CN218827073U - 智能功率模块和具有其的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能功率模块和具有其的设备，智能功率模块包括：覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板包括叠层的内覆铜层、陶瓷层和外覆铜层；功率芯片，所述功率芯片设置于所述内覆铜层上；控制IC芯片，所述控制IC芯片与所述功率芯片连接；塑封体，所述塑封体包裹所述功率芯片和所述控制IC芯片，所述覆铜陶瓷板的外覆铜层裸露出所述塑封体的一面，所述塑封体的边缘具有螺钉孔，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的具有所述螺钉孔的方向上与所述塑封体平齐且所述覆铜陶瓷板具有与所述螺钉孔对应的安装孔。根据本实用新型实施例的智能功率模块，具有散热面积大、利于小型化设计等优点。

Description

智能功率模块和具有其的设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种智能功率模块和具有其的设备。

背景技术

相关技术中，为了解决智能功率模块中功率芯片的散热问题，将功率芯片安装于覆铜陶瓷板，利用覆铜陶瓷板提升散热能力。覆铜陶瓷板的一面裸露出塑封体的底面，塑封体通过螺钉安装。覆铜陶瓷板通常为矩形结构，为了避让螺钉孔，覆铜陶瓷板被限制在安装塑封体的螺钉孔之间，智能功率模块的散热面积受到限制，为了保证功率芯片的散热能力，智能功率模块需要大型化设计。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种智能功率模块，该智能功率模块通过覆铜陶瓷板在塑封体具有螺钉孔的方向上与其平齐，即与螺钉孔匹配设置，增大了散热面积，利于智能功率模块的小型化设计。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例提出了一种智能功率模块包括：覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板包括叠层的内覆铜层、陶瓷层和外覆铜层；功率芯片，所述功率芯片设置于所述内覆铜层上；控制IC芯片，所述控制IC芯片与所述功率芯片连接；塑封体，所述塑封体包裹所述功率芯片和所述控制IC芯片，所述覆铜陶瓷板的外覆铜层裸露出所述塑封体的一面，所述塑封体的边缘具有螺钉孔，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的具有所述螺钉孔的方向上与所述塑封体平齐且所述覆铜陶瓷板具有与所述螺钉孔对应的安装孔。

根据本实用新型实施例的智能功率模块，通过覆铜陶瓷板在塑封体具有螺钉孔的方向上与其平齐，即与螺钉孔匹配设置，增大了散热面积，利于智能功率模块的小型化设计。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述塑封体的长度方向上的边缘具有相对设置的两个所述螺钉孔，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的长度方向上与所述塑封体平齐且具有与两个所述螺钉孔分别对应的两个安装孔。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述螺钉孔和所述安装孔为朝向所述智能功率模块的外侧的半开孔。

进一步地，所述半开孔为半圆开孔。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述智能功率模块，还包括：散热器，所述散热器与所述覆铜陶瓷板的外覆铜层连接；固定件，所述固定件通过所述安装孔和所述螺钉孔将所述散热器与所述塑封体、所述覆铜陶瓷板固定。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述智能功率模块，还包括：功率引脚，所述功率引脚设置于所述塑封体的第一长边侧，所述功率引脚的一端位于所述塑封体内，所述功率引脚的一端与所述功率芯片连接，所述功率引脚的另一端伸出所述塑封体外。

进一步地，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的宽度上靠近所述功率引脚设置，所述覆铜陶瓷板与所述功率引脚连接。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述智能功率模块，还包括：控制IC引脚，所述控制IC引脚设置于所述塑封体的第二长边侧，所述控制IC引脚的一端位于所述塑封体内，所述控制IC引脚的一端与所述控制IC芯片连接，所述控制IC引脚的另一端伸出所述塑封体外。

进一步地，所述控制IC芯片设置于所述控制IC引脚的所述一端上。

根据本实用新型第二方面的实施例提出了一种设备。

根据本实用新型实施例的设备，包括根据本实用新型上述实施例的智能功率模块和控制器，所述控制器与所述智能功率模块电连接。

根据本实用新型实施例的设备，通过利用根据本实用新型上述实施例的智能功率模块，具有散热面积大、利于小型化设计等优点。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是现有技术中的智能功率模块的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的智能功率模块的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的智能功率模块的覆铜陶瓷板连接散热器的剖视图；

