CN220774346U - 一种功率模组及功率设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率模组及功率设备。功率模组包括覆铜陶瓷基板、第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层，第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层排列于覆铜陶瓷基板的同一侧。覆铜陶瓷基板、第一导热介质层和第一功率器件依次层叠排列，第一导热介质层与第一功率器件接触，且第一导热介质层与覆铜陶瓷基板接触。覆铜陶瓷基板、第二导热介质层和第二功率器件依次层叠排列，第二导热介质层与第二功率器件接触，且第二导热介质层与覆铜陶瓷基板接触。在该功率模组中，第一功率器件和第二功率器件到覆铜陶瓷基板的热阻较小，其可提升功率模组的散热性能，从而有利于提升功率设备的运行可靠性。

Description

一种功率模组及功率设备

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及到一种功率模组及功率设备。

背景技术

在电力系统、数据中心或者新能源汽车等具有储能系统的场景中，通常会利用功率设备对其储能系统的电流或电压进行功率转换，以使储能系统与外部供电设备或用电设备的功率相匹配。随着功率设备的功率越来越大，其内部功率模组的发热量也越来越大，如果该热量不能及时散出，功率模组容易因过温而损坏，因此良好的散热性能是保障大功率模组可靠运行的重要特性。

目前，功率模组的散热方式多为顶部散热，其主要利用设置于功率模组顶部的直接覆铜陶瓷基板(direct bonding copper，DBC)实现散热功能。但由于DBC的铜层的厚度较小，则在功率模组中的功率器件的尺寸较小的场景下，功率器件到DBC的最外层的铜层的热阻较大，这就导致整个功率模组的散热性能较差。基于此，如何提升功率模组的散热性能已成为本领域技术人员亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种功率模组及功率设备，以提升功率模组的散热性能，从而提升应用有该功率模组的功率设备的运行可靠性。

第一方面，本实用新型提供了一种功率模组，该功率模组可包括覆铜陶瓷基板、第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层，第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层排列于覆铜陶瓷基板的同一侧。其中，覆铜陶瓷基板、第一导热介质层和第一功率器件依次层叠排列，第一导热介质层与第一功率器件接触，且第一导热介质层与覆铜陶瓷基板接触，则第一功率器件产生的热量可经第一导热介质层传递至覆铜陶瓷基板，进而经覆铜陶瓷基板散出。覆铜陶瓷基板、第二导热介质层和第二功率器件依次层叠排列，第二导热介质层与第二功率器件接触，且第二导热介质层与覆铜陶瓷基板接触，第二功率器件产生的热量可经第二导热介质层传递至覆铜陶瓷基板，进而经覆铜陶瓷基板散出。在该功率模组中，通过在第一功率器件和覆铜陶瓷基板之间设置第一导热介质层，并在第二功率器件和覆铜陶瓷基板之间设置第二导热介质层，可以使第一功率器件和第二功率器件到覆铜陶瓷基板的热阻较小，其可有利于提升第一功率器件和第二功率器件到覆铜陶瓷基板的散热效率，从而提升功率模组的散热性能。

在本实用新型一个可能的实现方式中，第一导热介质层为铜层，沿层叠排列的方向第一导热介质层的厚度为1.0mm～2.0mm，这样可在不明显增大功率模组的厚度的基础上，减小第一功率器件到覆铜陶瓷基板的热阻，从而提升功率模组的散热性能。

相类似的，第二导热介质层为铜层，沿层叠排列的方向第二导热介质层的厚度为1.0mm～2.0mm，以在不明显增大功率模组的厚度的基础上，减小第二功率器件到覆铜陶瓷基板的热阻，从而提升功率模组的散热性能。

在本实用新型一个可能的实现方式中，沿层叠排列的方向第一导热介质层的投影覆盖第一功率器件的投影，这样可有效的增大第一功率器件和第一导热介质层的接触面积，从而有利于提升第一功率器件到第一导热介质层的导热效率。另外，沿层叠排列的方向第二导热介质层的投影覆盖第二功率器件的投影，以增大第二功率器件和第二导热介质层的接触面积，从而提升第二功率器件到第二导热介质层的导热效率。

