[實用新型]一種新型功率模塊

有效

• 申請號: 201920718221.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN210272327U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王學華
• 申請（專利權）人: 北京易威芯能科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L25/07;H01L23/31
• 代理公司: 天津睿禾唯晟專利代理事務所(普通合伙) 12235
• 代理人: 李春榮

本實用新型提供了一種新型功率模塊；所述功率模塊包括金屬散熱基板層、高導熱絕緣樹脂材料層、高熱容金屬導熱電路層、芯片、導熱焊接柱、片狀金屬電極、高導熱塑封樹脂、細條狀電極和金屬綁線；所述金屬散熱基板層、高導熱絕緣樹脂材料層、高熱容金屬導熱電路層、兩個芯片和兩個導熱焊接柱由下到上，依次固定連接，并共同封裝于高導熱塑封樹脂的內部；所述金屬散熱基板層固接于高導熱塑封樹脂的底端；所述片狀金屬電極和細條狀電極一端封裝于高導熱塑封樹脂內部，另一端延伸于高導熱塑封樹脂外部；所述細條狀電極通過金屬綁線與芯片連接；本實用新型能夠解決現有功率模塊封裝存在的技術瓶頸，進一步提高功率模塊的散熱效率。

技術領域

本實用新型涉及電力電子領域，尤其涉及一種新型功率模塊。

背景技術

功率模塊是功率器件的一種模塊化封裝形式，根據應用需求，可以將功率器件構成的不同應用電路封裝在一個模塊殼體之內，如半橋電路、三項全橋電路、斬波電路等?，F有技術功率模塊往往采用硅凝膠灌封的方式。功率模塊結構可以分為如下部分：塑封殼體、芯片及 DBC電路、銅基板、保護性硅凝膠。其中銅基板起到散熱作用，保護性硅凝膠起到保持芯片電氣隔離、防止塵埃離子污染等作用。

現有技術雖然采用了五花八門的各種解決方案，但基本上都是從散熱基板的角度入手加強散熱，或者換成散熱能力更強的AlSiC基板，或者就直接封裝水冷基板，或者直接不封銅基板(easy模塊)將散熱處理方式留給應用端去解決。這雖然能有效的改善功率模塊的散熱能力，提高模塊的功率密度，但是首先就是帶來的新材料、新封裝成本的大幅提高；其次，特殊封裝的功率模塊通用性不強，只能針對特定領域的有限產品型號進行改善，無法適用到絕大部分應用領域；第三，新封裝設計對技術和設備的要求往往非常苛刻，國內封裝廠面對的技術壁壘很高；從技術解決方案上,現有技術通常忽視非常重要的三點： 1.功率模塊中的DBC板也是芯片散熱的瓶頸，DBC的三層散熱結構中，表面電路銅層很薄無法加厚，因此要想流過更大的電流，必須占用更大的設計面積；2.DBC板中的絕緣導熱氧化鋁陶瓷層導熱系數遠低于金屬，且厚度較厚，因應力問題不能減?。?.模塊內部硅凝膠灌封，芯片正面被熱導率極地的厚硅凝膠層蓋住，不能向上散熱，只能單向向下散熱。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種新型功率模塊，以滿足現有功率模塊的發展趨勢。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種新型功率模塊；所述功率模塊包括金屬散熱基板層、高導熱絕緣樹脂材料層、高熱容金屬導熱電路層、芯片、導熱焊接柱、片狀金屬電極、高導熱塑封樹脂、細條狀電極和金屬綁線；所述金屬散熱基板層、高導熱絕緣樹脂材料層、高熱容金屬導熱電路層、芯片、導熱焊接柱和金屬綁線封裝于所述高導熱塑封樹脂的內部；所述金屬散熱基板層固接于所述高導熱塑封樹脂的底端；所述高導熱絕緣樹脂材料層固接于所述金屬散熱基板層的頂端；所述高熱容金屬導熱電路層固接于所述高導熱絕緣樹脂材料層的頂端；所述兩個芯片分別固接于所述高熱容金屬導熱電路層頂端的兩側；所述兩個導熱焊接柱分別固接于所述兩個芯片的頂端；所述片狀金屬電極的底端與所述兩個導熱焊接柱的頂端固接，一端封裝于所述高導熱塑封樹脂的內部，另一端延伸于所述高導熱塑封樹脂的外部；所述細條狀電極位于所述片狀金屬電極正下方，一端封裝于所述高導熱塑封樹脂的內部，另一端延伸于所述高導熱塑封樹脂的外部；所述細條狀電極通過所述金屬綁線與所述芯片連接。

優選地，所述金屬散熱基板層的厚度為0.1-5mm。

優選地，所述高導熱絕緣樹脂材料層的厚度為10-250um。

優選地，所述高熱容金屬導熱電路層由可焊接金屬制成，厚度為 0.1-5mm；所述高熱容金屬導熱電路層的表面分為放置芯片的光滑區域，和非芯片區域的紋理區域；所述紋理區域由壓刻紋理圖案構成，深度為0.05mm-0.5mm。

優選地，所述芯片的上表面以一次焊接形式與所述導熱焊接柱和片狀金屬電極相連；所述芯片的下表面焊接于所述高熱容金屬導熱電路層的上表面。