[实用新型]一种新型功率模块

说明书

本实用新型提供了一种新型功率模块；所述功率模块包括金属散热基板层、高导热绝缘树脂材料层、高热容金属导热电路层、芯片、导热焊接柱、片状金属电极、高导热塑封树脂、细条状电极和金属绑线；所述金属散热基板层、高导热绝缘树脂材料层、高热容金属导热电路层、两个芯片和两个导热焊接柱由下到上，依次固定连接，并共同封装于高导热塑封树脂的内部；所述金属散热基板层固接于高导热塑封树脂的底端；所述片状金属电极和细条状电极一端封装于高导热塑封树脂内部，另一端延伸于高导热塑封树脂外部；所述细条状电极通过金属绑线与芯片连接；本实用新型能够解决现有功率模块封装存在的技术瓶颈，进一步提高功率模块的散热效率。

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种新型功率模块。

背景技术

功率模块是功率器件的一种模块化封装形式，根据应用需求，可以将功率器件构成的不同应用电路封装在一个模块壳体之内，如半桥电路、三项全桥电路、斩波电路等。现有技术功率模块往往采用硅凝胶灌封的方式。功率模块结构可以分为如下部分：塑封壳体、芯片及 DBC电路、铜基板、保护性硅凝胶。其中铜基板起到散热作用，保护性硅凝胶起到保持芯片电气隔离、防止尘埃离子污染等作用。

现有技术虽然采用了五花八门的各种解决方案，但基本上都是从散热基板的角度入手加强散热，或者换成散热能力更强的AlSiC基板，或者就直接封装水冷基板，或者直接不封铜基板(easy模块)将散热处理方式留给应用端去解决。这虽然能有效的改善功率模块的散热能力，提高模块的功率密度，但是首先就是带来的新材料、新封装成本的大幅提高；其次，特殊封装的功率模块通用性不强，只能针对特定领域的有限产品型号进行改善，无法适用到绝大部分应用领域；第三，新封装设计对技术和设备的要求往往非常苛刻，国内封装厂面对的技术壁垒很高；从技术解决方案上,现有技术通常忽视非常重要的三点： 1.功率模块中的DBC板也是芯片散热的瓶颈，DBC的三层散热结构中，表面电路铜层很薄无法加厚，因此要想流过更大的电流，必须占用更大的设计面积；2.DBC板中的绝缘导热氧化铝陶瓷层导热系数远低于金属，且厚度较厚，因应力问题不能减薄；3.模块内部硅凝胶灌封，芯片正面被热导率极地的厚硅凝胶层盖住，不能向上散热，只能单向向下散热。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种新型功率模块，以满足现有功率模块的发展趋势。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种新型功率模块；所述功率模块包括金属散热基板层、高导热绝缘树脂材料层、高热容金属导热电路层、芯片、导热焊接柱、片状金属电极、高导热塑封树脂、细条状电极和金属绑线；所述金属散热基板层、高导热绝缘树脂材料层、高热容金属导热电路层、芯片、导热焊接柱和金属绑线封装于所述高导热塑封树脂的内部；所述金属散热基板层固接于所述高导热塑封树脂的底端；所述高导热绝缘树脂材料层固接于所述金属散热基板层的顶端；所述高热容金属导热电路层固接于所述高导热绝缘树脂材料层的顶端；所述两个芯片分别固接于所述高热容金属导热电路层顶端的两侧；所述两个导热焊接柱分别固接于所述两个芯片的顶端；所述片状金属电极的底端与所述两个导热焊接柱的顶端固接，一端封装于所述高导热塑封树脂的内部，另一端延伸于所述高导热塑封树脂的外部；所述细条状电极位于所述片状金属电极正下方，一端封装于所述高导热塑封树脂的内部，另一端延伸于所述高导热塑封树脂的外部；所述细条状电极通过所述金属绑线与所述芯片连接。

优选地，所述金属散热基板层的厚度为0.1-5mm。

优选地，所述高导热绝缘树脂材料层的厚度为10-250um。

优选地，所述高热容金属导热电路层由可焊接金属制成，厚度为 0.1-5mm；所述高热容金属导热电路层的表面分为放置芯片的光滑区域，和非芯片区域的纹理区域；所述纹理区域由压刻纹理图案构成，深度为0.05mm-0.5mm。

优选地，所述芯片的上表面以一次焊接形式与所述导热焊接柱和片状金属电极相连；所述芯片的下表面焊接于所述高热容金属导热电路层的上表面。