CN115939119B - 功率模块和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率模块和电子设备，功率模块包括：基板，基板包括驱动基板；芯片，芯片包括驱动芯片；以及封装体，封装体包括：第一长侧边、第二长侧边、第一短侧边和第二短侧边，其中，驱动基板在封装体长度方向的两端分别形成有第一引脚和第二引脚，驱动基板在封装体宽度方向的一侧形成有第三引脚，第一引脚和第三引脚均为功能引脚且从第一长侧边向外引出，第二引脚为伪引脚且从第一短侧边向外裸露。由此，通过使第一引脚和第三引脚均为功能引脚且从第一长侧边向外引出，使第二引脚为伪引脚且从第一短侧边向外裸露，不仅从两个方向对功率模块进行支撑，避免单侧支撑的晃动，而且可以减小功率模块的体积，提高小型化程度。

Description

功率模块和电子设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种功率模块和电子设备。

背景技术

随着科技的发展，由封装体对功率芯片和驱动芯片进行封装所形成的功率模块被广泛被应用各领域。在终端小型化的趋势下，功率模块的小型化要求也越来越高。另外，终端的应用环境恶劣，这对功率模块的可靠性要求也越来越高。

在相关技术中，功率模块的设计不够合理，功率模块的体积较大，或者稳定性和可靠性较低，无法实现功能模块的小型化和高可靠性的平衡，无法适应行业发展的趋势。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种功率模块，该功率模块的稳定性更高，并且结构更加紧凑小型化。

本发明进一步地提出了一种电子设备。

根据本发明实施例的功率模块，包括：基板，所述基板包括驱动基板；芯片，所述芯片包括驱动芯片，所述驱动芯片设置于所述驱动基板；以及封装体，所述封装体封装所述基板和所述芯片，所述封装体包括：第一长侧边、第二长侧边、第一短侧边和第二短侧边，所述第一短侧边和所述第二短侧边分别连接于所述第一长侧边和所述第二长侧边的两端之间，其中，所述驱动基板在所述封装体长度方向的两端分别形成有第一引脚和第二引脚，所述驱动基板在所述封装体宽度方向的一侧形成有第三引脚，所述第一引脚和所述第三引脚均为功能引脚且从所述第一长侧边向外引出，所述第二引脚为伪引脚且从所述第一短侧边向外裸露。

由此，通过使第一引脚和第三引脚均为功能引脚且从第一长侧边向外引出，使第二引脚为伪引脚且从第一短侧边向外裸露，在保证驱动芯片与外围电路正常电连接的前提下，不仅通过第一引脚和第三引脚与第二引脚从两个方向对功率模块进行支撑，避免单侧支撑的晃动，而且可以减小功率模块的体积，提高功率模块的小型化程度。

在本发明的一些示例中，所述驱动基板包括：一体成型的第一芯片焊盘、连杆和第二芯片焊盘，在所述封装体长度方向上，所述第一芯片焊盘、所述连杆和所述第二芯片焊盘顺次连接，所述第一芯片焊盘和所述第二芯片焊盘均设置有所述驱动芯片，所述第一引脚设置于所述第一芯片焊盘的一端，所述第二引脚设置于所述第二芯片焊盘的一端，所述第三引脚设置于所述第一芯片焊盘在所述封装体宽度方向的一侧。

在本发明的一些示例中，所述第三引脚设置于所述第一芯片焊盘在所述封装体宽度方向的一侧且连接在所述一侧远离所述第一引脚的端部处。

在本发明的一些示例中，所述功率模块还包括：第四引脚和第五引脚，所述第四引脚与所述驱动芯片通过导线电连接，所述第四引脚为伪引脚且从第一短侧边向外裸露，所述第五引脚与所述第四引脚通过连杆相连接，所述第五引脚为高压电源引脚且从所述第一长侧边向外引出。

在本发明的一些示例中，所述第二引脚和所述第四引脚均包括第一引脚段、第二引脚段和第三引脚段，所述第一引脚段在所述封装体的长度方向上延伸，所述第二引脚段与所述第一引脚段远离所述驱动芯片的一端相连且在所述封装体的宽度方向上延伸设置，所述第三引脚段与所述第二引脚段远离所述第一引脚段的一端相连且在所述封装体的长度方向弯折延伸设置，所述第三引脚段的端部从所述第一短侧边向外裸露。

