CN218550266U - 功率单元模组和功率设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种功率单元模组和功率设备，其中，功率单元模组包括第一集成电路板和第二集成电路板，所述第一集成电路板包括第一PCB、绑定线，以及设于第一PCB上的功率裸芯片；第二集成电路板包括第二PCB，以及设于第二PCB上的驱动电源和驱动电路，第一PCB与第二PCB层叠设置，第二PCB上开设有避空孔，避空孔的位置对应于功率裸芯片的位置，避空孔用于避空功率裸芯片，驱动电源用于为驱动电路供电，绑定线的第一端与功率裸芯片连接，绑定线的第二端穿过避空孔与驱动电路的输出端连接。本实用新型能提高功率单元模组的功率密度。

Description

功率单元模组和功率设备

技术领域

本实用新型涉及电路板装配技术领域，特别涉及一种功率单元模组和功率设备。

背景技术

目前，功率设备中的功率单元模组一般由功率裸芯片、驱动电路和驱动电源等电路元件组成，而为了避免将这些电路元件布设于一块PCB时增大PCB的面积，导致功率单元模组的安装难度提升的情况，可通过将这些电路元件分别布设于上下层叠设置的两块PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上。

然而，为了兼顾功率单元模组的散热效果，设置有功率单管的PCB的表面往往铺铜较厚，由于加工工艺的限制，铺铜较厚的PCB上所刻蚀的电路走线的间距往往较大，而多个间距设置的功率单管焊接于PCB上的引脚间距往往较小，从而限制了功率单管在厚铜层基板的布设数量，进而导致功率单元模组的功率密度无法提高。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种功率单元模组和功率设备，旨在提高功率单元模组的功率密度。

为实现上述目的，本实用新型提出的所述功率单元模组包括：

第一集成电路板，所述第一集成电路板包括第一PCB、绑定线，以及设于所述第一PCB上的功率裸芯片；

第二集成电路板，所述第二集成电路板包括第二PCB，以及设于所述第二PCB上的驱动电源和驱动电路，所述第一PCB与所述第二PCB层叠设置，所述第二PCB上开设有避空孔，所述避空孔的位置对应于所述功率裸芯片的位置，所述避空孔用于避空所述功率裸芯片，所述驱动电源用于为所述驱动电路供电，

所述绑定线的第一端与所述功率裸芯片连接，所述绑定线的第二端穿过所述避空孔与所述驱动电路的输出端连接。

可选地，所述避空孔的数量为多个，所述第二PCB在靠近所述第一PCB一侧的表面设有多个固定焊盘，各所述固定焊盘围绕所述第二PCB的边沿间距设置，且所述固定焊盘还布设于各所述避空孔之间的PCB横梁处，所述固定焊盘用于将所述第二PCB与所述第一PCB固定连接。

可选地，所述第二PCB在背离所述第一PCB一侧的表面设有馈电焊盘，所述绑定线的第二端穿过所述避空孔与所述馈电焊盘连接，所述馈电焊盘还与所述驱动电路的输出端连接。

可选地，所述馈电焊盘设于各所述避空孔之间的PCB横梁处。

可选地，所述功率单元模组还包括转接板，在背离所述第一PCB的一侧，所述转接板与所述第二PCB邻近设置，

所述第一集成电路板还包括立设于所述第一PCB上的功率铜柱，所述功率铜柱的一端通过所述第一PCB上的电路走线与所述功率裸芯片连接，所述功率铜柱的另一端穿过所述避空孔与所述转接板连接，所述功率铜柱用于将所述功率裸芯片输出的功率电流传输至所述转接板。

可选地，所述转接板包括第三PCB，以及设于所述第三PCB上的母线电容和铜柱连接端子，所述母线电容的输出端通过所述功率铜柱与所述功率裸芯片连接，所述功率裸芯片还通过所述功率铜柱与所述铜柱连接端子连接，所述铜柱连接端子用于连接功率应用器件。

