(tài)發(fā)送給微處理器，因此，IPM模塊被廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速技術(shù)、冶金機械技術(shù)、電力牽引技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及變頻家電的設(shè)計中，但是，IPM模塊上多個功率模塊之間的間距較小，而不同功率模塊因為功耗的差別而導(dǎo)致散熱熱量差別比較大，因此功率模塊之間會產(chǎn)生較大的熱串?dāng)_，甚至導(dǎo)致某些小功率的功率模塊在受到較大熱串?dāng)_的情況下受損。

在相關(guān)技術(shù)中，通常采用高導(dǎo)熱絕緣層材以及增加散熱器來解決功率模塊的散熱不佳的問題，但是相關(guān)技術(shù)中的散熱方法存在以下缺點：

(1)高導(dǎo)熱絕緣層材料成本高，這就導(dǎo)致功率模塊的制作成本增高；

(2)如將功率模塊貼裝于散熱器，貼裝過程的工藝難度較大，失敗率高同時由于增加了散熱器結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致功率模塊的面積和體積不同程度的增大，這非常不利于功率模塊投入實際應(yīng)用過程。

因此，如何設(shè)計功率模塊的結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)功率模塊的高效散熱成為亟待解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本實用新型的一個目的在于提出了一種功率模塊，提高了功率模塊的散熱效率和結(jié)構(gòu)可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的第一方面的實施例，包括：所述至少一個功率器件；絕緣層，所述絕緣層的第一側(cè)裝配有所述至少一個功率器件；散熱層，設(shè)置于所述絕緣層的第二側(cè)。

根據(jù)本實用新型的實施例的功率模塊，通過形成散熱層，有效增大了功率模塊的導(dǎo)熱面積和導(dǎo)熱效率，降低了功率器件因散熱不佳導(dǎo)致的燒損或失效等問題，進(jìn)而提高了功率模塊的可靠性，降低了功率模塊的故障率，另外，通過將多個功率模塊集中設(shè)置于同一區(qū)域，對上述同一區(qū)域進(jìn)行散熱層的集中制備，不會增加制作復(fù)雜度，同時，避免了多個功率模塊將工況熱量傳遞于非功率模塊。

另外，根據(jù)本實用新型的上述實施例的功率模塊，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實用新型的一個實施例，包括：皺褶層，設(shè)置于所述絕緣層的第一側(cè)，所述皺褶層對應(yīng)于所述功率器件所在的區(qū)域，所述皺褶層包括粉末層和纖維狀碳素層。

根據(jù)本實用新型的實施例的功率模塊，通過粉末層和纖維狀碳素層形成散熱層以及形成皺褶層，有效增大了功率模塊的散熱面積和散熱效率，同時，由于濕式碳素復(fù)合層具備極高地機械強度，可以有效減小散熱層的厚度，進(jìn)而減小了功率模塊的體積。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，包括：至少一個非功率器件，設(shè)置于所述絕緣層的第一側(cè)。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，包括：至少一個引腳結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述絕緣層的第一側(cè)；焊盤，設(shè)置于所述絕緣層的第一側(cè)。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，包括：密封層，設(shè)置有防水層，包覆于所述功率模塊上除所述皺褶層所在的區(qū)域。

根據(jù)本實用新型的實施例的功率模塊，通過形成密封層，實現(xiàn)了對功率模塊的防水保護(hù)，同時降低了功率模塊的工頻干擾或散粒噪聲等，提高了功率模塊的信號穩(wěn)定性。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，包括：金屬布線層，設(shè)置于所述絕緣層的第一側(cè)；金屬連線層，連接于需要進(jìn)行信號傳輸?shù)乃龉β势骷⑺龇枪β势骷⑺鲆_結(jié)構(gòu)和所述焊盤之中的任兩個之間，所述金屬布線層和所述金屬連線層用于實現(xiàn)所述功率器件、所述非功率器件、所述引腳結(jié)構(gòu)和所述焊盤之中的任兩個之間的線路連接。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述金屬連線層包括線寬36至420微米的鋁線、24至280微米的銅線和18至210微米的金線中的一種或多種的任意組合，所述金屬布線層的厚度為1至5微米。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述皺褶層與所述散熱層的接觸區(qū)域的厚度大于或等于所述皺褶層與所述散熱層的非接觸區(qū)域的厚度。

根據(jù)本實用新型的實施例的功率模塊，通過設(shè)置皺褶層與散熱層的接觸區(qū)域的厚度大于或等于皺褶層與散熱層的非接觸區(qū)域的厚度，增強了皺褶區(qū)的結(jié)構(gòu)可靠性，降低了皺褶區(qū)的破損造成散熱層的可能性，進(jìn)而提高了功率模塊的可靠性。