在本发明的一些示例中，所述第四引脚的所述第二引脚段的宽度大于所述第二引脚的所述第二引脚段的宽度。

在本发明的一些示例中，所述第一长侧边的一端设置有第一凹部，所述第一短侧边的一端设置有第二凹部，所述第二凹部与所述第一凹部相连通，所述第二引脚从所述第一短侧边向外裸露。

在本发明的一些示例中，所述第一凹部和所述第二凹部均为长条状，所述第一凹部的长度为d1，所述第二凹部的长度为d2，d1和d2满足关系式：d1≥d2。

在本发明的一些示例中，所述第一凹部包括：第一长边和第一短边，所述第一短边沿所述封装体的宽度方向延伸，所述第一短边垂直连接于所述第一长边和第一长侧边之间，所述第一长边和所述第一短边之间设置有第一过渡圆角；所述第二凹部包括：第二长边和第二短边，所述第二短边沿所述封装体的长度方向延伸，所述第二短边垂直连接于所述第二长边和所述封装体的第一短侧边之间，所述第二长边和所述第二短边之间设置有第二过渡圆角。

根据本发明实施例的电子设备，包括：以上所述的功率模块和控制器，所述控制器与所述功率模块电连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的功率模块的示意图；

图2是图1中A区域的示意图；

图3是根据本发明实施例的功率模块另一视角的示意图；

图4是根据本发明实施例的功率模块的剖视图；

图5是根据本发明实施例的功率模块的示意图

图6是图5中B区域的示意图；

图7是图5中B区域的示意图。

附图标记：

100、功率模块；

10、基板；11、驱动基板；111、第一芯片焊盘；1111、第一引脚；1112、第三引脚；112、第二芯片焊盘； 1121、第二引脚；

20、芯片； 21、驱动芯片；

30、封装体；301、第一长侧边；302、第二长侧边；303、第一短侧边；304、第二短侧边；31、第一凹部；311、第一短边；312、第一长边；313、第一过渡圆角；32、第二凹部；321、第二短边；322、第二长边；323、第二过渡圆角；33、第三凹部；34、缺角；

40、第四引脚；41、第一引脚段；42、第二引脚段；43、第三引脚段；

50、第五引脚。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的功率模块100，该功率模块100可以应用于电子设备。

结合图1-图7所示，根据本发明的功率模块100可以主要包括：基板10、芯片20、封装体30，其中，基板10包括驱动基板11，芯片20包括驱动芯片21，驱动芯片21设置于驱动基板11，这样可以保证驱动芯片21安装设置的稳定性和可靠性，可以提升驱动芯片21的性能。

进一步地，在功率模块100生产制造的过程中，在将基板10和芯片20均设置于模具型腔后，可以向模具型腔内填充注入流动的树脂冷却固化后得到封装体30，树脂在固化后可以对基板10和芯片20起到覆盖保护的作用，可以进一步地提升功率模块100的结构可靠性。

结合图1、图2以及图5-图7所示，封装体30可以包括：第一长侧边301、第二长侧边302、第一短侧边303和第二短侧边304，第一短侧边303和第二短侧边304分别连接于第一长侧边301和第二长侧边302的两端之间，驱动基板11在封装体30长度方向的两端分别形成有第一引脚1111和第二引脚1121，驱动基板11在封装体30宽度方向的一侧形成有第三引脚1112，第一引脚1111和第三引脚1112均为功能引脚且从第一长侧边301向外引出，第二引脚1121为伪引脚且从第一短侧边303向外裸露。

具体地，驱动基板11在封装体30长度方向的两端分别形成有第一引脚1111和第二引脚1121，驱动基板11在封装体30宽度方向的一侧形成有第三引脚1112，通过将第一引脚1111和第三引脚1112均设置为功能引脚，这样驱动芯片21可以通过第一引脚1111和第三引脚1112与外围电路实现电连接，保证功率模块100的正常工作。

进一步地，通过使第一引脚1111和第三引脚1112从第一长侧边301向外引出，第二引脚1121为伪引脚且从第一短侧边303向外裸露，这样不仅可以使第一引脚1111和第三引脚1112与第二引脚1121从两个方向对功率模块100进行支撑，从而可以避免单侧支撑的晃动，可以提升功率模块100的可靠性，而且可以避免在功率模块100宽度方向上设置伪引脚，避免功率模块100宽度方向上空间的占用以及材料的浪费，可以使第一引脚1111、第二引脚1121和第三引脚1112的设置更加合理紧凑，可以减小功率模块100的体积，提高功率模块100的小型化程度。另外，这样也可以加大第一引脚1111、第二引脚1121和第三引脚1112之间的绝缘距离，从而可以进一步地提升功率模块100的安全性能。