可选地，所述第二集成电路板还包括围绕所述第二PCB的边沿间距设置的多个支撑铜柱，所述支撑铜柱的一端与所述转接板抵接，用于支撑所述转接板。

可选地，所述功率单元模组还包括导热硅脂层和散热器件，所述导热硅脂层和所述散热器件设置在所述第一PCB远离所述第二PCB的一侧，所述散热器件锁固于所述第一PCB上，所述导热硅脂层填设于所述散热器件和所述第一PCB之间。

可选地，在所述第一PCB上的所述功率裸芯片所在区域的底部设置有镂空出的散热槽，所述散热槽嵌设有铜，所述散热槽通过所述导热硅脂层与所述散热器件承接。

本实用新型还提出一种功率设备，所述功率设备包括功率应用器件和功率单元模组，所述功率单元模组为如上所述的功率单元模组，所述功率单元模组电性连接所述功率应用器件。

本实用新型技术方案通过绑定线的第一端与功率裸芯片连接，以及所述绑定线的第二端穿过所述避空孔与所述驱动电路的输出端连接的电气连接关系，从而将驱动电路输出的驱动控制信号通过绑定线将该驱动控制信号从第二PCB直接传输至第一PCB的功率裸芯片上，从而顺利将第一PCB上驱动电路输出的驱动控制信号(该驱动控制信号为对功率裸芯片进行驱动控制的信号)引流至功率裸芯片，实现控制功率裸芯片的关闭或开启，以供第二PCB上驱动电路输出的驱动控制信号至直接传输至第一PCB上的功率裸芯片，从而避免由于加工工艺的限制，铺铜较厚的PCB上所刻蚀的电路走线的间距(即铺铜较厚的PCB，所刻蚀的电路走线的间距往往较大)，无法适配于功率单管焊接于PCB上的引脚间距(功率单管的布设数量越多，引脚间距越小，功率密度越高)的情况发生，进而防止对功率单管在厚铜层基板的布设数量产生限制，导致功率单元模组的功率密度无法提高的问题。因此本实用新型通过将功率单元模组的电路元件分别布设于两块层叠设置的PCB上，并结合两块PCB上分别布设的绑定线、驱动电源、驱动电路和功率裸芯片之间特定的电气连接关系，满足功率单元模组的正常功能要求，相比于通过功率单管、第一PCB板上所刻蚀的电路走线(与功率单管的引脚电连接)，以及第一PCB和第二PCB之间的焊盘进行驱动控制信号传输的功率单元模组结构，由于绑定线进行电连接的触点位置可进行自由的空间调整，可直接将第一PCB上的功率裸芯片与第二PCB进行电气信号的连接，因此第一PCB的铺铜厚度不受限制，所以本实用新型可增加功率元件(本实用新型的功率元件为功率裸芯片)在厚铜层基板的布设数量，进而提高了功率单元模组的功率密度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中功率单元模组的结构拆解图；

图2为本实用新型一实施例中功率单元模组的结构组装图；

图3为图2中的三维结构的结构拆解图；

图4为第一集成电路板和第二集成电路板在一视角的结构组装图；

图5为本实用新型一实施例中的各功率裸芯片之间进行电气连接的拓扑结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	功率单元模组	21	第二PCB
1	第一集成电路板	211	避空孔
				2	第二集成电路板	212	PCB横梁
3	转接板	22	驱动电源
				4	散热器件	23	支撑铜柱
11	第一PCB	31	第三PCB
				12	绑定线	32	母线电容
13	功率裸芯片	33	铜柱连接端子
				14	功率铜柱

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，功率设备中的功率单元模组一般由功率裸芯片、驱动电路和驱动电源等电路元件组成，而为了避免将这些电路元件布设于一块PCB时增大PCB的面积，导致功率单元模组的安装难度提升的情况，可通过将这些电路元件分别布设于上下层叠设置的两块PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上。然而，为了兼顾功率单元模组的散热效果，设置有功率单管的PCB的表面往往铺铜较厚，由于加工工艺的限制，即铺铜较厚的PCB在进行电路走线的刻蚀时，相比于铺铜较薄的PCB，对刀具刃刃的强度更高，否则在对电路走线的凹槽走线进行刻蚀加工时，刀具容易损坏，因此PCB铺铜越厚，用于刻蚀加工的刀具的刃刃部分就会相对越厚(刃刃部分越厚，刃刃强度越高，越不容易损坏)，因此铺铜较厚的PCB上所刻蚀的电路走线的间距往往较大，而多个间距设置的功率单管焊接于PCB上的引脚间距往往较小，从而限制了功率单管在厚铜层基板的布设数量，进而导致功率单元模组的功率密度无法提高。针对上述问题，本实用新型提出一种功率单元模组。

