[發明專利]一種疊層封裝雙面散熱功率模塊

在審

• 申請號: 201710448925.6
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107170720A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 牛利剛;滕鶴松;王玉林;徐文輝
• 申請（專利權）人: 揚州國揚電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/367
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 陳靜

1.一種疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，包括輸入功率端子、輸出功率端子(3)、頂部金屬絕緣基板(4)、底部金屬絕緣基板(5)和塑封外殼(13)，所述輸入功率端子包括正極功率端子(1)和負極功率端子(2)，頂部金屬絕緣基板(4)和底部金屬絕緣基板(5)疊層設置，頂部金屬絕緣基板(4)和底部金屬絕緣基板(5)在二者相對的面上均燒結有芯片，所述正極功率端子(1)和負極功率端子(2)與頂部金屬絕緣基板(4)和底部金屬絕緣基板(5)均電連接，輸出功率端子(3)包括焊接部(31)和位于塑封外殼(13)外部的連接部(32)，焊接部(31)設置在頂部金屬絕緣基板(4)上燒結的芯片和底部金屬絕緣基板(5)上燒結的芯片之間并與芯片電連接。

2.根據權利要求1所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述頂部金屬絕緣基板(4)上燒結的芯片為下半橋二極管芯片(9)和上半橋二極管芯片(7)，底部金屬絕緣基板(5)上燒結的芯片為下半橋開關芯片(8)和上半橋開關芯片(6)，其中，下半橋二極管芯片(9)與下半橋開關芯片(8)疊層設置，上半橋二極管芯片(7)與上半橋開關芯片(6)疊層設置。

3.根據權利要求1所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述頂部金屬絕緣基板(4)上燒結的芯片為上半橋開關芯片(6)和上半橋二極管芯片(7)，底部金屬絕緣基板(5)上燒結的芯片為下半橋開關芯片(8)和下半橋二極管芯片(9)，其中，上半橋開關芯片(6)與下半橋二極管芯片(9)疊層設置，上半橋二極管芯片(7)與下半橋開關芯片(8)疊層設置。

4.根據權利要求1所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述正極功率端子(1)和負極功率端子(2)均燒結在頂部金屬絕緣基板(4)上，并且至少一個輸入功率端子與底部金屬絕緣基板(5)通過金屬連接柱相連；或者，正極功率端子(1)和負極功率端子(2)均燒結在底部金屬絕緣基板(5)上，并與頂部金屬絕緣基板(4)通過金屬連接柱相連；或者，正極功率端子(1)和負極功率端子(2)與頂部金屬絕緣基板(4)和底部金屬絕緣基板(5)均燒結。

5.根據權利要求1所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述頂部金屬絕緣基板(4)包括與正極功率端子(1)電連接的頂部金屬絕緣基板正極金屬層(421)、與負極功率端子(2)電連接的頂部金屬絕緣基板負極金屬層(422)、與輸出功率端子(3)和一個上半橋驅動端子電連接的上半橋開關芯片發射極/源極局部金屬層(423)，以及與另一個上半橋驅動端子(10)電連接的上半橋開關芯片門極局部金屬層(424)；

頂部金屬絕緣基板正極金屬層(421)的表面燒結有上半橋二極管芯片(7)，頂部金屬絕緣基板負極金屬層(422)的表面燒結有下半橋二極管芯片(9)，上半橋開關芯片門極局部金屬層(424)與上半橋開關芯片(6)的門極電連接。

6.根據權利要求1所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述底部金屬絕緣基板(5)包括與正極功率端子(1)電連接的底部金屬絕緣基板正極金屬層(521)、與負極功率端子(2)及一個下半橋驅動端子(11)電連接的底部金屬絕緣基板負極金屬層(522)，以及與另一個下半橋驅動端子電連接的下半橋開關芯片門極局部金屬層(523)；

底部金屬絕緣基板正極金屬層(521)的表面燒結有上半橋開關芯片(6)，底部金屬絕緣基板負極金屬層(522)表面燒結有下半橋開關芯片(8)；下半橋開關芯片門極局部金屬層(523)與下半橋開關芯片(8)的門極電連接。

7.根據權利要求5所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述輸出功率端子(3)還包括上半橋引出端(33)，所述焊接部(31)與上半橋開關芯片(6)的發射極或源極連接、與下半橋開關芯片(8)的集電極或漏極連接、與上半橋二極管芯片(7)的正極連接、與下半橋二極管芯片(9)的負極連接；上半橋引出端(33)與頂部金屬絕緣基板(4)的上半橋開關芯片發射極/源極局部金屬層(423)連接。

8.根據權利要求7所述的疊層封裝雙面散熱功率模塊，其特征在于，所述輸出功率端子(3)的焊接部(31)與上半橋開關芯片(6)的發射極/源極、與下半橋開關芯片(8)的集電極/漏極、與上半橋二極管芯片(7)的正極、與下半橋二極管芯片(9)的負極之間均設有金屬應力緩沖層。