进一步的，沿层叠排列的方向第一导热介质层的投影面积为第一功率器件的投影面积的4～5倍，以在使第一功率器件与第一导热介质层之间具有较大的接触面积的同时，还可以使第一导热介质层与覆铜陶瓷基板之间的接触面积较大，从而可有效的提升第一功率器件到覆铜陶瓷基板的热传递效率。

另外，沿层叠排列的方向第二导热介质层的投影面积为第二功率器件的投影面积的4～5倍，以在使第二功率器件与第二导热介质层之间具有较大的接触面积的同时，还可以使第二导热介质层与覆铜陶瓷基板之间的接触面积较大，从而可有效的提升第二功率器件到覆铜陶瓷基板的热传递效率。

在本实用新型一个可能的实现方式中，覆铜陶瓷基板包括层叠排列的两个铜层和一个绝缘材料层，一个绝缘材料层排列于两个铜层之间，且一个绝缘材料层与两个铜层相接触。另外，第一导热介质层和第二导热介质层均与覆铜陶瓷基板的一个铜层接触。这样，第一功率器件和第二功率器件产生的热量可经对应的导热介质层传递至覆铜陶瓷基板的一个铜层，进而经过覆铜陶瓷基板的绝缘材料层传递至覆铜陶瓷基板的另一个铜层，从而实现覆铜陶瓷基板对第一功率器件和第二功率器件的散热。

在本实用新型一个可能的实现方式中，第一导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层焊接、粘接或第一导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层为一体成型结构，以实现第一导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层的接触，进而使第一功率器件产生的热量经第一导热介质层传递至覆铜陶瓷基板的一个铜层。

相类似的，第二导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层焊接、粘接，或第二导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层为一体成型结构，以实现第二导热介质层与覆铜陶瓷基板的一个铜层的接触，进而使第二功率器件产生的热量经第一导热介质层传递至覆铜陶瓷基板的一个铜层。

在本实用新型一个可能的实现方式中，功率模组还包括壳体，壳体用于安装覆铜陶瓷基板、第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层，从而实现对第一功率器件和第二功率器件的封装。

另外，第一功率器件的第一功率端口与第一功率引脚线电连接，第一功率器件的第二功率端口和第二功率器件的第一功率端口与第二功率引脚线电连接，第二功率器件的第二功率端口与第三功率引脚线电连接，第一功率器件的第一信号端口与第一信号引脚线电连接，第一功率器件的第二信号端口与第二信号引脚线电连接，第二功率器件的第一信号端口与第三信号引脚线电连接，第二功率器件的第二信号端口与第四信号引脚线电连接。而第一功率引脚线、第二功率引脚线和第三功率引脚线中的两个功率引脚线由壳体的第一侧壁伸至壳体的外部，第一功率引脚线、第二功率引脚线和第三功率引脚线中的另一个功率引脚线由壳体的第二侧壁伸至壳体的外部，且第一信号引脚线、第二信号引脚线、第三信号引脚线和第四信号引脚线由壳体的第二侧壁伸至壳体的外部，第一侧壁和第二侧壁相对排列。这样可使第一功率器件和第二功率器件产生的热量经第一功率引脚、第二功率引脚和第三功率引脚导出至壳体的外部，从而有利于提升功率模组的散热性能。

在本实用新型一个可能的实现方式中，由壳体的第一侧壁伸至壳体的外部的两个功率引脚线沿第一方向的间距大于第一信号引脚线、第二信号引脚线、第三信号引脚线和第四信号引脚线中的任一信号引脚线沿第一方向与由壳体的第二侧壁伸至壳体的外部的另一功率引脚线的间距。这样有利于实现各功率引脚线对于功率器件产生的热量的导出，从而有利于提升功率器件的散热性能。