图4是根据本实用新型实施例的智能功率模块的内部的结构示意图；

图5是现有技术中的功率模块的剖视图；

图6是根据本实用新型实施例的智能功率模块的剖视图。

附图标记：

现有技术：

智能功率模块1＇、覆铜陶瓷板100＇、塑封体400＇、散热器500＇；

本申请：

智能功率模块1、覆铜陶瓷板100、内覆铜层110、陶瓷层120、外覆铜层130、

功率芯片200、控制IC芯片300、塑封体400、螺钉孔410、安装孔420、散热器500、功率引脚600、控制IC引脚700。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的智能功率模块1。

如图1-图6所示，根据本实用新型实施例的智能功率模块1，包括覆铜陶瓷板100、功率芯片200、控制IC芯片300和塑封体400。

覆铜陶瓷板100包括叠层的内覆铜层110、陶瓷层120和外覆铜层130。功率芯片200设置于内覆铜层110上。控制IC芯片300与功率芯片200连接。塑封体400包裹功率芯片200和控制IC芯片300，覆铜陶瓷板100的外覆铜层130裸露出塑封体400的一面，塑封体400的边缘具有螺钉孔410，覆铜陶瓷板100在塑封体400的具有螺钉孔410的方向上与塑封体400平齐且覆铜陶瓷板100具有与螺钉孔410对应的安装孔420。

举例而言，覆铜陶瓷板100的陶瓷层120的边缘超出内覆铜层110和外覆铜层130的边缘，陶瓷层120为绝缘层，在内覆铜层110和外覆铜层130之间保持较大的爬电距离，覆铜陶瓷板100和塑封体400均构造成矩形，覆铜陶瓷板100处于塑封体400的外轮廓的内部，安装孔420与螺钉孔410彼此贯通。覆铜陶瓷板100的安装孔420通过激光切割以与螺钉孔410的形状适应。塑封体400可以为环氧树脂件，具有一定的抗压强度和绝缘性，提供物理和电气保护，防止内部的功率芯片200受到冲击。

根据本实用新型实施例的智能功率模块1，由于功率芯片200工作过程中发热，通过功率芯片200与覆铜陶瓷板100接触，功率芯片200产生的热量依次经过覆铜陶瓷板100的内覆铜层110、陶瓷层120和外覆铜层130散发出智能功率模块1，由此，保持功率覆铜陶瓷板100较大的散热面积，覆铜陶瓷板100通过构造与螺钉孔410位置对应的安装孔420，无需缩小覆铜陶瓷板100的外轮廓，可以保持较大的散热面积。

现有技术中的智能功率模块1＇如图1和图5所示，其中，图5是现有技术的智能功率模块1沿长度方向的示意图，现有技术中的覆铜陶瓷板100＇中通过缩小自身面积以避让螺钉孔，这样会造成减少了覆铜陶瓷板100＇长度方向的尺寸，覆铜陶瓷板100＇无法充分利用塑封体400＇的散热表面进行散热，覆铜陶瓷板100＇与散热器500＇的接触换热面积较小，散热效果较差。本实用新型实施例的智能功率模块1无需减小覆铜陶瓷板100的面积，覆铜陶瓷板100可以形成环绕于螺钉孔410的安装孔420，覆铜陶瓷板100仍可以大面积覆盖塑封体400并从塑封体400的表面露出，充分利用塑封体400的散热空间，从而保持智能功率模块1较大散热面积。

并且，当需要设计较小尺寸的智能功率模块1时，需要塑封体400整体体积较小的同时保持一定的覆铜陶瓷板100的散热面积，通过覆铜陶瓷板100在塑封体400具有螺钉孔410的方向上于塑封体400平齐，塑封体400在螺钉孔410的边缘处不超出塑封体400，在覆铜陶瓷板100覆盖塑封体400较大的面积的同时保证塑封体400较小的体积，覆铜陶瓷板100的散热效率更高，有利于智能功率模块1的小型化设计。

