[發明專利]雙側冷卻式電源模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201710043130.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN107919349B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 全禹勇;李賢求;樸星珉;張基永
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/49;H01L21/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張晶

本發明公開了一種雙側冷卻式電源模塊及其制造方法。雙側冷卻式電源模塊包括設置在上基板和下基板之間的一對半導體芯片。雙側冷卻式電源模塊包括：輸出端子引線，其配置為設置在上基板的下表面上并且每個與一對半導體芯片分別連接；正端子引線，其配置為設置在下基板的上表面的一側以與從一對半導體芯片中選擇的任一個半導體芯片連接；以及負端子引線，其配置為設置在下基板的上表面的另一側以與一對半導體芯片的另一個半導體芯片連接。

技術領域

本發明涉及一種雙側冷卻式電源模塊及其制造方法，尤其涉及一種結構更簡單，體積更小的雙側冷卻式電源模塊及其制造方法。

背景技術

已使用電源模塊來供應用于驅動混合動力車輛，電動車輛等的馬達的高電壓電流。

特別地，與一般的單側冷卻型電源模塊相比，基板分別設置在半導體芯片的上部和下部上并且冷卻器分別設置在基板的外側表面上的雙側冷卻式電源模塊可以具有更優異的冷卻性能并且可以制造得更加緊湊，并因此雙側冷卻式電源模塊的使用呈增長的趨勢。

本部分公開的內容旨在提供本發明的背景。申請人注意到，本部分可能包含本申請之前的可用信息。但是，通過提供本部分，申請人不承認包含在本部分中的任何信息構成現有技術。

發明內容

如圖1中所示，可以通過順序堆疊下基板20，半導體芯片30和上基板10來制造雙側冷卻式電源模塊，在該模塊中由于正端子層23，負端子層14和25以及輸出端子層13和24散布在上基板10和下基板20上，所以結構很復雜，其中在該結構中使用了用于在這些端子層中電連接的導線51和52并將絕緣體15，26和27插入基板等中。

進一步地，如圖2所示，用于向半導體芯片30和基板20供應電力的電源引線60通過電線70或焊接而彼此電連接。在這一點上，需要用于將基板20與電源引線60連接的區域，并因此可以增加電源模塊的尺寸。

在將各個部件接合時，為了防止半導體芯片損壞，采用焊接接合方案。當在包括后續焊接的后續工藝期間施加過量的熱時，該焊接接合可以被分開。

本發明的一個方面旨在提供一種雙側冷卻式電源模塊及其制造方法，該雙側冷卻式電源模塊能夠由于簡單的結構而被方便地制造，能夠制造成小體積，并且能夠提高接合的可靠性。

本發明的另一方面旨在提供一種用于封裝混合動力車輛中的馬達的電源芯片的方法。當使用焊接工藝的多個階段來制造電源芯片的單個封裝時，焊接接合可能受到后續焊接工藝期間的過量的熱的影響。在實施例中，使用釬焊工藝將電源芯片的引線(610,620,630)與散熱陶瓷基板(100,200)接合以形成釬焊接合(圖5中的B)。釬焊工藝之后，當在與基板的主表面垂直的方向上觀察時，電源芯片(310,320)在與釬焊接合(B)重疊的位置處焊接到引線，以形成焊接接合(圖3中S)。在實施例中，在焊接工藝之后不應用后續的焊接或加熱工藝以形成電源芯片的焊接結合(S)。

根據本發明的實施例，提供一種雙側冷卻式電源模塊，在該模塊中一對半導體芯片設置在上基板和下基板之間，雙側冷卻式電源模塊包括：輸出端子引線，其配置為分別設置在上基板的下表面上并與一對半導體芯片分別連接；正端子引線，其配置為設置在下基板的上表面的一側，以與從一對半導體芯片中選擇的任一個半導體芯片連接；以及負端子引線，其配置為設置在下基板的上表面的另一側，以與一對半導體芯片中的另一個半導體芯片連接。

可以在上基板和輸出端子引線之間、下基板和正端子引線之間以及下基板和負端子引線之間分別進行釬焊接合，并且可以在半導體芯片和輸出端子引線之間、半導體芯片和正端子引線之間以及在半導體芯片和負端子引線之間進行焊接接合。

下基板可以包括陶瓷材料的下陶瓷層；正端子層，其設置在下陶瓷層的上表面的一側以與正端子引線接合；以及負端子層，其設置在負端子層下陶瓷層的上表面的另一側以與負端子引線接合，并且正極端子層和負端子層可以設置為彼此絕緣。