[发明专利]双面散热电动汽车功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种双面散热电动汽车功率模块。

背景技术

随着人们对环境保护、节能减排意识的不断提高，开发无污染、高性能的新一代混合动力汽车、纯电动汽车已成为世界各国研究机构和企业争相研制的热点。以IGBT为代表的功率电子模块是电动汽车中电机驱动与控制的核心部件之一。随着人们对车用电机逆变器的性能需求越来越高，对功率电子模块在功率密度、工作温度、高效散热、电能转化效率等方面也提出了更高的要求。

图1示出了传统功率模块的结构示意图。

如图1所示，传统功率模块封装通常将半导体芯片101通过钎焊焊层102焊接到绝缘衬板103上，半导体芯片101上表面利用键合引线104来通过引线键合方式实现不同目的的电气连接，再将预焊接有半导体芯片101的绝缘衬板103焊接到散热底板105上，然后将焊接好的绝缘衬板103和散热底板105组装到一个塑料外壳106中，并填充硅胶107和/或环氧树脂108等填充材料进行密封保护。

这种结构的散热方式效率相对较低，内部热阻也较大，而且外接散热器使得整个功率装置结构复杂、外形尺寸较大。对于散热效率、以及几何尺寸要求非常苛刻的电动汽车用逆变器来说，这种传统功率装置的散热结构及方式已经很难满足需要。

基于上述情况，亟需一种能够进行高效散热、尺寸较小的集成式双面散热功率模块。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双面散热电动汽车功率模块，所述功率模块包括：

第一散热板；

芯片，其焊接在所述第一散热板的对应位置上；

第二散热板，所述芯片和/或所述第一散热板与所述第二散热板的相应端口电连接；

功率端子和控制端子，所述功率端子和控制端子与所述第一散热板连接；以及，

封装外壳。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热板包括：

第一散热层，其散热面延伸出所述封装外壳的表面，用于对所述功率模块进行散热；

第一绝缘层和第一电路层，所述第一绝缘层设置在所述第一散热层与第一电路层之间，所述芯片焊接在所述第一电路层的对应位置上。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热层、第一绝缘层和第一电路层是通过一体加工成型工艺制造的，所述第一散热层包括具有一定预设高度的第一散热片。

根据本发明的一个实施例，所述第一散热层露出所述封装外壳并达到第一预设距离。

根据本发明的一个实施例，所述第二散热板包括：

第二散热层，其散热面延伸出所述封装外壳的表面，用于对所述功率模块进行散热；

第二绝缘层和第二电路层，所述第二绝缘层设置在所述第二散热层与第二电路层之间，所述芯片和第一散热板与所述第二电路层的对应端口电连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二散热层、第二绝缘层和第二电路层是通过一体加工成型工艺制造的，所述第一散热层包括具有一定预设高度的第一散热片。

根据本发明的一个实施例，所述第二散热层露出所述封装外壳并达到第二预设距离。

根据本发明的一个实施例，所述芯片和/或所述第一散热板的端口通过金属垫片与所述第二散热板的相应端口电连接。

根据本发明的一个实施例，所述芯片包括第一芯片和第二芯片，其中，所述第二芯片正装式焊接在所述第一散热板的对应位置上，所述第一芯片倒装式焊接在所述第一散热板的对应位置上。

根据本发明的一个实施例，所述封装外壳为一体化转模成型工艺制作的外壳。

根据本发明的一个实施例，所述功率模块还包括用于填充所述封装外壳内剩余空间的填充物，所述填充物的材料与所述封装外壳的材料相同。

本发明提供了一种无键合引线的功率模块，从而避免了键合引线脱落或根部断裂而引起的功率模块长期可靠性失效的问题。同时，该功率模块由于不存在大量的键合引线，因此也可以避免因大量键合引线的使用而导致功率模块内部存在较大寄生电感的问题，从而保证了模块的性能可靠。