因此，根据本实用新型实施例的智能功率模块1，覆铜陶瓷板100可以大面积覆盖塑封体400一侧的表面，具有散热面积大、利于智能功率模块1的小型化设计等优点。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，塑封体400的长度方向上的边缘具有相对设置的两个螺钉孔410，覆铜陶瓷板100在塑封体400的长度方向上与塑封体400平齐且具有与两个螺钉孔410分别对应的两个安装孔420。

螺钉孔410在塑封体400相对两边缘安装塑封体400，通过穿设螺钉固定件等将塑封体400和覆铜陶瓷板100保持固定，安装孔420和螺钉孔410的位置适应于塑封体400和覆铜陶瓷板100的整体形状，安装孔420和螺钉孔410在塑封体400和覆铜陶瓷板100长度方向的两端起到固定作用。覆铜陶瓷板100在塑封体400的长度方向上与保持平齐，即覆铜陶瓷板100的长度与塑封体400的长度相等。如此，覆铜陶瓷板100在塑封体400的长度方向上具有最大的尺寸，从而保证覆铜陶瓷100在长度方向具有较大的散热面积。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，螺钉孔410和安装孔420为朝向智能功率模块1的外侧的半开孔。

可以理解地是，智能功率模块1的外侧指的是智能功率模块1形成的轮廓长度方向的外侧。例如，半开孔与安装孔420均通过穿设螺钉固定塑封体400，半开孔在塑封体400的外侧形成平行的槽口，半开孔内侧形成弧形结构且构造有内螺纹。半开孔可以方便螺钉等固定件的安装。半开孔不会占用过多覆铜陶瓷板100的面积，保持覆铜陶瓷板100较大的散热面积。

进一步地，如图2所示，半开孔为半圆开孔。可以理解地是，半圆开孔并不一定整体均为半圆形，例如螺钉孔410和安装孔420部分形成半圆形开孔，半开孔在智能功率模块1外轮廓外侧形成平行向外延伸，如此可以方便螺钉等固定件从半圆开孔处安装。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，智能功率模块1还包括散热器500和固定件。散热器500与覆铜陶瓷板100的外覆铜层130连接。固定件通过安装孔420和螺钉孔410将散热器500与塑封体400、覆铜陶瓷板100固定。

散热器500可以将覆铜陶瓷板100传递的热量更高效地发散至智能功率模块1外，例如，散热器500形成有散热面，散热面与外覆铜层130露出塑封体400的部分接触，功率芯片200产生的热量及经过覆铜陶瓷板100传递至散热器500，散热器将热量排出，使智能功率模块1的散热更加高效。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图3和图6所示，智能功率模块1还包括功率引脚600。

智能功率模块1的宽度方向如图3所示，智能功率模块1的长度方向如图6所示，功率引脚600设置于塑封体400的第一长边侧，功率引脚600的一端位于塑封体400内，功率引脚600的一端与功率芯片200连接，功率引脚600的另一端伸出塑封体400外。

例如，功率引脚600为铜件。功率引脚600从塑封体400的第一长边侧向外引出，功率引脚600在塑封体400的外部向远离散热器500的方向折弯延伸。其中，功率引脚600与散热器500之间具有一定的间隙。例如，功率引脚600位于塑封体400厚度方向的远离散热器500的一侧，避免功率引脚600与散热器500距离过近，功率引脚600和散热器500之间具有足够的爬电距离，保证用电安全性。

进一步地，如图4所示，覆铜陶瓷板100在塑封体的宽度上靠近功率引脚600设置，覆铜陶瓷板100与功率引脚600连接。

例如，覆铜陶瓷板100与功率引脚600通过焊接导电件实现电连接，导电件可以为金属线或金属带。通过覆铜陶瓷板100靠近功率引脚600设置，可以减少导电件的长度，使覆铜陶瓷板100与功率引脚600的电连接距离更短，减少导电件的材料使用量。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图4所示，智能功率模块1还包括控制IC引脚700。

