CN111739852B - 一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热基板,包括第一导电表层、连接层和第二导电表层,所述第一导电表层和第二导电表层电性连通;所述第一导电表层和所述第二导电表层分别贴合设置在所述连接层的两个表面上;所述第一导电表层和所述连接层之间设置有第一流道,所述第一流道具有至少一个第一流道口;和/或所述第二导电表层和所述连接层之间设置有第二流道,所述第二流道具有至少一个第二流道口。该散热基板中部的散热性能优秀,可避免热量堆积,具有良好的散热功能。另外,本发明还公开了一种功率模块、功率器件及散热基板加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及到电子器件领域,具体涉及到一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法。
背景技术
功率器件是指具有电压电流处理能力的半导体器件,基板是功率器件的主要组成部件之一。对于功率器件而言,基板起到了芯片支撑、芯片电路连接以及辅助芯片散热等功能。随着功率器件的集成化程度的提高以及功率器件的微型化要求,功率器件的热堆积问题越来越严重,尤其是位于功率器件中央位置的功率芯片的热堆积问题最为严重。产生热堆积问题的原因一方面是由于封装结构的限制,热量难以经封装结构进行散发,另一方面的原因是由于功率芯片设置较为密集,中央位置的功率芯片的热量较难通过基板进行传导。
发明内容
本发明提供了一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法,该散热基板通过在基板内部设置特殊结构的流道,以快速带出基板上堆积的热量。
相应的,一种散热基板,包括第一导电表层、连接层和第二导电表层,所述第一导电表层和第二导电表层电性连通;
所述第一导电表层和所述第二导电表层分别贴合设置在所述连接层的两个表面上;
所述第一导电表层和所述连接层之间设置有第一流道,所述第一流道具有至少一个第一流道口;
和/或所述第二导电表层和所述连接层之间设置有第二流道,所述第二流道具有至少一个第二流道口。
可选的实施方式,所述连接层为绝缘层,所述第一导电表层和所述第二导电表层基于穿过所述连接层的电连接件或沉铜孔电性连通;
或所述连接层为导电层,所述第一导电表层和第二导电表层基于所述连接层电性连通。
可选的实施方式,所述第一流道设置在所述第一导电表层上;和/或所述第二流道设置在所述第二导电表层上。
可选的实施方式,所述第一流道和第二流道基于若干个贯穿所述连接层的连接孔连通,所述第一流道和第二流道一共具有至少两个流道口。
相应的,本发明提供了一种功率模块,包括所述的散热基板、若干个功率芯片和封装层;
所述若干个功率芯片中的任一功率芯片包括设置在两个相对表面上的若干个芯片引脚;
所述若干个功率芯片中的任一功率芯片上的其中一个引脚键合设置在所述散热基板上;
所述封装层基于封装材料制成,所述封装层将所述若干个功率芯片封装在所述散热基板上,所述若干个功率芯片中的任一功率芯片除键合设置在所述散热基板上的引脚外的其余引脚从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
可选的实施方式,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为二极管;
所述二极管的正极和负极分别设置在所述二极管的两个相对的表面上;
所述二极管的正极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管的负极外露于所述封装层;所述二极管芯片的负极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管芯片的正极外露于所述封装层。
可选的实施方式,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为开关管,所述开关管的栅极和源极设置在所述开关管的一个表面上,所述开关管的漏极设置在所述开关管的另一个相对的表面上;
在所述开关管的漏极键合在所述散热基板上时,所述开关管的栅极和源极外露于所述封装层;
或在所述开关管的源极键合在所述散热基板上时,所述开关管的漏极外露于所述封装层,所述开关管的栅极基于一栅极连接件从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