由此，通过使第一引脚1111和第三引脚1112均为功能引脚且从第一长侧边301向外引出，使第二引脚1121为伪引脚且从第一短侧边303向外裸露，在保证驱动芯片21与外围电路正常电连接的前提下，不仅通过第一引脚1111和第三引脚1112与第二引脚1121从两个方向对功率模块100进行支撑，避免单侧支撑的晃动，而且可以减小功率模块100的体积，提高功率模块100的小型化程度。

结合图5所示，驱动基板11包括：一体成型的第一芯片焊盘111、连杆和第二芯片焊盘112，在封装体30长度方向上，第一芯片焊盘111、连杆和第二芯片焊盘112顺次连接，第一芯片焊盘111和第二芯片焊盘112均设置有驱动芯片21，这样可以提高功率模块100的结构紧凑性，并且多个驱动芯片21的设置也可以提升功率模块100的工作性能。

进一步地，将第一引脚1111设置于第一芯片焊盘111的一端，将第二引脚1121设置于第二芯片焊盘112的一端，将第三引脚1112设置于第一芯片焊盘111在封装体30宽度方向的一侧，这样可以使第一引脚1111、第二引脚1121和第三引脚1112在封装体30上的分布更加均匀，从而可以使第一引脚1111、第二引脚1121和第三引脚1112对功率模块100的支撑力的分布更加均匀，进而可以进一步地提升功率模块100的可靠性和稳定性。

结合图1、图3和图5所示，第三引脚1112设置于第一芯片焊盘111在封装体30宽度方向的一侧且连接在一侧远离第一引脚1111的端部处。具体地，可以将第三引脚1112设置于第一芯片焊盘111在封装体30宽度方向的一侧，并且将第三引脚1112连接在该一侧远离第一引脚1111的端部处，这样可以使第三引脚1112和第一引脚1111的相对设置位置更加合理，从而可以使第三引脚1112和第一引脚1111对功率模块100的支撑力在封装体30的长度方向上分布更加均匀，从而可以进一步地提升功率模块100的可靠性和稳定性。

结合图1、图3和图5所示，功率模块100还可以包括：第四引脚40和第五引脚50，第四引脚40与驱动芯片21通过导线电连接，第四引脚40为伪引脚且从第一短侧边303向外裸露，第五引脚50与第四引脚40通过连杆相连接，第五引脚50为高压电源引脚且从第一长侧边301向外引出，如此设置，一方面，驱动芯片21可以通过第五引脚50与高压电源电连接，提升功率模块100的性能，另一方面，第四引脚40和第五引脚50也可以从两个方向对功率模块100进行支撑，从而可以辅助第一引脚1111、第二引脚1121和第三引脚1112对功率模块100的支撑，可以进一步地提升功率模块100的稳定性。

结合图1、图2以及图5-图7所示，第二引脚1121和第四引脚40均可以包括第一引脚段41、第二引脚段42和第三引脚段43，第一引脚段41在封装体30的长度方向上延伸，第二引脚段42与第一引脚段41远离驱动芯片21的一端相连且在封装体30的宽度方向上延伸设置，第三引脚段43与第二引脚段42远离第一引脚段41的一端相连且在封装体30的长度方向弯折延伸设置，第三引脚段43的端部从第一短侧边303向外裸露，如此设置，可以使第二引脚1121和第四引脚40顺应封装体30的结构，不仅可以保证第二引脚1121和第四引脚40可以通过第三引脚段43的端部从第一短侧边303向外裸露，保证第二引脚1121和第四引脚40对功率模块100的支撑作用，而且可以使第二引脚1121和第四引脚40通过第一引脚段41和第二引脚段42远离功率模块100上的螺钉固定槽，避免干涉或与螺钉距离过近，导致无法保证功率模块100的电绝缘性要求，从而可以优化第二引脚1121和第四引脚40的结构设计，提升功率模块100的可靠性。

