CN111769081B - 一种集成模块及功率器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集成模块,包括模块基板和若干组器件组;器件组包括两个器件,两个器件分别为开关管和二极管;模块基板包括电性连接的第一连接表层和第二连接表层;在同一组器件组中,二极管的负极键合在第一连接表层或第二连接表层上,且开关管的漏极键合在第一连接表层或第二连接表层上;或在同一组器件组中,二极管的正极键合在第一连接表层或第二连接表层上,且开关管的源极键合在模块基板上,模块基板在对应于开关管的栅极的位置上设置有栅极连接件;栅极连接件的始端与开关管的栅极键合,栅极连接件的末端穿过模块基板;栅极连接件与模块基板保持绝缘。该集成模块适用范围广,使用便利性高。另外,本发明还提供了一种功率器件。
Description
技术领域
本发明涉及到电子器件领域,具体涉及到一种集成模块及功率器件。
背景技术
图1示出了一种半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图,图2示出了一种全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图。功率转换电路中应用较为广泛的开关逆变模块为半桥式逆变模块和全桥式逆变模块,结合附图图1和附图图2所示结构(虚线方框包围区域),仅针对器件数量而言,全桥逆变功率转换电路中逆变模块所包括的元器件数量(虚线方框中的开关管Q和二极管D)的数量为半桥逆变式功率转换电路中逆变模块所包括的元器件数量(虚线方框中的开关管Q和二极管D)的两倍,因而将附图图1所示的功率转换电路的电路结构命名为半桥逆变式功率转换电路,将附图图2所示的功率转换电路的电路结构命名为全桥逆变功率转换电路。
一方面,逆变模块中的元器件,随着器件的微型化,由于电路切换频繁,电流负荷大,发热较为严重,容易导致元器件老化失效,因此,有必要对涉及逆变转换的部件结构进行散热优化。现有产品已有采用双面封装的形式以增强元器件的散热能力,但具体工艺中涉及元器件的双面合模封装,容易导致元器件的损坏。
另一方面,半桥逆变式功率转换电路和全桥逆变功率转换电路中的开关逆变模块的结构相雷同,为了便于应用和改造,有必要对现有逆变模块进行结构改进。
发明内容
本发明提供了一种集成模块及功率器件,该集成模块可根据需求设置器件组数量且可根据需求在一个功率器件中集成若干数量的集成模块,通过组成半桥式逆变模块和全桥式逆变模块,以满足一个或多个的逆变功率转换电路的硬件需求;集成模块采用模块化封装的形式,有利于均衡集成模块的整体受力,保护集成模块中的器件不受损害,使用更为便利;模块基板在实现电性连接功能的同时,还可以用于实现辅助散热功能,具有良好的实用性。
相应的,本发明提供了一种集成模块,包括模块基板和若干组器件组;
每一组所述器件组包括两个器件,两个器件分别为开关管和二极管;
所述模块基板包括第一连接表层和第二连接表层,所述第一连接表层和第二连接表层相互电性连接;
在同一组所述器件组中,所述二极管的负极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上,且所述开关管的漏极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上;或在同一组所述器件组中,所述二极管的正极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上,且所述开关管的源极键合在所述模块基板上,所述模块基板在对应于所述开关管的栅极的位置上设置有栅极连接件;所述栅极连接件的始端与所述开关管的栅极键合,所述栅极连接件的末端穿过所述模块基板;所述栅极连接件与所述模块基板保持绝缘。
可选的实施方式,同一组所述器件组的开关管设置在所述第一连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第二连接表层上;或同一组所述器件组的开关管设置在所述第二连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第一连接表层上。
可选的实施方式,,设置在所述第一连接表层上的器件的高度相同;
和/或设置在所述第二连接表层上的器件的高度相同。
可选的实施方式,,在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端高度与所述栅极连接件的末端所在一侧的器件的高度相同。
可选的实施方式,,所述集成模块还包括输出极连接件,所述输出极连接件的始端键合在所述第一连接表层或第二连接表层上。
可选的实施方式,,所述输出极连接件的末端高度与所述输出极连接件所在一侧的器件高度相同。
可选的实施方式,,所述模块基板内部设置有散热流道。
可选的实施方式,,所述集成模块还包括封装层,所述封装层用于封装所述器件组中的器件,所述器件组中的器件远离所述模块基板一侧的电极外露于所述封装层;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述封装层还用于封装所述栅极连接件,所述栅极连接件的末端外露于所述封装层;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述封装层还用于封装所述输出极连接件,所述输出极连接件的末端外露于所述封装层。
相应的,本发明提供了一种功率器件,包括第一基板、第二基板和任一项所述的集成模块;
所述第一基板和第二基板相互面对设置,且所述第一基板朝向所述第二基板一侧设置有第一金属表层,所述第二基板朝向所述第一基板一侧设置有第二金属表层;