可选的实施方式,所述散热基板基于一基板连接件从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
相应的,本发明提供了一种功率器件,包括第一安装板、第二安装板和若干个所述的功率模块;
所述第一安装板和第二安装板相正对设置;
所述第一安装板朝向所述第二安装板的一侧上设置有第一金属层,所述第一金属层包括若干个第一连接区;
所述第二安装板朝向所述第一安装板的一侧上设置有第二金属层,所述第二金属层包括若干个第二连接区;
所述若干个功率模块中的任一功率模块设置在所述第一金属层和第二金属层之间,且所述若干个功率模块中的任一功率模块上未键合使用的任一引脚键合在对应的一个第一连接区或一个第二连接区上。
可选的实施方式,所述第一安装板上设置有第一连接流道和/或第二安装板上设置有第二连接流道;
所述若干个功率模块上的第一流道和/或第二流道基于所述第一连接流道和/或第二连接流道相互连通。
可选的实施方式,所述功率器件还包括连通件,所述若干个功率模块上的第一流道和/或第二流道基于所述连通件相互连通。
相应的,本发明提供了一种散热基板加工方法,用于加工权利要求1至4任一项所述的散热基板,包括:
以第一金属薄片作为第一导电表层,并在所述第一金属薄片上蚀刻出第一流道后,将所述第一金属薄片设置有第一流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第一导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第一流道的位置镂空;
和/或以第二金属薄片作为第二导电表层,并在所述第二金属薄片上蚀刻出第二流道后,将所述第二金属薄片设置有第二流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第二导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第二流道的位置镂空。
本发明提供了一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法,所述散热基板基于所述散热基板加工方法制成,通过流道的设置,可很好的缓解散热基板中央位置的散热压力;基于该散热基板制成的功率模块,功率芯片的密集双面设置也不会产生积热问题;基于该功率模块制成的功率器件,针对实际需求可灵活设置功率模块数量,且组装难度低,加工成本低,有利于产品的快速生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一的散热基板三维透视结构示意图;
图2为本发明实施例四的散热基板三维透视结构示意图;
图3为本发明实施例五的散热基板三维透视结构示意图。
图4为本发明实施例七的功率模块结构示意图;
图5为本发明实施例七的二极管结构示意图;
图6为本发明实施例七的开关管结构示意图;
图7为现有技术下的一种半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图;
图8为现有技术下的一种全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图;
图9为本发明实施例八的功率器件三维结构示意图;
图10为本发明实施例八的第一安装板结构示意图;
图11为本发明实施例八的第二安装板结构示意图;
图12为本发明实施例八的功率器件在其中一个功率模块位置处的剖面结构示意图;
图13为本发明实施例八的第二实施方式下的第二流道设置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
图1示出了本发明实施例的散热基板三维透视结构示意图。本发明提供了一种散热基板1,基本的,所述散热基板1包括第一导电表层101、连接层100和第二导电表层102,具体的,所述第一导电表层101和第二导电表层102电性连通,第一导电表层101和第二导电表层102电位处处相等。
具体的,所述第一导电表层101和所述第二导电表层102分别贴合设置在所述连接层100的两个表面上,三者结合一体形成所述散热基板1。
具体的,所述第一导电表层101和所述连接层100之间设置有第一流道111,所述第一流道具有至少一个第一流道口;和/或所述第二导电表层102和所述连接层100之间设置有第二流道112,所述第二流道112具有至少一个第二流道口。