请参照图1至图3，在本实用新型实施例中，功率单元模组100包括第一集成电路板1和第二集成电路板2，第一集成电路板1包括第一PCB11、绑定线12，以及设于第一PCB11上的功率裸芯片13；第二集成电路板2包括第二PCB21，以及设于第二PCB21上的驱动电源22和驱动电路(未图示)，第一PCB11与第二PCB21层叠设置，第二PCB21上开设有避空孔211，避空孔211的位置对应于功率裸芯片13的位置，避空孔211用于避空功率裸芯片13，驱动电源22用于为驱动电路供电，绑定线12的第一端与功率裸芯片13连接，绑定线12的第二端穿过避空孔211与驱动电路的输出端连接。

在本实施例中，第一PCB11(Printed Circuit Board，印制电路板)可为常规PCB，常规PCB即指FR4树脂基板，其制造成本低，可以实现多层电路互连，硬度较好，但散热性能和绝缘性能较差。其中，FR4材料是玻璃纤维布的简称。第二PCB21还可为绝缘金属基板，其中，绝缘金属基板可包括铝基板和铜基板等，该绝缘金属基板是指IMS(Insulated MetalSubstrate)PCB，这是一种在金属板(通常是铝板)上应用的特殊预浸材料制成的PCB，其主要特性是散热性能极佳。最基础的IMS结构通常由线路层、绝缘层及金属基层组成，其中最重要部分就是绝缘层。绝缘层主要起到粘接、绝缘和导热的功能。铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障，通常氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化镁或氧化硅填充，其导热性通常是FR4的8-12倍。绝缘层的热传导性能越好，越有利于元器件运行时所产生的热量的扩散，加快降低器件的运行温度，延长使用寿命。

可以理解的是，该绑定线12是指独立于第一PCB11上所刻蚀的印制电路走线，可自由进行空间位置调节的电路线，该驱动电路可指刻蚀于第二PCB21上的印制电路走线。

本领域技术人员可知的是，该功率裸芯片13即为功率元件，该功率元件的种类可包括IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)、SiC晶体管和GaN晶体管等，本实施例不作具体的限定。需要说明的是，该功率裸芯片13区别于功率单管，本领域技术人员可以理解的是，功率裸芯片13和功率单管虽然均为功率元件，但是功率单管是指对功率裸芯片13进行封装后的封装元器件，并通过在功率单管的封装出口引出管脚的形式与外界进行电气信号的连接。由于功率单管是对功率裸芯片13进行封装后的封装元器件，该封装元器件已有固定引出的管脚，且该管脚一般与PCB上所刻蚀的电路走线适配连接，所以功率单管往往不适用于通过绑定线12与外界进行电气信号的连接，而功率裸芯片13是指功率单管封装前的裸芯片，而裸芯片不会具有封装结构，以及固定引出的管脚等，因此更便于通过绑定线12与外界进行电气信号的连接。

