[发明专利]一种具有增强散热结构的集成式功率模块

说明书

本发明公开了一种具有增强散热结构的集成式功率模块，包括功率模块主体、增强散热结构和硅胶封装结构，其中，所述功率模块主体封装在所述硅胶封装结构的内部；所述增强散热结构包括多个散热板和多个散热引线，所述多个散热板平行设置在所述硅胶封装结构的外部；每个所述散热引线的中部均穿过所述硅胶封装结构，且所述散热引线的一端键合至一个所述散热板，另一端键合至所述功率模块主体，用于将所述功率模块主体上产生的热量引导至所述散热板。该集成式功率模块通过散热引线将功率模块主体连接至位于硅胶封装结构外侧的散热板上，能够显著增强集成式功率模块的散热能力。

技术领域

本发明属于集成式功率模块技术领域，具体涉及一种具有增强散热结构的集成式功率模块。

背景技术

随着技术的发展，对电力电子器件高电压、大电流、大功率、小体积等要求不断提高，使得单一器件的性能显得捉襟见肘，因此将众多的功率半导体模块通过串并联方式连接，以提高电压电流等级或实现特定电气功能。这些功率模块集成在一个封装里，并共用同一个散热基板集中进行散热，成为当今功率半导体发展的主流。

集成式功率模块改善了单一器件电压电流等级低的情况，提供了丰富的电压电流组合，压缩了封装体积，集中散热的优势减少了散热器的体积，因此大大减少了其在应用系统中占据的面积，能够更好地提高电力电子装置的效率和性能，更好地进行能源的变换和利用，因此集成式功率模块被越来越多地应用在功率电子系统中。

然而，高的封装密度导致更高的功率密度和更高的工作温度，高的工作温度导致失效率的增加和可靠性的降低。相关数据统计分析表明，器件工作温度每上升10℃，失效率增加一倍，并且温度的变化会导致模块各层材料因热膨胀系数的不同产生应变失效，因此如何提高集成式功率模块的散热效能成为电力电子行业亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有增强散热结构的集成式功率模块。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种具有增强散热结构的集成式功率模块，包括功率模块主体、增强散热结构和硅胶封装结构，其中，

所述功率模块主体封装在所述硅胶封装结构的内部；

所述增强散热结构包括多个散热板和多个散热引线，所述多个散热板平行设置在所述硅胶封装结构的外部；

每个所述散热引线的中部均穿过所述硅胶封装结构，且所述散热引线的一端键合至一个所述散热板，另一端键合至所述功率模块主体，用于将所述功率模块主体上产生的热量引导至所述散热板。

在本发明的一个实施例中，所述功率模块主体包括功能引线、功率芯片以及设置在所述功率芯片下表面的直接覆铜板，其中，

所述功率芯片自上而下依次包括第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层以及芯片主体；

所述第一金属层上设置有多个散热引线键合点，所述散热引线的一端键合至所述散热板，另一端键合至所述散热引线键合点；

所述第二金属层未被所述第一金属层和第一绝缘层覆盖的上表面设置有多个功能引线键合点，所述功能引线的一端键合至所述功能引线键合点，另一端键合至所述直接覆铜板或其它功率芯片上。

在本发明的一个实施例中，所述第一金属层的厚度为所述第二金属层的厚度的三倍，所述第一绝缘层的厚度为所述第二绝缘层的厚度的两倍。

在本发明的一个实施例中，所述多个散热引线键合点阵列排布在所述第一金属层上，所述多个功能引线键合点阵列排布在所述第二金属层上。

在本发明的一个实施例中，相邻所述散热引线键合点的间距与所述散热引线键合点自身长度的比值为1.5-2.5。