在本发明实施例中,第一流道口数量为两个,分别为第一流道入口和第一流道出口;第二流道口数量为两个,分别为第二流道入口和第二流道出口。
具体的,针对实际情况,所述散热基板可根据实际需要只设置第一流道,或只设置第二流道,或可同时设置第一流道和第二流道,流道口的设置数量和设置形式也需根据实际需求进行设置。
需要说明的是,上述的第一流道入口、第一流道出口、第二流道入口和第二流道出口仅用于表明第一流道和第二流道具有输入口和/或输出口,输入和输出仅用于表明冷却液的流动方向。具体的,由于第一流道和第二流道之间可以设置为相连通的结构,因此,具体实施中,第一流道和第二流道可能仅具有一个输入口或输出口,在第一流道和第二流道相互连通的情况下,第一流道和第二流道共具有至少两个流道口(包括一个输入口和一个输出口)。
综上,本发明实施例提供了一种散热基板1,通过在散热基板1内部设置散热流道,具体为在所述第一导电表层101和所述连接层100之间设置有第一流道111,在所述第二导电表层102和所述连接层100之间设置有第二流道112,从而使散热基板1各位置上的散热能力趋于均匀,具体使用者可使中央区域位置上的散热基板的散热能力提高,具有优秀的散热性能。
实施例二:
具体的,所述第一导电表层101和第二导电表层102电性连通的方式包括:所述连接层100为绝缘层,所述第一导电表层101和所述第二导电表层102基于穿过所述连接层的电连接件或沉铜孔电性连通;或所述连接层100为导电层,所述第一导电表层101和第二导电表层102基于所述连接层电性连通。
具体实施中,整块散热基板1可视为一金属整板,散热基板1处处电位相等,散热基板1整体可视为一个大电极。通过该实施方式,可以较为便利的实现散热基板1的第一导电表层101和第二导电表层102的电性连通的实施方式。
实施例三:
可选的,所述第一流道111设置在第一导电表层101上;和/或所述第二流道112设置在第二导电表层102上。
第一流道和第二流道的上述设置方式,主要考虑到加工的便利性,尤其当散热基板1为DBC基板的结构时,可避免在加工性较差的连接层上加工,具有良好的加工便利性。
实施例四:
图2示出了本发明实施例的散热基板三维透视结构示意图。具体的,针对于第一流道111和第二流道112的连通关系,可选的,所述第一流道111和第二流道112基于若干个贯穿所述连接层100的连接孔113连通。
具体实施中,在所述第一导电表层101和所述连接层100之间设置有第一流道111,在所述第二导电表层102和所述连接层100之间设置有第二流道112,为了兼顾第一流道111和第二流道112的散热性能,并便于外部的冷却液的输入和输出,通过打通第一流道111和第二流道112,可使冷却液依次流经第一流道111和第二流道112,具体实施中,可仅在第一流道111和第二流道112上各自保留一个输入口或输出口,让冷却液从第一流道111流进后经第二流道112流出,或让冷却液从第二流道112流进后从第一流道111流出,便于冷却液循环作业。
实施例五:
图3示出了本发明实施例的散热基板三维透视结构示意图。参照实施例一所述的第一流道111和第二流道112共用一组输入口和输出口的实施方式,在实施例三的基础上,第一流道111和第二流道112各保留一半长度,然后第一流道111和第二流道112以首尾相接的方式连通。
进一步的,在实施例三和实施例四的结构基础上,为了散热的均衡性,第一流道111和第二流道112在空间上错位设置,以对散热基板的各个区域进行散热。
实施例六:
相应的,针对于实施例一至五所述的散热基板,本发明实施例还提供了一种散热基板加工方法,所述散热基板加工方式包括以下步骤:
S101:以第一金属薄片作为第一导电表层,并在所述第一金属薄片上蚀刻出第一流道后,将所述第一金属薄片设置有第一流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第一导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第一流道的位置镂空;
S102:以第二金属薄片作为第二导电表层,并在所述第二金属薄片上蚀刻出第二流道后,将所述第二金属薄片设置有第二流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第二导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第二流道的位置镂空。