在本实施例中，第一PCB11上承载的电路元件包括功率裸芯片13(可为IGBT、MOSFET、SiC晶体管或GaN晶体管)，第二PCB21上承载的电路元件包括驱动电源22和驱动电路。本实施例通过在第一PCB11上设置功率裸芯片13，在第二PCB21上设置驱动电源22和驱动电路，第一PCB11与第二PCB21层叠设置，并通过在第二PCB21上开设有避空孔211，避空孔211的位置对应于功率裸芯片13的位置，从而使得层叠设置的两块PCB(即第一PCB11和第二PCB21)中，对功率裸芯片13产生避空设计，防止因为功率裸芯片13的存在，使得层叠设置的两个PCB需要保持一定的距离，才能避免功率裸芯片13与第二PCB21存在干涉，进而防止两个PCB之间进行驱动控制信号传输的电路走线较长，使得驱动控制信号的信号损失较大，以及驱动控制信号更易受到干扰，达到降低功率单元模组100的驱动杂感，提高驱动控制信号的信号质量的技术效果。需要说明的是，本实施例还通过绑定线12的第一端与功率裸芯片13连接，以及绑定线12的第二端穿过避空孔211与驱动电路的输出端连接的电气连接关系，从而将驱动电路输出的驱动控制信号通过绑定线12将该驱动控制信号从第二PCB21直接传输至第一PCB11的功率裸芯片13上，从而顺利将第一PCB12上驱动电路输出的驱动控制信号(该驱动控制信号为对功率裸芯片13进行驱动控制的信号)引流至功率裸芯片13，实现控制功率裸芯片13的关闭或开启，以供第二PCB21上驱动电路输出的驱动控制信号至直接传输至第一PCB11上的功率裸芯片13，从而避免由于加工工艺的限制，铺铜较厚的PCB上所刻蚀的电路走线的间距(即铺铜较厚的PCB，所刻蚀的电路走线的间距往往较大)，无法适配于功率单管焊接于PCB上的引脚间距(功率单管的布设数量越多，引脚间距越小，功率密度越高)的情况发生，进而防止对功率单管在厚铜层基板的布设数量产生限制，导致功率单元模组100的功率密度无法提高的问题。因此本实用新型通过将功率单元模组100的电路元件分别布设于两块层叠设置的PCB上，并结合两块PCB上分别布设的绑定线12、驱动电源22、驱动电路和功率裸芯片13之间特定的电气连接关系，满足功率单元模组100的正常功能要求，相比于通过功率单管、第一PCB板上所刻蚀的电路走线(与功率单管的引脚电连接)，以及第一PCB和第二PCB之间的焊盘进行驱动控制信号传输的功率单元模组结构，由于绑定线12进行电连接的触点位置可进行自由的空间调整，可直接将第一PCB11上的功率裸芯片13与第二PCB21进行电气信号的连接，因此第一PCB11的铺铜厚度不受限制，所以本实用新型可增加功率元件(本实用新型的功率元件为功率裸芯片13)在厚铜层基板的布设数量，进而提高了功率单元模组100的功率密度。

另外，需要说明的是，本实施例通过采用裸片方式取代功率单管，并通过绑定线12等方式将层叠设置的两块PCB进行电气连接，绑定线12间距可以自由调整，绑定线12位置可以根据不同电路设计自由调整，以及绑定线12方向可根据实际电路进行调节，使整体回路最短，布局更加紧凑，减小线路过长产生的杂感问题，进而达到增强功率裸芯片13的驱动稳定性的目的。同时，本实施例的功率绑定线12的第一端连接功率裸芯片13，第二端连接在上层PCB上，通过绑定线12将功率信号(即功率裸芯片13输出的功率电流)和驱动控制信号进行区分，防止信号串扰。

在本实用新型的一个实施例中，避空孔211的数量为多个，第二PCB21在靠近第一PCB11一侧的表面设有多个固定焊盘(未图示)，各固定焊盘围绕第二PCB21的边沿间距设置，且固定焊盘还布设于各避空孔211之间的PCB横梁212处，固定焊盘用于将第二PCB21与第一PCB11固定连接。