在本实用新型一个可能的实现方式中，第一功率器件和所述第二功率器件沿第一方向排列，以便于实现各个功率器件的各功率端口与对应的功率引脚线以及各功率器件的各信号端口与对应的信号引脚线的连接，从而有利于提高功率模组的组装效率。

在本实用新型一个可能的实现方式中，第一功率引脚线、第二功率引脚线和第三功率引脚线中任一功率引脚线的线宽大于第一信号引脚线、第二信号引脚线、第三信号引脚线和第四信号引脚线中任一信号引脚线的线宽，从而有利于提升各功率引脚线对功率器件产生的热量的导出效率，以提升功率模组的散热性能。

在本实用新型一个可能的实现方式中，第一功率器件的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板电连接，该连接线自第一功率器件向背离第二功率器件的方向延伸至覆铜陶瓷基板。第二功率器件的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口也分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板电连接，该连接线自第二功率器件向背离第一功率器件的方向延伸至覆铜陶瓷基板。这样利于提升覆铜陶瓷基板的受热均匀性，从而有利于提升功率模组的散热性能。

第二方面，本实用新型还提供了一种功率设备，该功率设备包括电路板以及第一方面的功率模组，功率模组与电路板电连接。由于本实用新型提供的功率设备的功率模组具有较好的散热性能，其有利于提升该功率设备的运行可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的车辆的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的现有的半桥功率模组的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的功率模组的一种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的功率模组的功率器件的一种引脚定义图；

图5a为本实用新型实施例提供的功率模组的一种俯视图；

图5b为本实用新型实施例提供的功率模组的另一种俯视图；

图5c为本实用新型实施例提供的功率模组的另一种俯视图；

图6为本实用新型实施例提供的功率设备的一种结构示意图。

附图标记：

100-电池包；200-电机；300-车轮；400-车载充电机；

1-覆铜陶瓷基板；101a-覆铜陶瓷基板的一个铜层；101b-覆铜陶瓷基板的另一个铜层；102-绝缘材料层；

2-第一功率器件；3-第二功率器件；4-壳体；401-第一侧壁；402-第二侧壁；5-第一导热介质层；

6-第二导热介质层；P1-第一功率引脚线；P2-第二功率引脚线；P3-第三功率引脚线；

G1-第一信号引脚线；S1-第二信号引脚线；G2-第三信号引脚线；S2-第四信号引脚线；7a、7b-连接线；

8-电路板；9-固定引脚线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本实用新型实施例中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。本实用新型实施例的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于理解本实用新型。但是本实用新型实施例能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型实施例内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

在电力系统、数据中心或者新能源车辆等具有储能系统的场景中，通常利用功率设备对其储能系统的电流或电压进行功率转换，以使储能系统与外部供电设备或用电设备的功率相匹配。以车辆为例，图1为车辆的一种结构示意图，该车辆包括但不限于为电动汽车或者混合动力汽车，车辆包括电池包100、电机200、车轮300以及车载充电机(on boardcharger，OBC)400。电池包100可以为大容量、高功率的蓄电池，例如锂电池或者铅酸电池。电池包100用于为电机200供电，电机200将电池包100的电能转化为机械能，从而驱动车轮300转动，实现车辆的行驶。

车载充电机400为一种用于电池包100充放电的功率设备。其中，车载充电机400中可以设置有交流转直流的功率模组，以用于将充电电源输出的交流电转换为直流电，并为电池包充电。车载充电机400中也可以设置有直流转交流的功率模组，以用于将充电电源输出的直流电的电压转换为电池包的充电电压，并为电池包充电。