具体的,该散热基板基本的加工思路为,将散热基板拆封为连接层、第一导电表层和第二导电表层三个基本结构单元。
具体加工中,连接层可采用一整块绝缘材料或导电材料制成,由于连接层为散热基板的主体框架,具体实施中常采用强度较高的材料制成,加工性能较差,因此,第一流道和第二流道不适合加工在连接层上。
在本发明实施例中,第一导电表层和第二导电表层为后加工结构,第一导电表层和第二导电表层的加工方式是相类似的,下面以第一导电表层结构为例进行说明。
可选的,为了形成第一导电表层,可以以一块第一金属薄片(如铜箔)作为第一导电表层,并在所述第一金属薄片上蚀刻出第一流道后,将所述第一金属薄片设置有第一流道的侧面烧结在连接层上。由于第一金属薄片的加工性能优异,可通过蚀刻等工艺加工出所需的第一流道结构,然后再将第一金属薄片整体烧结在连接层上,可实现所需的第一导电表层结构;或可认为,通过该工艺所产出的散热基板结构,即为实施例一至三其中一项所述的散热基板结构。
此外,针对于第一导电表层的成型,可选的,可以通过在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第一导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第一流道的位置镂空。具体实施中,首先通过可去除材料在连接层表面上预构造第一流道的结构,即以可去除材料形成第一流道的图案结构(可理解为使用可去除材料填充所述第一流道轮廓),然后通过旋涂等方式在连接层的表面上逐层形成金属材料,直至金属材料堆积高度满足需求,最终通过去除所述可去除材料,即可得到所需的第一导电表层。
具体实施中,若涉及到连接层的打孔作业,可预先在连接层的对应位置上打孔,相较于在连接层上设置流道的作业难度,打孔作业的难度较低,可在连基层上较为便利的完成。
综上,本发明实施例所提供的散热基板加工方法,加工便利性高,加工难度低,可用于快速低成本生产所需的散热基板,具有良好的实用性。
实施例七:
图4示出了本发明实施例的功率模块结构示意图。
本发明实施例提供了一种功率模块,包括实施例一至五任一项所述的散热基板1、若干个功率芯片(201、202、203、204)和封装层207。
具体的,所述若干个功率芯片中的任一功率芯片包括设置在两个相对的表面上的若干个芯片引脚,即任一功率芯片的两个相对的表面上分别设置有芯片引脚,每一个表面上均设置有芯片引脚。
所述若干个功率芯片中的任一功率芯片上的其中一个引脚键合设置在所述散热基板上;所述封装层207基于封装材料制成,所述封装层207将所述若干个功率芯片封装在所述散热基板上,所述若干个功率芯片中的任一功率芯片除了键合设置在所述散热基板上的引脚外的其余引脚从所述封装层中引出。
具体的,在功率模块中常用的功率芯片包括开关管和二极管。
图5示出了本发明实施例的二极管结构示意图。具体的,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为二极管;所述二极管的正极和负极分别设置在所述二极管的两个相对的表面上;所述二极管的正极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管的负极外露于所述封装层(如功率芯片203);所述二极管芯片的负极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管芯片的正极外露于所述封装层(如功率芯片201)。
图6示出了本发明实施例的开关管结构示意图。具体的,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为开关管,所述开关管的栅极和源极设置在所述开关管的一个表面上,所述开关管的漏极设置在所述开关管的另一个相对的表面上;
所述开关管的漏极或源极键合在所述散热基板上,且在所述开关管的漏极键合在所述散热基板上时,所述开关管的栅极和源极外露于所述封装层(如功率芯片202);
或在所述开关管的源极键合在所述散热基板上时,所述开关管的漏极外露于所述封装层,所述开关管的栅极基于一栅极连接件206从所述封装层内部引出至所述封装层表面(如功率芯片204)。