所述集成模块设置在所述第一金属表层和第二金属表层之间,且所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极分别对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述输出极连接件的末端对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上。
可选的实施方式,所述第一金属表层划分为若干个第一连接区,所述第二金属表层划分为若干个第二连接区;
所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述输出极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上。
可选的实施方式,所述功率器件还包括若干个外伸连接件,所述若干个外伸连接件中的任一外伸连接件的始端设置在第一金属表层和第二金属表层之间,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;
所述若干个第一连接区中的任一第一连接区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或第二连接区上。
可选的实施方式,所述第一基板远离所述第二基板的一侧上设置有第一散热表层;
和/或所述第二基板远离所述第一基板的一侧上设置有第二散热表层。
综上,本发明提供了一种集成模块及功率器件,该集成模块以器件组为最基本单元,可应用至半桥逆变式功率转换电路或全桥逆变功率转换电路中,具有良好的通用性;叠层设置的器件布置形式能够有效的降低回路电流流通的路径和面积,降低模块的寄生电感;同时,叠层式的结构,可降低集成模块的体积和重量,提高集成模块使用场景;将集成模块的零器件塑封,便于贴装使用,减少零器件分开贴装时的贴片时间,能够有效降低零器件贴装时的失败率,降低生产成本;塑封的集成模块能够有效提高集成模块的耐用性和抗震荡强度,同时,封装胶水能够采用散热性能较好的封装胶,改善集成模块的内部热应力;固化后的封装胶水能够保证集成模块具有较高的抗压能力,可承受更大的合模封装压力,有利于功率器件的加工成型。
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为现有的半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图;
图2为现有的全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图;
图3为本发明实施例的器件组的电路结构示意图;
图4为本发明实施例的开关管的物理结构示意图;
图5为本发明实施例的二极管的物理结构示意图;
图6为本发明实施例的集成单元模块电路结构示意图;
图7为本发明实施例的集成单元模块物理结构示意图;
图8为本发明实施例的功率器件三维结构示意图;
图9为本发明实施例的第一基板三维结构示意图;
图10为本发明实施例的第二基板三维结构示意图;
图11为本发明实施例的功率器件在其中一个集成单元模块位置处的剖面结构示意图。
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。
图1示出了现有的一种半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图,图2示出了现有的一种全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图。通过对半桥逆变式功率转换电路和全桥逆变功率转换电路中逆变模块的结构(虚线框图内)分析可知,二者共有的最简电路模块包括两个器件,所述两个器件分别为开关管和二极管。
图3示出了本发明实施例的器件组的电路结构示意图。具体的,本发明实施例将包含一个开关管Q1和一个二极管D1的电路组合命名为器件组1,具体的,每一组器件组1包括两个器件,所述两个器件分别为开关管Q1和二极管D2。其中,开关管Q1的栅极G和源极S为控制端,开关管Q1的漏极D与二极管D1的负极-连接,开关管Q1的源极S与二极管D1的正极+连接;一般的,针对于具体使用场景,开关管的源极S和漏极D分别引出第一接线端A和第二接线端B。第一接线端A和第二接线端B的具体定义需结合集成模块的具体结构以及功率器件的具体结构进行确认。
图4示出了本发明实施例的开关管的物理结构示意图。具体的,所述开关管Q具有相对的两个第一电极设置面,且所述开关管Q的电极包括栅极G、源极S和漏极D,且所述栅极G和源极S设置在所述两个第一电极设置面中的其中一个第一电极设置面上,所述漏极D设置在所述两个第一电极设置面的另外一个第一电极设置面上。
图5示出了本发明实施例的二极管的物理结构示意图。所述二极管具有相对的两个第二电极设置面,所述二极管的电极包括正极+和负极-,且所述二极管的正极+和负极-分别设置在所述两个第二电极设置面上。
集成模块
具体的,由于本发明实施例的集成模块包括两组器件组1,两组器件组1即可组成半桥式逆变功率电路中的逆变模块(仅以开关管和二极管数量计算),同理,四组器件组1即可组成全桥式逆变功率电路中的逆变模块(仅以开关管和二极管数量计算)。由此可见,当一个集成模块上仅有一组器件组1时,需要两个集成模块才能满足半桥式结构逆变功率电路中的逆变模块要求,需要四个集成模块才能满足全桥式结构逆变功率电路中的逆变模块要求;当一个集成模块上具有两组器件组1时,仅需一个集成模块即可满足半桥式逆变功率电路中的逆变模块结构要求,仅需两个集成模块即可满足全桥式逆变功率电路中的逆变模块结构要求;当一个集成模块上具有四组器件组1时,仅需一个集成模块即可满足全桥式逆变功率电路中的逆变模块结构要求,同时一个集成模块可满足两个半桥式结构逆变功率电路中的逆变模块结构要求。依此类推,本发明实施例不逐一进行说明。