车载充电机400在运行的过程中会产生大量的热，半桥功率模组是车载充电机400中的一种主要的产热部件，为了避免车载充电机400由于过温而损坏，需要使半桥功率模组产生的热量及时的排出。目前，半桥功率模组多采用顶部散热的方式进行散热，其有利于减小半桥功率模组的占比空间，提升半桥功率模组的功率密度。图2为本实用新型实施例提供的现有的半桥功率模组的一种结构示意图。如图2所示，该半桥功率模组包括覆铜陶瓷基板1、第一功率器件2、第二功率器件3和壳体4，覆铜陶瓷基板1将第一功率器件2和第二功率器件3封装于壳体4。其中，第一功率器件2和第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1的一个表面相贴合，覆铜陶瓷基板1的另一个表面与壳体4的外部空间相接触，则两个功率器件产生的热量可传递至覆铜陶瓷基板1，并经过覆铜陶瓷基板1传递至壳体4的外部空间，以实现功率器件的散热，从而实现该半桥功率模组的散热。但是，由于覆铜陶瓷基板1的铜层的厚度较小，则当第一功率器件2和第二功率器件3的尺寸也较小时，第一功率器件2和第二功率器件3到覆铜陶瓷基板1的热阻较大，这就导致两个功率器件产生的热量经覆铜陶瓷基板1进行扩散的效果较差，从而影响整个半桥功率模组的散热性能。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种功率模组以及应用该功率模组的功率设备，该功率模组具有较好的散热性能，从而可有效的提升应用有该功率模组的功率设备的运行可靠性。下面结合附图对本实用新型实施例提供的功率模组以及功率设备进行具体说明。

参照图3，图3为本实用新型实施例提供的功率模组的一种结构示意图。在本实用新型实施例中，功率模组包括覆铜陶瓷基板1、第一功率器件2、第二功率器件3、第一导热介质层5和第二导热介质层6，其中，第一功率器件2、第二功率器件3、第一导热介质层5和第二导热介质层6均排列于覆铜陶瓷基板1的同一侧。另外，覆铜陶瓷基板1、第一导热介质层5和第一功率器件2依次层叠排列，第一导热介质层5与第一功率器件2接触，且第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1接触。相类似的，覆铜陶瓷基板1、第二导热介质层6和第二功率器件3依次层叠排列，第二导热介质层6与第二功率器件3接触，且第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板1接触。这样，第一功率器件2产生的热量可以经过第一导热介质层5传递至覆铜陶瓷基板1，第二功率器件3产生的热量可以经过第二导热介质层6传递至覆铜陶瓷基板1，从而通过覆铜陶瓷基板1散出，以实现第一功率器件2和第二功率器件3的散热。

在本实用新型提供的功率模组中，通过在第一功率器件2与覆铜陶瓷基板1之间设置第一导热介质层5，并在第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1之间设置第二导热介质层6，可以有效的减小第一功率器件2和第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1之间的热阻，从而可提升第一功率器件2和第二功率器件3到覆铜陶瓷基板1的热传导效率，进而有效的提升功率模组的散热性能。

继续参照图3，在本实用新型实施例中，为了保证第一功率器件2到覆铜陶瓷基板1的热传导效率，沿层叠排列的方向第一导热介质层5的投影覆盖第一功率器件2的投影，以有效的增大第一功率器件2与第一导热介质层5的接触面积。相类似的，沿层叠排列的方向第二导热介质层6的投影覆盖第二功率器件3的投影，以有效的增大第二功率器件3与第二导热介质层6的接触面，从而保证第二功率器件3到覆铜陶瓷基板1的热传导效率。

值得一提的是，在本实用新型实施例中提到的层叠排列的方向均相同，其既可以为覆铜陶瓷基板1到第一功率器件2的排列方向或其反方向，也可以为覆铜陶瓷基板1到第二功率器件3的排列方向或其反方向。

另外，在本实用新型实施例中，不对第一导热介质层5的尺寸进行具体的限定，其可根据第一功率器件2的散热要求、第一导热介质层5的导热性能以及覆铜陶瓷基板1上用于设置第一导热介质层5的空间等进行选择。示例性的，沿层叠排列的方向第一导热介质层5的投影面积为第一功率器件2的投影面积的4～5倍，其可增大第一功率器件2与第一导热介质层5的接触面积，并使第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1的接触面积较大，从而有效的减小第一功率器件2到覆铜陶瓷基板1的热阻，进而提升第一功率器件2的散热性能。而当覆铜陶瓷基板1上用于设置第一导热介质层5的空间足够大时，还可以使第一导热介质层5在沿层叠排列的方向的投影面积为第一功率器件2在该方向上的投影面积的6倍、7倍或者7倍以上，以使第一功率器件2达到更好的散热效果。