在本实施例中，该固定焊盘是指起到固定连接作用的焊盘。

由于第二PCB21开设了避空孔211为多个，而各避空孔211之间的PCB横梁212的结构强度是相对较弱的，因此本实施例通过第二PCB21在靠近第一PCB11一侧的表面设有多个固定焊盘，各固定焊盘围绕第二PCB21的边沿间距设置，且固定焊盘还布设于各避空孔211之间的PCB横梁212处，从而将第二PCB21的PCB横梁212通过PCB横梁212上间距设置的多个固定焊盘，实现与第一PCB11固定连接，使第二PCB21的PCB横梁212处与第一PCB11之间压合受力均匀，两块PCB板压合更紧密，防止PCB横梁212结构强度较弱而出现受应用作用而断裂或损坏的情况。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，第二PCB21在背离第一PCB11一侧的表面设有馈电焊盘(未图示)，绑定线12的第二端穿过避空孔211与馈电焊盘连接，馈电焊盘还与驱动电路的输出端连接。

在本实施例中，该馈电焊盘是指起到电气连接作用的焊盘。

本实施例通过第二PCB21在背离第一PCB11一侧的表面设有馈电焊盘，绑定线12的第二端穿过避空孔211与馈电焊盘连接，馈电焊盘还与驱动电路的输出端连接，从而实现将驱动电源22端输出的驱动控制信号通过驱动电路传输至馈电焊盘，然后通过馈电焊盘将该驱动控制信号传输至绑定线12，再由绑定线12从第二PCB21直接传输至第一PCB11的功率裸芯片13上，从而顺利将第一PCB11上驱动电源22输出的驱动控制信号引流至功率裸芯片13。另外，本实施例可通过将门极电阻、电容等电路元件放置PCB横梁212条上，布局更加紧凑，以达到减小驱动杂感以及增强电路稳定性的目的。

再进一步地，参照图1、图2和图4，在本实用新型的一个实施例中，馈电焊盘设于各避空孔211之间的PCB横梁212处。

作为功率裸芯片13的避空孔211，由于在第一PCB11和第二PCB21处于层叠设置时，第一PCB11上的功率裸芯片13会贯穿该避空孔211，因此，各避空孔211之间的PCB横梁212往往离功率裸芯片13的距离较近，通过将第一PCB11和第二PCB21进行电连接的馈电焊盘设于该PCB横梁212处，从而使得第二PCB21上的驱动电路通过PCB横梁212处的馈电焊盘，电连接至绑定线12，然后再通过该绑定线12连接至第一PCB11上的功率裸芯片13，馈电焊盘位置与功率裸芯片13位置距离较近，使得进一步减短了馈电焊盘与功率单管之间进行驱动控制信号传输的电路走线(例如驱动电路、电路走线)，这样驱动回路更短，从而进一步降低了功率单元模组100的驱动杂感，提高了驱动控制信号的信号质量。

在本实用新型的一个实施例中，避空孔211为浇灌孔，功率裸芯片13穿设于浇灌孔，浇灌孔内浇灌有浇灌材料(未图示)，浇灌的浇灌材料将功率裸芯片13包覆。

在本实施例中，该浇灌材料可为塑胶。本实施例通过在第二PCB21上开设避空孔211，该功率裸芯片13穿设于该避空孔211进行外露，还通过将该避空孔211作为浇灌孔进行浇灌材料浇灌，浇灌的该浇灌材料将功率裸芯片13包覆，从而既达到对功率裸芯片13进行避空设计的目的，还通过在避空孔211中该功率裸芯片13所占空间的其他空间区域进行浇灌材料浇灌，从而提高了第二PCB21的结构稳固性(例如PCB板的强度更好)，同时例如塑胶等浇灌材料具有导热性能，因此还使得功率裸芯片13在第二PCB21避空孔211处的热量能快速散发，提高了功率裸芯片13的散热性能，进而提高功率单元模组100的整体散热效果和散热效率。

进一步地，参照图1至图3，在本实用新型的一个实施例中，浇灌材料局部浇灌于浇灌孔，局部浇灌的区域为以功率裸芯片13为中心，并对功率裸芯片13形成包覆的局部区域。

由于浇灌孔内主要是以功率裸芯片13为几何中心而延伸至一定距离的空间区域(对功率裸芯片13形成包覆的局部区域)的浇灌材料，对功率裸芯片13产生了热传导，即主要是该局部区域的浇灌材料层对功率裸芯片13在第二PCB21避空孔211处的热量散发起到了作用，因此可通过将浇灌材料局部浇灌于浇灌孔，且该局部浇灌的区域为以功率裸芯片13为中心，并对功率裸芯片13形成包覆的局部区域，从而既使得功率裸芯片13在第二PCB21避空孔211处的热量能快速散发，达到提高功率裸芯片13的散热性能的目的，还节省了用于浇灌的浇灌材料，节省了成本。