图6示出了本发明实施例的集成模块电路结构示意图。在附图图3所示结构的基础上,两组器件组1组合形成半桥式结构的逆变模块。第一器件组的电路结构与附图图3所示电路结构相同,第二器件组的电路结构在附图图3所示的电路基础上,将附图图3所示的电路结构的输入端P和输出端O交换。
具体的,第一器件组包括第一二极管101和第一开关管102,第二器件组包括第二二极管201和第二开关管202;其中,第一开关管102的第一源极S01与第一二极管101的正极连接,第一开关管102的漏极D01与所述第一二极管101的负极连接;第二开关管202的第二源极S02与第二二极管201的正极连接,第二开关管202的第二漏极D02与所述第二二极管201的负极连接;第一开关管102的源极S01和第二开关管202的漏极D02连接并引出输出端O,第一开关管102的漏极D01引出正极P,第二开关管202的源极S02引出负极N。具体的,第一输入端P为输入直流电的正极和第二输入端N一般为输入直流电的负极;具体的,通过第一开关管102和第二开关管202的通断控制,可实现在输出端输出交流电的功能。
图7示出了本发明实施例的集成模块物理结构示意图。具体的,本发明实施例的集成模块包括若干组器件组1和模块基板3。本发明实施例以一个集成模块包括两个器件组1的结构进行说明,两个器件组1分别为第一器件组10和第二器件组20。
具体的,所述模块基板3包括两个连接表层,具体的,在本发明实施例中,两个连接表层分别命名为第一连接表层311和第二连接表层312。需要说明的是,第一连接表层311和第二连接表层312仅用于说明模块基板3的具体表面,模块基板3电位处处相等。具体实施中,模块基板3可以为一整块金属板,也可以采用DBC基板。
具体的,所述器件组中任一器件可设置在第一连接表层311或第二连接表层312上;可选的,同一组所述器件组的开关管设置在所述第一连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第二连接表层上;或同一组所述器件组的开关管设置在所述第二连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第一连接表层上。
在本发明实施例中,第一器件组10的第一二极管101设置在第二连接表层312上,第一器件组10的第一开关管102设置在第一连接表层311上;第二器件组20的第二二极管201设置在第一连接表层311上,第二器件组20的第二开关管202设置在第二连接表层312上。
本发明实施例提供了下述两种实施方式,
实施例一:
在同一组所述器件组中,所述二极管的负极键合在所述模块基板上,且所述开关管的漏极键合在所述模块基板上。具体的,应用该实施方式的器件组为第一器件组10。具体的,在本发明实施例中,以模块基板3作为O极,对应于附图图3所示的电路结构,第一二极管101的负极键合在所述模块基板的第二连接表层312上,且所述第一开关管102的漏极D01键合在所述模块基板3的第一连接表层311上;第一开关管102的栅极G01和源极S01朝向远离所述模块基板3的方向。
实施例二:
在同一组所述器件组中,所述二极管的正极键合在所述模块基板上,且所述开关管的源极键合在所述模块基板上,所述模块基板在对应于所述开关管的栅极位置上设置有栅极连接件;所述栅极连接件的始端和末端分别穿过所述模块基板的两个连接表层,且所述栅极连接件的始端与所述开关管的栅极键合;所述连接件与所述模块基板保持绝缘。具体的,应用该实施方式的器件组为第二器件组20。
具体的,以模块基板3作为O极,所述第二二极管201的正极键合在所述模块基板3的第一连接表层311上,且所述第二开关管202的源极S02键合在所述模块基板3的第二连接表层312上;所述模块基板3在对应于所述第二开关管202的栅极G02位置上设置有栅极连接件203;所述栅极连接件203的始端和末端分别穿过所述模块基板3的第二连接表层312和第一连接表层311。所述栅极连接件203的始端与所述第二开关管202的栅极G02键合;所述栅极连接件203与所述模块基板3保持绝缘。
通过以上实施方式,可在该集成模块集成若干组器件组,通过若干个组器件组的配合或通过多个集成模块的配合,可灵活应用至现有的功率转换电路中,具体实施中具有良好的便利性。
需要说明的是,结合附图图7所示结构示意图,具体实施中,在上述实施例的说明条件下,第一开关管102和第二二极管201可视为同一组器件组的器件,第二开关管202和第一二极管101可视为同一组器件组中的器件;对于集成模块自身而言,与原集成模块的结构相同,但在后续组装为功率器件时,根据器件组的分类需要合理安排走线。此外,将第一开关管102和第二二极管201视为同一组器件组的器件、第二开关管202和第一二极管101视为同一组器件组中的器件,即说明了器件组的器件设置在同一连接表层上的实施方式,本发明实施例不另行进行说明。
进一步的,设置在所述第一连接表层上的器件的高度相同;和/或设置在所述第二连接表层上的器件的高度相同。通过该设置方式,在集成模块具体应用时,只需将整个集成模块以贴片的方式进行焊接,同时可避免电极高度不同所带来的焊接不良的问题。
同理,在所述模块基板设置有栅极连接件203时,所述栅极连接件203的末端高度与所述栅极连接件203的末端所在一侧的器件的高度相同。
具体的,所述集成模块还包括输出极连接件302,所述输出极连接件302的始端键合在第一连接表层311或第二连接表层312上(本发明实施例的第二连接表层312)上,通过该实施方式,统一该集成模块的焊接面为两个相对的表面(图示方向的上表面和下表面),可简化集成模块的连接难度。