图7示出了现有技术下的一种半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图,图8示出了现有技术下的一种全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图。其中,虚线框所标注区域为涉及到功率逆变的相关电路,具体实施中可采用本发明实施例所提供的功率器件实现。如本发明实施例所提供的功率模块可直接用于半桥逆变式功率转换电路,而针对于全桥逆变功率转换电路,使用两个本发明实施例的功率模块即可。具体实施中,针对于多个功率模块的使用,可通过模块组装成功率器件的设置方式实现,后续会进一步进行说明。
具体实施中,为了便于功率模块的使用,以及便于功率模块组装成功率器件,可选的,所述若干个散热基板基于一基板连接件205从所述封装层207内部引出至所述封装层207表面。通过该实施方式,并结合功率芯片的引脚设置形式,功率模块中所有需要外部连接的引脚均引出至封装层表面,使用便利性较高。
实施例八:
图9示出了本发明实施例的功率器件三维结构示意图,图10示出了本发明实施例的第一安装板结构示意图,图11示出了本发明实施例的第二安装板结构示意图,图12示出了本发明实施例的功率器件在其中一个功率模块位置处的剖面结构示意图。
本发明实施例提供了一种功率器件,包括第一安装板510、第二安装板520和若干个功率模块(标号601、602)。
所述第一安装板510和第二安装板520相正对设置。具体的,所述第一安装板510朝向所述第二安装板520的一侧上设置有第一金属层512,所述第一金属层包括若干个相互绝缘的第一连接区513;
所述第二安装板520朝向所述第一安装板510的一侧上设置有第二金属层522,所述第二金属层522包括若干个相互绝缘的第二连接区514。
所述若干个功率模块中的任一功率模块设置在所述第一金属层和第二金属层之间,且所述若干个功率模块中的任一功率模块上未使用的引脚分别键合在对应的第一连接区或第二连接区上(参照附图图12,后续进行说明)。
具体的,功率器件通过集成若干个功率模块,可使功率器件应用至不同拓补的电路结构中,相应的,在功率模块组装成功率器件后,功率模块上的流道得以保留,如附图图10示出的流道示意流向,功率模块在组装成功率器件后,对于整个功率器件而言,功率模块位于功率器件的中央位置,通过流道的冷却液的传热,可快速带出功率模块的热量,防止功率器件内部发生热堆积并影响功率器件性能。
进一步的,为了降低流道的连接头使用数量,提高功率器件的使用便利性。可选的,参照附图图13所示出的第二实施方式下的第二流道设置示意图,通过设置功率模块的流道的出口(入口)位置以及在第一安装板上设置相应的连接流道,可使若干个功率模块的流道连通。
进一步的,为了实现不同功率模块之间的流道的连通,所述功率器件还包括连通件,所述若干个功率模块上的第一流道或第二流道基于所述连通件连通;所述连通件可以为软管等连接件。具体的,参照附图图10的示意流道方向,连通件在散热基板的外部对不同的功率模块之间的流道进行连通。
需要说明的是,本发明实施例所述的流道包括第一流道和第二流道,附图图10和附图图13所示出的流道的轨迹示意,仅用于示意流道的基本设置形式;具体的,第一流道和第二流道的内部布置形式需根据实际情况进行设计。
可选的,所述第一安装板上设置有第一连接流道和/或第二安装板上设置有第二连接流道;所述若干个功率模块上的第一流道或第二流道基于所述第一连接流道和/或第二连接流道连通。
具体的,针对于本发明实施例的功率器件中的功率模块的数量为两个,分别为第一功率模块601和第二功率模块602。
就空间上的结构而言(附图图12),所述功率模块上的功率芯片远离所述散热基板一侧的引脚(包括引脚本身以及用于引出引脚的连接件)分别对应键合在所述第一金属层512或第二金属层522上。
具体的,所述用于引出引脚的连接件可以为栅极连接件206,在所述功率模块设置有栅极连接件206时,所述栅极连接件206的末端对应键合在所述第一金属层512或第二金属层522上;具体的,所述用于引出引脚的连接件可以为基板连接件205;在所述功率模块设置有基板连接件205时,所述基板连接件205的末端对应键合在所述第一金属层512或第二金属层522上。
具体的,所述第一金属层512上对应于所述功率模块划分为若干个第一连接区513,所述第二金属层522上对应于所述功率模块划分为若干个第二连接区514。每一个第一连接区513和第二连接区514分别对应于其中一个功率模块上的引脚(电极)。
具体的,视功率器件的安装方向的不同,所述功率模块上的功率芯片远离所述散热基板一侧的引脚中的任一引脚对应键合在所述若干个第一连接区513中的其中一个第一连接区513上,或所述功率模块上的功率芯片远离所述散热基板一侧的引脚中的任一引脚对应键合在所述若干个第二连接区514中的其中一个第二连接区514上;