例如，控制IC引脚700为铜件，控制IC引脚700设置于塑封体400的第二长边侧，控制IC引脚700的一端位于塑封体400内，控制IC引脚700的一端与控制IC芯片300连接，控制IC引脚700的另一端伸出塑封体400外。

其中IC芯片位于塑封体400的邻近控制IC引脚700的一侧，控制IC引脚700从塑封体400的第二长边侧向外引出，控制IC引脚700在塑封体400的外部向远离散热器500的方向折弯延伸，使功率引脚600与控制IC引脚700均可以与外部电路电连接，实现智能功率模块1内部电路与外部电路形成电气回路，实现电气连接。其中，控制IC引脚700与散热器500之间具有一定的间隙。例如，控制IC引脚700位于塑封体400厚度方向的远离散热器500的一侧，避免控制IC引脚700与散热器500距离过近，控制IC引脚700和散热器500之间具有足够的爬电距离，保证用电安全性。

进一步地，如图4所示，控制IC芯片300设置于控制IC引脚700的一端上。如此，控制IC芯片300与控制IC芯片300集成为一体结构，无需额外电连接，控制IC芯片300和控制IC引脚700一端均由塑封体400包裹在内，保证控制IC芯片300与控制IC引脚700电连接的结构强度。

下面描述根据本实用新型实施例的设备。

根据本实用新型实施例的设备，包括根据本实用新型上述实施例的智能功率模块1和控制器。

根据本实用新型实施例的设备，通过利用根据本实用新型上述实施例的智能功率模块1，保证了较大的散热面积，使设备适于小型化设计，具有散热面积大、利于模块小型化设计等优点。

根据本实用新型实施例的智能功率模块1和设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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实用新型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实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能功率模块，其特征在于，包括：

覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板包括叠层的内覆铜层、陶瓷层和外覆铜层；

功率芯片，所述功率芯片设置于所述内覆铜层上；

控制IC芯片，所述控制IC芯片与所述功率芯片连接；

塑封体，所述塑封体包裹所述功率芯片和所述控制IC芯片，所述覆铜陶瓷板的外覆铜层裸露出所述塑封体的一面，所述塑封体的边缘具有螺钉孔，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的具有所述螺钉孔的方向上与所述塑封体平齐且所述覆铜陶瓷板具有与所述螺钉孔对应的安装孔。

2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述塑封体的长度方向上的边缘具有相对设置的两个所述螺钉孔，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的长度方向上与所述塑封体平齐且具有与两个所述螺钉孔分别对应的两个安装孔。

3.根据权利要求1或2所述的智能功率模块，其特征在于，所述螺钉孔和所述安装孔为朝向所述智能功率模块的外侧的半开孔。

4.根据权利要求3所述的智能功率模块，其特征在于，所述半开孔为半圆开孔。

5.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：

散热器，所述散热器与所述覆铜陶瓷板的外覆铜层连接；

固定件，所述固定件通过所述安装孔和所述螺钉孔将所述散热器与所述塑封体、所述覆铜陶瓷板固定。

6.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：

功率引脚，所述功率引脚设置于所述塑封体的第一长边侧，所述功率引脚的一端位于所述塑封体内，所述功率引脚的一端与所述功率芯片连接，所述功率引脚的另一端伸出所述塑封体外。

7.根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述覆铜陶瓷板在所述塑封体的宽度上靠近所述功率引脚设置，所述覆铜陶瓷板与所述功率引脚连接。

8.根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，还包括：

控制IC引脚，所述控制IC引脚设置于所述塑封体的第二长边侧，所述控制IC引脚的一端位于所述塑封体内，所述控制IC引脚的一端与所述控制IC芯片连接，所述控制IC引脚的另一端伸出所述塑封体外。

9.根据权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述控制IC芯片设置于所述控制IC引脚的所述一端上。

10.一种设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的智能功率模块和控制器，所述控制器与所述智能功率模块电连接。

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