进一步地，第四引脚40的第二引脚段42的宽度大于第二引脚1121的第二引脚段42的宽度。具体地，通过将第四引脚40的第二引脚段42的宽度设置地大于第二引脚1121的第二引脚段42的宽度，这样可以使第四引脚40的第二引脚段42和第二引脚1121的第二引脚段42充分利用驱动基板11上的可用空间，增强第四引脚40和第二引脚1121的结构稳定性，从而提高第四引脚40和第二引脚1121对功率模块100支撑作用的稳固性。

结合图1、图2以及图5-图7所示，第一长侧边301的一端设置有第一凹部31，第一短侧边303的一端设置有第二凹部32，第二凹部32与第一凹部31相连通，第二引脚1121从第一短侧边303向外裸露。

具体地，考虑到基板10和芯片20的结构不规则，通过在第一长侧边301的一端设置第一凹部31，在第一短侧边303的一端设置第二凹部32，这样在保证封装体30可以对基板10和芯片20起到保护作用的前提下，不仅可以减小封装体30的体积，节省封装所需的树脂材料，降低功率模块100的生产成本，而且可以使功率模块100的结构更加紧凑，减小功率模块100的体积，提升功率模块100的小型化程度。

进一步地，将第二凹部32与第一凹部31相连通，这样一方面，可以方便第一凹部31和第二凹部32在封装体30上的成型设置，简化封装体30的生产流程，降低封装体30的生产难度，另一方面，这样可以进一步地减小封装体30的体积，节省封装所需的树脂材料，提高功率模块100的结构紧凑性。

另外，第一凹部31和第二凹部32可以挤压第一长侧边301和第一短侧边303之间的拐角角落处的封装树脂向中部流动，从而可以防止第一长侧边301和第一短侧边303之间的拐角角落处的树脂停滞聚集。进一步地，相较于直接在第一长侧边301和第一短侧边303之间的拐角处设置倒角，通过设置本发明实施例的第一凹部31和第二凹部32更加省料。

在本发明的一些实施例中，将第二引脚1121设置于第二凹部32，使第二引脚1121从第一短侧边303向外裸露，并且不超过第二凹部32，这样不仅可以加大第二引脚1121与第一引脚1111和第三引脚1112之间的爬电距离，而且可以防止裸露的第二引脚1121与侧边物件接触，发生电触事件或被损坏，如此，可以优化第二引脚1121的设置位置，优化功率模块100的结构设计，可以提升功率模块100的安全性能以及结构可靠性。

结合图5-图7所示，第一凹部31和第二凹部32均为长条状，第一凹部31的长度为d1，第二凹部32的长度为d2，d1和d2满足关系式：d1≥d2。具体地，可以将第一凹部31和第二凹部32均设置为长条状，这样可以使第一凹部31和第二凹部32的形状设计更加简单，可以进一步地方便第一凹部31和第二凹部32的成型，降低封装体30的生产难度。进一步地，可以将第一凹部31的长度设置地大于第二凹部32的长度，这样可以使第一凹部31和第二凹部32的长度与其对应所在的第一长侧边301和第一短侧边303的长度相匹配，从而可以进一步地优化封装体30的结构设计，在可以节省封装所需的树脂材料，以及提升结构紧凑性的前提下，可以使封装体30的结构更加稳定可靠，从而可以进一步地提升功率模块100的结构可靠性。

结合图1、图2、图5和图7所示，第一凹部31可以主要包括：第一长边312和第一短边311，第一短边311沿封装体30的宽度方向延伸，第一短边311垂直连接于第一长边312和第一长侧边301之间，第一长边312和第一短边311之间设置有第一过渡圆角313。具体地，通过将第一短边311沿封装体30的宽度方向延伸，将第一短边311垂直连接于第一长边312和第一长侧边301之间，这样可以实现第一凹部31的长条状结构，使第一凹部31的结构更加简单。

进一步地，通过在第一长边312和第一短边311之间设置第一过渡圆角313，这样可以使第一长边312和第一短边311的连接处的应力分布更加均匀，防止第一长边312和第一短边311的连接处出现应力集中，导致第一长边312和第一短边311连接处由于应力集中产生断裂，从而可以提高封装体30在第一凹部31处的疲劳安全系数，可以提高封装体30乃至功率模块100的结构可靠性。