具体的,所述输出极连接件302的末端高度与所述输出极连接件302所在一侧的器件高度相同,输出极连接件302可随同一侧的器件顶面进行焊接,加工较为便利。
进一步的,所述模块基板内部设置有散热流道301,散热流道301中可通入冷却液301和降温气体,以降低模块基板温度。
具体的,所述集成模块还包括封装层4,所述封装层4用于封装所述器件组中的器件,所述器件组中的器件远离所述模块基板一侧的电极外露于所述封装层,以保证外部能够对器件远离所述模块基板一侧的电极进行电性连接。优选的,为了简化外部对器件远离所述模块基板一侧的电极的焊接难度,封装层4远离所述模块基板一侧的表面应与器件远离所述模块基板一侧的顶面持平,或封装层4远离所述模块基板一侧的表面略高于器件远离所述模块基板一侧的顶面,在对器件形成良好保护的同时,可便于外部对器件远离所述模块基板一侧的电极进行电性连接。
具体的,在所述模块基板3设置有栅极连接件203时,所述封装层4还用于封装所述栅极连接件203,所述栅极连接件203的末端外露于所述封装层4;在所述模块基板3设置有输出极连接件302时,所述封装层3还用于封装所述输出极连接件302,所述输出极连接件302的末端外露于所述封装层。
概括而言,封装层4主要用于将模块基板3上的元器件封装与模块基板3上,以对模块基板3上的元器件进行良好的保护,同时使未使用的电极外露于封装层,以便于外部连接;栅极连接件203和输出极连接件302可视为元器件的电极的延伸。
具体的,集成模块最终以封装器件的结构形式设置,可便于将集成模块当做一个贴片器件使用,减少零器件分开贴装时的贴片时间,能够有效降低零器件贴装时的失败率,降低生产成本;同时,塑封的集成模块能够有效提高集成模块的耐用性和抗震荡强度;封装胶水能够采用散热性能较好的封装胶,改善集成模块的内部热应力;固化后的封装胶水能够保证集成模块具有较高的抗压能力,可承受更大的合模封装压力,有利于功率器件的加工成型。
综上,本发明实施例提供了一种集成模块,该集成模块以器件组为最基本模块,可应用至半桥逆变式功率转换电路或全桥逆变功率转换电路的电路中,具有良好的通用性;叠层设置的器件布置形式能够有效的降低回路电流流通的路径和面积,降低模块的寄生电感;同时,叠层式的结构,可降低集成模块的体积和重量,提高集成模块使用场景;将集成模块的零器件塑封,便于贴装使用,减少零器件分开贴装时的贴片时间,能够有效降低零器件贴装时的失败率,降低生产成本;塑封的集成模块能够有效提高集成模块的耐用性和抗震荡强度,同时,封装胶水能够采用散热性能较好的封装胶,改善集成模块的内部热应力。
功率器件
图8示出了本发明实施例的功率器件三维结构示意图,图9示出了本发明实施例的第一基板三维结构示意图,图10示出了本发明实施例的第二基板三维结构示意图,图11示出了本发明实施例的功率器件在其中一个集成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,包括第一基板510、第二基板520和若干个所述集成模块,具体的,在本发明实施例中,集成模块的数量为两个,分别为第一集成模块601和第二集成模块602;每个集成模块中的器件组数量为两组。
所述第一基板510和第二基板520相互面对设置,且所述第一基板510朝向所述第二基板520一侧设置有第一金属表层512,所述第二基板520朝向所述第一基板510一侧设置有第二金属表层522。
所述集成模块设置在所述第一金属表层512和第二金属表层522之间,且所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极分别对应键合在所述第一金属表层512或第二金属表层522上。
具体的,在所述模块基板设置有栅极连接件203时,所述栅极连接件203的末端对应键合在所述第一金属表层512或第二金属表层522上;具体的,在所述模块基板3设置有输出极连接件302时,所述输出极连接件302的末端对应键合在所述第一金属表层512或第二金属表层522上。
所述第一金属表层上对应于所述集成模块划分为若干个第一连接区,所述第二金属表层上对应于所述集成模块划分为若干个第二连接区;
所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述输出极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上。
具体的,以栅极连接件203为例,栅极203的末端朝向第二基板520的第二金属表层522,第二金属表层522对应于栅极203的位置上开有独立的第二连接区513,栅极连接件203的末端对应键合在所对应的第二连接区513上。相应的,每一个器件远离模块基板3的电极均分别键合在对应的第一连接区或第二连接区上。
此外,根据附图图6所示出的电路结构,在一个集成模块中并未完全实现所示电路结构,因此,需要通过在第一基板和第二基板上实现相对应的电性连接关系。
具体的,在第一基板和第二基板上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表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基板的两个金属表层上,在该实施方式下,需要在需要连接的两个连接区直接置入金属连接块,以实现分设在两块基板的两个金属表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8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表层512和第二金属表层522之间。
