[發明專利]一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊和封裝方法

在審

• 申請號: 202111187489.4
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN114050133A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 姚建華;張文學;崔小林;李柏楠;李娟
• 申請（專利權）人: 北京動力源科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L23/04;H01L23/24;H01L21/50;H01L21/54
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 李傳亮

1.一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊，包括上層的PCB板、PCB板下方與PCB板焊接在一起的、多個按一定規則平面排布的TO247或者TO220分立型功率管、位于上層功率管和下層散熱基座之間的用于絕緣和散熱的陶瓷覆銅板、位于陶瓷覆銅板下方的散熱基座，所述的散熱基座包括鋁板或銅板散熱基座；其特征在于：

該位于功率管和散熱基座之間的陶瓷覆銅板，為多個按照一定規則平面排布、且數量與功率管數量相同的小塊陶瓷覆銅板(4)，該多個按照一定規則平面排布的小塊陶瓷覆銅板(4)，各自與其對應的功率管尺寸相配合；該位于功率管下方的散熱基座上，設有與其上層小塊陶瓷覆銅板數量相同且尺寸相配合的凸臺，該每個凸臺的周圍、或每個凸臺的中間和周圍，還設有用來滿足安全規范設計需求的凹槽。

2.根據權利要求1所述的一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊，其特征在于：所述小塊陶瓷覆銅板(4)的上表面和下表面分別設有銅皮(4-1)，該銅皮(4-1)和陶瓷邊緣(4-2)之間設有一定的距離，該距離用于滿足安全規范設計要求。

3.根據權利要求1所述的一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊，其特征在于：所述的分立器件集成功率模塊，包括螺釘封裝方式、以及焊接封裝方式；當采用螺釘連接方式時，螺釘封裝PCB板(2-1)、功率管(3)、小塊陶瓷覆銅板(4)、以及螺釘封裝散熱基座(5-1)上均設有螺釘安裝孔或螺紋孔，并且，所述螺釘封裝散熱基座(5-1)的凹槽包括每個凸臺中心處的螺釘封裝圓形凹槽(5-1-3)、以及每個凸臺周圍的螺釘封裝口子型凹槽(5-1-2)；當采用焊接連接方式時，焊接封裝PCB板(2-2)、小塊陶瓷覆銅板(4)以及焊接封裝散熱基座(5-2)上均不設有螺釘安裝孔或螺紋孔，并且，所述焊接封裝散熱基座(5-2)的凹槽僅限于每個凸臺周圍的焊接封裝口字形凹槽(5-2-2)。

4.根據權利要求3所述的一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊，其特征在于：當采用所述焊接封裝方式時：各個小塊陶瓷覆銅板(4)分別通過上表面的銅皮(4-1)和下表面的銅皮(4-1)和上表面的功率管(3)、下表面的焊接封裝散熱基座凸臺(5-2-1)焊接在一起，并且，每個小塊陶瓷覆銅板(4)和功率管(3)的焊接采用高溫焊料、每個小塊陶瓷覆銅板(4)和焊接封裝散熱基座凸臺(5-2-1)的焊接采用低溫焊料；當采用所述螺釘封裝方式時：各個小塊陶瓷覆銅板(4)向上通過螺釘連接、向下通過焊接連接；所述向上通過螺紋連接既是：螺釘套裝絕緣粒子(6)后依次穿過功率管(3)、小塊陶瓷覆銅板(4)安裝到螺釘封裝散熱基座(5-1)上；所述向下通過焊接連接既是：各個小塊陶瓷覆銅板(4)通過下表面的銅皮(4-1)和螺釘封裝散熱基座凸臺(5-1-1)焊接在一起。

5.根據權利要求3所述的一種高密度TO247/TO220分立器件集成功率模塊，其特征在于：當采用螺釘封裝方式時，該小塊陶瓷覆銅板(4)上表面的銅皮(4-1)距陶瓷邊緣(4-2)的間距、以及每個螺釘封裝散熱基座凸臺(5-1-1)中心處的螺釘封裝圓形凹槽(5-1-3)距陶瓷邊緣(4-2)的間距、周邊的螺釘封裝口子形凹槽(5-1-2)邊沿距陶瓷邊緣(4-2)的間距之和為爬電距離，這三者相配合，共同滿足TO247/TO220功率模塊的安全規范要求；當采用焊接封裝方式時，該小塊陶瓷覆銅板上表面的銅皮(4-1)距陶瓷邊緣(4-2)的間距、以及每個焊接封裝散熱基座凸臺(5-2-1)邊沿距陶瓷邊緣(4-2)之間的總距離為爬電距離，這二者相配合，共同滿足TO247/TO220功率模塊的安全規范要求；所述安全規范要求既是：陶瓷覆銅板(4)上表面銅皮與下表面銅皮之間的間距需滿足產品爬電距離設計的要求，在產品中體現為每個陶瓷覆銅板上表面的銅皮(4-1)距陶瓷邊緣(4-2)的間距、以及每個螺釘封裝散熱基座凸臺(5-1-1)中心處的螺釘封裝圓形凹槽(5-1-3)距陶瓷邊緣(4-2)的間距以及周邊的螺釘封裝口子形凹槽(5-1-2)邊沿距陶瓷邊緣(4-2)的間距之和為爬電距離；或者每個陶瓷覆銅板上表面的銅皮(4-1)距陶瓷邊緣(4-2)的間距、以及每個焊接封裝散熱基座凸臺(5-2-1)邊沿距陶瓷邊緣(4-2)之間的總距離為爬電距離。