在本实用新型的一个实施例中，第一PCB11为绝缘金属基板，且绝缘金属基板为铝基板。

由于铝基板的散热性能极佳，对高电压具有良好的绝缘性，因此，本实施例通过将第一PCB11设置为铝基板，进一步提高了功率单元模组100的散热性能和电路稳定性。

进一步地，该铝基板包括朝向第二PCB21的电路层和背离第二PCB21的导热层，散热器件4连接于该导热层。

在本实施例中，通过将功率裸芯片13设置在第一PCB11朝向第二PCB21的板面，可以使功率裸芯片13产生的热量导向至第一PCB11背离功率裸芯片13的表面，进而可以在第一PCB11背离功率裸芯片13的表面对第一集成电路板1的整体进行散热，进而提高了第一集成电路板1的散热效果。其中，第一PCB11采用铝基板，铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，能够将整体的热阻降至最低，具有极好的热传导性能，导热效率高，有利于进一步提高第一集成电路板1的整体散热效果。此时，铝基板朝向第二PCB21的电路层可以用以连接功率裸芯片13，并使铝基板背离第二PCB21的导热层可以快速传导功率裸芯片13的热量至散热器件4上进行散热，进一步提高了功率单元模组100的整体散热效率和散热效果。

其次，铝基板还包括有绝缘层，该绝缘层设于电路层和导热层之间，该绝缘层可以采用低热阻性的导热绝缘材料，以减少导热层受到电路层的电能影响，并加速电路层的热量传导至导热层的速率，使得第一集成电路板1的整体结构更加稳定可靠，进一步提高了功率单元模组100的实用性。

请参照图1至图3，在本实用新型的一个实施例中，功率单元模组100还包括转接板3，在背离第一PCB11的一侧，转接板3与第二PCB21邻近设置，

第一集成电路板1还包括立设于第一PCB11上的功率铜柱14，功率铜柱14的一端通过第一PCB11上的电路走线(未图示)与功率裸芯片13连接，功率铜柱14的另一端穿过避空孔211与转接板3连接，功率铜柱14用于将功率裸芯片13输出的功率电流传输至转接板3。

在本实施例中，该转接板3可提供用于连接功率应用器件，该接口的通信协议与所连接的功率应用器件的通信协议的适配，其中，该转接板3可用于连接的功率应用器件的种类包括但不限于高频变压器、电机、储能电源和DC/DC电源等。

其中，可通过将该功率铜柱14的一端焊接于第一PCB11上，该功率铜柱14的另一端焊接于第二PCB21上。

本实施例通过功率铜柱14的一端通过第一PCB11上的电路走线与功率裸芯片13连接，功率铜柱14的另一端穿过避空孔211与转接板3连接，从而基于该功率铜柱14实现第一PCB11与转接板3的电气连接，便于实现将第一PCB11上的功率裸芯片13所输出的功率电流，通过该功率铜柱14直接传输到转接板3，功率电流(大电流)从该功率铜柱14传输至转接板3(驱动控制信号通过绑定线12进行传输)，无需通过电路走线和焊盘将功率电流从第一PCB11传输到第二PCB21，然后再通过第二PCB21上的电路走线，以及第二PCB21与转接板3之间的焊盘，传输到转接板3，使得有效降低了第二PCB21的发热量。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，转接板3包括第三PCB31，以及设于第三PCB31上的母线电容32和铜柱连接端子33，母线电容32的输出端通过功率铜柱14与功率裸芯片13连接，功率裸芯片13还通过功率铜柱14与铜柱连接端子33连接，铜柱连接端子33用于连接功率应用器件。