具体的,所述若干个第一连接区中的任一第一连接区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或第二连接区上,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,可将供外部使用的电极从第一基板和第二基板间引出,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,所述第一基板510远离所述第二基板520的一侧上设置有第一散热表层511;和/或所述第二基板520远离所述第一基板510的一侧上设置有第二散热表层521。通过在基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功率器件,通过在第一基板之间设置不同数量的集成模块,可使功率器件用于半桥逆变式功率转换电路、全桥逆变功率转换电路等逆变功率转换电路中,适用性较为良好,具有良好的实用性;功率器件中的元器件可同时利用模块基板、基板以及金属板内的流道进行散热,对环节功率器件的内部堆积热量具有良好的实用性。
以上对本发明实施例所提供的一种集成模块及功率器件进行了详细介绍,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 (12)
1.一种集成模块,其特征在于,包括模块基板和若干组器件组;
每一组所述器件组包括两个器件,两个器件分别为开关管和二极管;
所述模块基板包括第一连接表层和第二连接表层,所述第一连接表层和第二连接表层相互电性连接,所述第一连接表层和所述第二连接表层分别位于所述模块基板的两个相对的表面上;
在同一组所述器件组中,所述二极管的负极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上,且所述开关管的漏极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上;
或在同一组所述器件组中,所述二极管的正极键合在所述第一连接表层或第二连接表层上,且所述开关管的源极键合在所述模块基板上,所述模块基板在对应于所述开关管的栅极的位置上设置有栅极连接件;所述栅极连接件的始端与所述开关管的栅极键合,所述栅极连接件的末端穿过所述模块基板;所述栅极连接件与所述模块基板保持绝缘。
2.如权利要求1所述的集成模块,其特征在于,同一组所述器件组的开关管设置在所述第一连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第二连接表层上;或同一组所述器件组的开关管设置在所述第二连接表层上,同一组所述器件组的二极管设置在所述第一连接表层上。
3.如权利要求1所述的集成模块,其特征在于,设置在所述第一连接表层上的器件的高度相同;
和/或设置在所述第二连接表层上的器件的高度相同。
4.如权利要求3所述的集成模块,其特征在于,在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端高度与所述栅极连接件的末端所在一侧的器件的高度相同。
5.如权利要求1所述的集成模块,其特征在于,所述集成模块还包括输出极连接件,所述输出极连接件的始端键合在所述第一连接表层或第二连接表层上。
6.如权利要求5所述的集成模块,其特征在于,所述输出极连接件的末端高度与所述输出极连接件所在一侧的器件高度相同。
7.如权利要求1所述的集成模块,其特征在于,所述模块基板内部设置有散热流道。
8.权利要求1至7任一项所述的集成模块,其特征在于,所述集成模块还包括封装层,所述封装层用于封装所述器件组中的器件,所述器件组中的器件远离所述模块基板一侧的电极外露于所述封装层;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述封装层还用于封装所述栅极连接件,所述栅极连接件的末端外露于所述封装层;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述封装层还用于封装所述输出极连接件,所述输出极连接件的末端外露于所述封装层。
9.一种功率器件,其特征在于,包括第一基板、第二基板和权利要求1至8任一项所述的集成模块;
所述第一基板和第二基板相互面对设置,且所述第一基板朝向所述第二基板一侧设置有第一金属表层,所述第二基板朝向所述第一基板一侧设置有第二金属表层;
所述集成模块设置在所述第一金属表层和第二金属表层之间,且所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极分别对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述输出极连接件的末端对应键合在所述第一金属表层或第二金属表层上。
10.如权利要求9所述的功率器件,其特征在于,所述第一金属表层划分为若干个第一连接区,所述第二金属表层划分为若干个第二连接区;
所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述集成模块上的器件远离所述模块基板一侧的电极中的任一电极对应键合在所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有栅极连接件时,所述栅极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上;
在所述模块基板设置有输出极连接件时,所述输出极连接件的末端对应键合在所述若干个第一连接区中的其中一个第一连接区上,或所述若干个第二连接区中的其中一个第二连接区上。