在所述功率模块设置有栅极连接件206时,所述栅极连接件206的末端对应键合在所述若干个第一连接区513中的其中一个第一连接区513上,或所述若干个第二连接区514中的其中一个第二连接区514上;
在所述功率模块设置有基板连接件205时,所述基板连接件205的末端对应键合在所述若干个第一连接区513中的其中一个第一连接区513上,或所述若干个第二连接区514中的其中一个第二连接区514上。
具体的,以栅极连接件206为例,栅极连接件206的末端朝向第二安装板520的第二金属层522,第二金属表层522对应于栅极连接件206的位置上开有独立的第二连接区514,栅极连接件206的末端对应键合在所对应的第二连接区514上。概括而言,每一个功率模块远离散热基板1方向的引脚(包括引脚自身以及相应的用于引出引脚的连接件)均分别键合在对应的第一连接区513或第二连接区514上。
具体实施中,根据实际电路需求(如附图图7和图8所示出的电路),在附图中(宏观方向)并未完全示出功率器件具体的电路结构,具体实施中,针对功率模块中未能实现的电性连接关系,可通过第一安装板和第二安装板上的电路结构实现所需的电性连接关系。
具体的,在第一安装板和第二安装板所实现的电路关系主要包括板间连接和跨板连接。
板间连接是指位于同一金属层上的两个连接区之间的连接关系,具体实施中,直接将需要连接的两个连接区通过电路实现连接即可。
跨版连接是指需要连接的两个连接区分别位于两块安装板的两个金属层上,在该实施方式下,需要在需要连接的两个连接区之间置入金属连接块,以实现分设在两块安装板的两个金属层的两个连接区的电性连接。
以上两种方式可根据实际电路结构进行调整。
具体的,为了便于外部对功率器件进行使用。所述功率器件还包括若干个外伸连接件(图9中S01、G01、S02、G02、G03、S03、G04、S04、N2、P2、O1、O2标注的部件均为外伸连接件),所述若干个外伸连接件设置在第一金属层512和第二金属层522之间。
具体的,所述若干个第一连接区513中的任一第一连接区513与所述若干个外伸连接件中的其中一个外伸连接件相对应;所述若干个第二连接区中的任一第二连接区514与所述若干个外伸连接件中的其中一个外伸连接件相对应。
所述若干个外伸连接件中的任一外伸连接件的始端键合在对应的第一连接区513或第二连接区514上,所述若干个外伸连接件中的任一外伸连接件的末端朝远离所述功率器件的方向伸出。
通过该设置方式,可将供外部使用的引脚从第一安装板和第二安装板之间引出,以便于外部进行使用。
需要说明的是,上述所述的跨版连接方式中所提及的金属连接块,具体实施中可采用外伸连接件替代,即外伸连接件同时提供跨版连接功能和供外部连接功能。
可选的,所述第一安装板510远离所述第二安装板520的一侧上设置有第一散热表层511;和/或所述第二连接板520远离所述第一连接板510的一侧上设置有第二散热表层521。通过在安装板的背面设置散热表层,有利于促进功率器件的散热。
综上,本发明实施例提供了一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法,所述散热基板基于所述散热基板加工方法制成,通过流道的设置,可很好的缓解散热基板中央位置的散热压力;基于该散热基板制成的功率模块,功率芯片的密集双面设置也不会产生积热问题;基于该功率模块制成的功率器件,针对实际需求可灵活设置功率模块数量,且组装难度低,加工成本低,有利于产品的快速生产。
以上对本发明实施例所提供的一种散热基板、功率模块、功率器件及散热基板加工方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种散热基板,其特征在于,包括第一导电表层、连接层和第二导电表层,所述第一导电表层和第二导电表层电性连通;
所述第一导电表层和所述第二导电表层分别贴合设置在所述连接层的两个表面上;
所述第一导电表层和所述连接层之间设置有第一流道,所述第一流道具有至少一个第一流道口;以第一金属薄片作为第一导电表层,并在所述第一金属薄片上蚀刻出第一流道后,将所述第一金属薄片设置有第一流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第一导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第一流道的位置镂空;