具体地，在本实施例中，铜柱连接端子33的第一端通过第三PCB31上的电路走线与母线电容32电连接，然后母线电容32通过第三PCB31上的电路走线与功率铜柱13连接，也就是说母线电容32可通过功率铜柱13连接至第一PCB11上功率裸芯片13的一端，然后，功率裸芯片13的另一端还通过功率铜柱13连接至第三PCB31上的铜柱连接端子的第二端，最后，铜柱连接端子33的第二端作为输出接口与功率应用器件连接，从而实现顺利将第一PCB11上功率裸芯片13所输出的功率电流，引流至第三PCB31上的铜柱连接端子33，该铜柱连接端子33的第二端用于连接功率应用器件，实现对功率应用器件的功率控制，该功率应用器件的种类包括但不限于高频变压器、电机、储能电源和DC/DC电源等。

需要说明的是，该铜柱连接端子33是指与该功率铜柱13进行电气连接的连接端子，可通过焊接的形式将功率铜柱13与第三PCB31连接，然后再通过第三PCB31的电路走线将功率铜柱13和功率连接端子33进行电连接。其中，该铜柱连接端子33的材料可为紫铜，它对热的传导性很好，而且易于和焊锡结合。

在本实用新型的一个实施例中，第二集成电路板2还包括围绕第二PCB21的边沿间距设置的多个支撑铜柱23，支撑铜柱23的一端与转接板3抵接，用于支撑转接板3。

本实施例通过在第二PCB21的边沿间距设置多个支撑铜柱23，该支撑铜柱23的一端与转接板3抵接，来支撑转接板3，从而提高了本实施例功率单元模组100的结构的稳固性和可靠性。

在本实用新型的一个实施例中，功率单元模组100还包括导热硅脂层(未图示)和散热器件4，导热硅脂层和散热器件4设置在第一PCB11远离第二PCB21的一侧，散热器件4锁固于第一PCB11上，导热硅脂层填设于散热器件4和第一PCB11之间。

在本实施例中，由于第一PCB11可为绝缘金属基板，相比于FR4树脂基板而言，由于绝缘金属基板中绝缘层的存在，而具有良好绝缘性能，因此散热器件4和第一PCB11之间无需再额外设置绝缘垫片。

本实施例通过在背离第二PCB21的一侧，散热器件4锁固于第一PCB11上，从而便于将第一PCB11上功率裸芯片13等电路元件产生的高热量进行及时散发，进而提高了功率单元模组100的整体散热效率，并通过将导热硅脂层垫设于散热器件4和第一PCB11之间，由于导热硅脂层具有良好热量传导性能，从而可以加速散热器件4和第一PCB11之间的热量传导速率，进一步提高了功率单元模组100的整体散热效率。

请参照图4和图5，在本实用新型的一个实施例中，功率板部分典型拓扑为四颗功率裸芯片13(即Q₁、Q₂、Q₃和Q₄)构成的全桥结构，本实施例通过绑定线12和/或第一PCB11板上所刻蚀的电路走线对各功率裸芯片13之间进行电气连接的方式，来完成该全桥拓扑的电连接结构。为满足电路输入输出要求，可根据四颗功率裸芯片13的输入输出端子的位置，将绑定线12进行电连接的触点位置进行自由的空间调整，连接至对应的输入输出端子位置，以达到各功率裸芯片13之间实现电路连接关系的布线长度最短，驱动杂感最小的目的。

进一步地，请参照图1和图2，在本实用新型的一个实施例中，在第一PCB11上的功率裸芯片13所在区域的底部设置有镂空出的散热槽(未图示)，散热槽嵌设有铜，散热槽通过导热硅脂层与散热器件4承接。

在本实施例中，该散热槽的尺寸大小可以根据功率裸芯片13数量与实际功耗而定，理论上，在不影响第一PCB11的走线布局，以及PCB板强度符合要求的情况下，散热槽的尺寸可设置的大一些以加快第一集成电路板1的散热。另外，第一PCB11上散热槽的形状可以为一切便于加工的圆形，矩形，椭圆等且大小可以依据实际的PCB板的尺寸而设计。