11.如权利要求10所述的功率器件,其特征在于,所述功率器件还包括若干个外伸连接件,所述若干个外伸连接件中的任一外伸连接件的始端设置在第一金属表层和第二金属表层之间,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;
所述若干个第一连接区中的任一第一连接区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或第二连接区上。
12.如权利要求9所述的功率器件,其特征在于,所述第一基板远离所述第二基板的一侧上设置有第一散热表层;
和/或所述第二基板远离所述第一基板的一侧上设置有第二散热表层。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006021959A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Infineon Technologies Ag | Leistungshalbleiterbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
CN103545305A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-29 | 徐员娉 | 一种功率模块 |
CN104465603A (zh) * | 2013-09-23 | 2015-03-25 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 功率模块 |
CN108831880A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-11-16 | 成都赛力康电气有限公司 | 一种用于电力电子器件mos模块的dbc基板 |
KR20190110376A (ko) * | 2018-03-20 | 2019-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 양면냉각형 파워 모듈 및 그의 제조 방법 |
CN110676235A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 成都赛力康电气有限公司 | 一种便于扩展的新型功率mos模组结构 |
CN210349834U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-17 | 丰鹏电子(珠海)有限公司 | 双面散热的功率器件模组 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111199959B (zh) * | 2018-11-19 | 2021-11-02 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 功率模块的封装结构 |
CN110010599A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 高集成智能功率模块及其制作方法以及空调器 |
CN110416200B (zh) * | 2019-07-02 | 2020-11-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种功率模块封装结构及制作方法 |
-
2020
- 2020-05-28 CN CN202010469396.XA patent/CN111769081B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006021959A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Infineon Technologies Ag | Leistungshalbleiterbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
CN104465603A (zh) * | 2013-09-23 | 2015-03-25 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 功率模块 |
CN103545305A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-29 | 徐员娉 | 一种功率模块 |
KR20190110376A (ko) * | 2018-03-20 | 2019-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 양면냉각형 파워 모듈 및 그의 제조 방법 |
CN108831880A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-11-16 | 成都赛力康电气有限公司 | 一种用于电力电子器件mos模块的dbc基板 |
CN210349834U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-17 | 丰鹏电子(珠海)有限公司 | 双面散热的功率器件模组 |
CN110676235A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 成都赛力康电气有限公司 | 一种便于扩展的新型功率mos模组结构 |
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