和/或所述第二导电表层和所述连接层之间设置有第二流道,所述第二流道具有至少一个第二流道口;以第二金属薄片作为第二导电表层,并在所述第二金属薄片上蚀刻出第二流道后,将所述第二金属薄片设置有第二流道的侧面烧结在连接层上;或在所述连接层表面基于金属材料逐层生长的方式形成所述第二导电表层,在所述金属材料逐层生长的过程中,每一层金属材料在对应于所述第二流道的位置镂空。
2.如权利要求1所述的散热基板,其特征在于,所述连接层为绝缘层,所述第一导电表层和所述第二导电表层基于穿过所述连接层的电连接件或沉铜孔电性连通;
或所述连接层为导电层,所述第一导电表层和第二导电表层基于所述连接层电性连通。
3.如权利要求1所述的散热基板,其特征在于,所述第一流道设置在所述第一导电表层上;和/或所述第二流道设置在所述第二导电表层上。
4.如权利要求1至3任一项所述的散热基板,其特征在于,所述第一流道和第二流道基于若干个贯穿所述连接层的连接孔连通,所述第一流道和第二流道一共具有至少两个流道口。
5.一种功率模块,其特征在于,包括散热基板、若干个功率芯片和封装层;
所述散热基板包括第一导电表层、连接层和第二导电表层,所述第一导电表层和第二导电表层电性连通;
所述第一导电表层和所述第二导电表层分别贴合设置在所述连接层的两个表面上;
所述第一导电表层和所述连接层之间设置有第一流道,所述第一流道具有至少一个第一流道口;和/或所述第二导电表层和所述连接层之间设置有第二流道,所述第二流道具有至少一个第二流道口;
所述若干个功率芯片中的任一功率芯片包括设置在两个相对表面上的若干个芯片引脚;
所述若干个功率芯片中的任一功率芯片上的其中一个引脚键合设置在所述散热基板上;
所述封装层基于封装材料制成,所述封装层将所述若干个功率芯片封装在所述散热基板上,所述若干个功率芯片中的任一功率芯片除键合设置在所述散热基板上的引脚外的其余引脚从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
6.如权利要求5所述的功率模块,其特征在于,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为二极管;
所述二极管的正极和负极分别设置在所述二极管的两个相对的表面上;
所述二极管的正极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管的负极外露于所述封装层;所述二极管的负极键合设置在所述散热基板上时,所述二极管的正极外露于所述封装层。
7.如权利要求5所述的功率模块,其特征在于,所述若干个功率芯片中至少部分功率芯片为开关管,所述开关管的栅极和源极设置在所述开关管的一个表面上,所述开关管的漏极设置在所述开关管的另一个相对的表面上;
在所述开关管的漏极键合在所述散热基板上时,所述开关管的栅极和源极外露于所述封装层;
或在所述开关管的源极键合在所述散热基板上时,所述开关管的漏极外露于所述封装层,所述开关管的栅极基于一栅极连接件从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
8.如权利要求5所述的功率模块,其特征在于,所述散热基板基于一基板连接件从所述封装层内部引出至所述封装层表面。
9.一种功率器件,其特征在于,包括第一安装板、第二安装板和若干个权利要求5至8任一项所述的功率模块;
所述第一安装板和第二安装板相正对设置;
所述第一安装板朝向所述第二安装板的一侧上设置有第一金属层,所述第一金属层包括若干个第一连接区;
所述第二安装板朝向所述第一安装板的一侧上设置有第二金属层,所述第二金属层包括若干个第二连接区;
所述若干个功率模块中的任一功率模块设置在所述第一金属层和第二金属层之间,且所述若干个功率模块中的任一功率模块上未键合使用的任一引脚键合在对应的一个第一连接区或一个第二连接区上。
10.如权利要求9所述的功率器件,其特征在于,所述第一安装板上设置有第一连接流道和/或第二安装板上设置有第二连接流道;
所述若干个功率模块上的第一流道和/或第二流道基于所述第一连接流道和/或第二连接流道相互连通。
11.如权利要求9所述的功率器件,其特征在于,所述功率器件还包括连通件,所述若干个功率模块上的第一流道和/或第二流道基于所述连通件相互连通。
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