本实施例所开设的散热槽可以将功率裸芯片13产生的热量迅速转移至散热器件4中，再由散热器件4转移到空气中以降低功率单元模组100的温度，改善了功率单元模组100的热性能，很大程度地提高了功率单元模组100的可靠性。

本实用新型还提出一种功率设备(未图示)，该功率设备包括功率应用器件(未图示)和功率单元模组100，功率单元模组100电性连接功率应用器件，该电路板的具体结构参照上述实施例，由于本功率设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功率单元模组，应用于功率设备，其特征在于，所述功率单元模组包括：

第一集成电路板，所述第一集成电路板包括第一PCB、绑定线，以及设于所述第一PCB上的功率裸芯片；

第二集成电路板，所述第二集成电路板包括第二PCB，以及设于所述第二PCB上的驱动电源和驱动电路，所述第一PCB与所述第二PCB层叠设置，所述第二PCB上开设有避空孔，所述避空孔的位置对应于所述功率裸芯片的位置，所述避空孔用于避空所述功率裸芯片，所述驱动电源用于为所述驱动电路供电，所述绑定线的第一端与所述功率裸芯片连接，所述绑定线的第二端穿过所述避空孔与所述驱动电路的输出端连接。

2.如权利要求1所述的功率单元模组，其特征在于，所述避空孔的数量为多个，所述第二PCB在靠近所述第一PCB一侧的表面设有多个固定焊盘，各所述固定焊盘围绕所述第二PCB的边沿间距设置，且所述固定焊盘还布设于各所述避空孔之间的PCB横梁处，所述固定焊盘用于将所述第二PCB与所述第一PCB固定连接。

3.如权利要求2所述的功率单元模组，其特征在于，所述第二PCB在背离所述第一PCB一侧的表面设有馈电焊盘，所述绑定线的第二端穿过所述避空孔与所述馈电焊盘连接，所述馈电焊盘还与所述驱动电路的输出端连接。

4.如权利要求3所述的功率单元模组，其特征在于，所述馈电焊盘设于各所述避空孔之间的PCB横梁处。

5.如权利要求2所述的功率单元模组，其特征在于，所述功率单元模组还包括转接板，在背离所述第一PCB的一侧，所述转接板与所述第二PCB邻近设置，

所述第一集成电路板还包括立设于所述第一PCB上的功率铜柱，所述功率铜柱的一端通过所述第一PCB上的电路走线与所述功率裸芯片连接，所述功率铜柱的另一端穿过所述避空孔与所述转接板连接，所述功率铜柱用于将所述功率裸芯片输出的功率电流传输至所述转接板。

6.如权利要求5所述的功率单元模组，其特征在于，所述转接板包括第三PCB，以及设于所述第三PCB上的母线电容和铜柱连接端子，所述母线电容的输出端通过所述功率铜柱与所述功率裸芯片连接，所述功率裸芯片还通过所述功率铜柱与所述铜柱连接端子连接，所述铜柱连接端子用于连接功率应用器件。

7.如权利要求5所述的功率单元模组，其特征在于，所述第二集成电路板还包括围绕所述第二PCB的边沿间距设置的多个支撑铜柱，所述支撑铜柱的一端与所述转接板抵接，用于支撑所述转接板。

8.如权利要求1所述的功率单元模组，其特征在于，所述功率单元模组还包括导热硅脂层和散热器件，所述导热硅脂层和所述散热器件设置在所述第一PCB远离所述第二PCB的一侧，所述散热器件锁固于所述第一PCB上，所述导热硅脂层填设于所述散热器件和所述第一PCB之间。

9.如权利要求8所述的功率单元模组，其特征在于，在所述第一PCB上的所述功率裸芯片所在区域的底部设置有镂空出的散热槽，所述散热槽嵌设有铜，所述散热槽通过所述导热硅脂层与所述散热器件承接。

10.一种功率设备，其特征在于，所述功率设备包括功率应用器件和功率单元模组，所述功率单元模组为如权利要求1至9中任一项所述的功率单元模组，所述功率单元模组电性连接所述功率应用器件。

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