结合图1、图2、图5和图7所示，第二凹部32可以主要包括：第二长边322和第二短边321，第二短边321沿封装体30的长度方向延伸，第二短边321垂直连接于第二长边322和第一短侧边303之间，第二长边322和第二短边321之间设置有第二过渡圆角323。具体地，通过将第二短边321沿封装体30的宽度方向延伸，将第二短边321垂直连接于第二长边322和第一短侧边303之间，这样可以实现第二凹部32的长条状结构，使第二凹部32的结构更加简单。

进一步地，通过在第二长边322和第二短边321之间设置第二过渡圆角323，这样可以使第二长边322和第二短边321的连接处的应力分布更加均匀，防止第二长边322和第二短边321的连接处出现应力集中，导致第二长边322和第二短边321连接处由于应力集中产生断裂，从而可以提高封装体30在第二凹部32处的疲劳安全系数，可以提高封装体30乃至功率模块100的结构可靠性。

根据本发明的电子设备可以主要包括：上述的功率模块100和控制器。具体地，控制器与功率模块100电连接，这样可以通过控制器控制功率模块100的工作，在实现电子设备的智能化的前提下，可以提升电子设备的可靠性，以及可以提升电子设备的性能，从而提升电子设备的产品竞争力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：

基板，所述基板包括驱动基板，所述驱动基板包括：一体成型的第一芯片焊盘、连杆和第二芯片焊盘，在封装体长度方向上，所述第一芯片焊盘、所述连杆和所述第二芯片焊盘顺次连接；

芯片，所述芯片包括驱动芯片，所述驱动芯片设置于所述第一芯片焊盘和所述第二芯片焊盘；以及

封装体，所述封装体封装所述基板和所述芯片，所述封装体包括：第一长侧边、第二长侧边、第一短侧边和第二短侧边，所述第一短侧边和所述第二短侧边分别连接于所述第一长侧边和所述第二长侧边的两端之间，其中，

所述驱动基板在所述封装体长度方向的两端分别形成有第一引脚和第二引脚，所述驱动基板在所述封装体宽度方向的一侧形成有第三引脚，所述第一引脚和所述第三引脚均为功能引脚且从所述第一长侧边向外引出，所述第二引脚为伪引脚且从所述第一短侧边向外裸露，所述第一引脚设置于所述第一芯片焊盘的一端，所述第二引脚设置于所述第二芯片焊盘的一端，所述第三引脚设置于所述第一芯片焊盘在所述封装体宽度方向的一侧。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第三引脚设置于所述第一芯片焊盘在所述封装体宽度方向的一侧且连接在所述一侧远离所述第一引脚的端部处。

3.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括：第四引脚和第五引脚，所述第四引脚与所述驱动芯片通过导线电连接，所述第四引脚为伪引脚且从第一短侧边向外裸露，所述第五引脚与所述第四引脚通过连杆相连接，所述第五引脚为高压电源引脚且从所述第一长侧边向外引出。

4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述第二引脚和所述第四引脚均包括第一引脚段、第二引脚段和第三引脚段，所述第一引脚段在所述封装体的长度方向上延伸，所述第二引脚段与所述第一引脚段远离所述驱动芯片的一端相连且在所述封装体的宽度方向上延伸设置，所述第三引脚段与所述第二引脚段远离所述第一引脚段的一端相连且在所述封装体的长度方向弯折延伸设置，所述第三引脚段的端部从所述第一短侧边向外裸露。

5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述第四引脚的所述第二引脚段的宽度大于所述第二引脚的所述第二引脚段的宽度。

6.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一长侧边的一端设置有第一凹部，所述第一短侧边的一端设置有第二凹部，所述第二凹部与所述第一凹部相连通，所述第二引脚从所述第一短侧边向外裸露。

7.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述第一凹部和所述第二凹部均为长条状，所述第一凹部的长度为d1，所述第二凹部的长度为d2，d1和d2满足关系式：d1≥d2。

8.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述第一凹部包括：第一长边和第一短边，所述第一短边沿所述封装体的宽度方向延伸，所述第一短边垂直连接于所述第一长边和第一长侧边之间，所述第一长边和所述第一短边之间设置有第一过渡圆角；

所述第二凹部包括：第二长边和第二短边，所述第二短边沿所述封装体的长度方向延伸，所述第二短边垂直连接于所述第二长边和所述封装体的第一短侧边之间，所述第二长边和所述第二短边之间设置有第二过渡圆角。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求1-8中任一项所述的功率模块；

控制器，所述控制器与所述功率模块电连接。