相类似的，沿层叠排列的方向第二导热介质层6的投影为第二功率器件3的投影面积的4～5倍，以增大第二功率器件3与第二导热介质层6的接触面积，并使第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板1的接触面积较大，从而减小第二功率器件3到覆铜陶瓷基板1的热阻，进而提升第二功率器件3的散热性能。另外，当覆铜陶瓷基板1上用于设置第二导热介质层6的空间足够大时，还可以使第二导热介质层6在沿层叠排列的方向的投影面积为第二功率器件3在该方向上的投影面积的6倍、7倍或者7倍以上，以使第二功率器件3达到更好的散热效果。

继续参照图3，在本实用新型实施例提供的功率模组中，覆铜陶瓷基板1包括层叠排列的两个铜层和一个绝缘材料层102，其中，一个绝缘材料层102排列于两个铜层之间，且该一个绝缘材料层102与两个铜层相接触，以实现覆铜陶瓷基板1的绝缘以及导热功能。在本实用新型实施例中，不对覆铜陶瓷基板1的绝缘材料层102的材质进行限定，示例性的，该绝缘材料层102为氧化铝层或氮化铝层。

另外，第一导热介质层5和第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a接触，以使第一功率器件2和第二功率器件3产生的热量经对应的导热介质层传递至覆铜陶瓷基板的一个铜层101a后能够继续经一个绝缘材料层102和覆铜陶瓷基板的另一个铜层101b进行传递，从而实现对第一功率器件2和第二功率器件3的散热。

在本实用新型实施例提供的功率模组中，不对第一导热介质层5的材质进行限定，示例性的，第一导热介质层5可为铜层。又由上文对功率模组的结构的介绍可知，第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a接触，则通过将第一导热介质层5设置为铜层，可以有效的减小第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1之间的热阻，从而使第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1之间的导热效率得以提升。

另外，沿层叠排列的方向第一导热介质层5的厚度为1.0mm～2.0mm，其示例性的可为1.4mm、1.6mm或1.8mm等。这样可在不明显增大功率模组的厚度的基础上，达到减小第一功率器件2到覆铜陶瓷基板1的热阻的目的。

相类似的，第二导热介质层6也可以设置为铜层，以减小第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板1之间的热阻，从而使第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板1之间的导热效率得以提升。

沿层叠排列的方向第二导热介质层6的厚度为1.0mm～2.0mm，其示例性的可为1.4mm、1.6mm或1.8mm等，以可在不明显增大功率模组的厚度的基础上，达到减小第二功率器件3到覆铜陶瓷基板1的热阻的目的。

可以理解的是，在本实用新型实施例中，第一导热介质层5和第二导热介质层6还可以为其它与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a的导热系数相同或者相接近的材料层，在此不对其进行一一列举。

在本实用新型实施例中，为了实现第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1的接触，第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a可通过焊接或者粘接的方式连接。或者，在一个可能的实施例中，第一导热介质层5还可与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a为一体成型结构，则第一导热介质层5可理解为形成于覆铜陶瓷基板的一个铜层101a的凸起结构，其可进一步减小第一功率器件2与覆铜陶瓷基板之间的热阻，从而提升第一功率器件2的散热性能。

第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板1的接触方式与第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板1的接触方式相类似，例如第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a可通过焊接或者粘接的方式连接。或者，第二导热介质层6还可与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a为一体成型结构，则第二导热介质层6可理解为形成于覆铜陶瓷基板的一个铜层101a的凸起结构，其可进一步减小第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1之间的热阻，从而提升第二功率器件3的散热性能。

在本实用新型实施例提供的功率模组中，不对第一功率器件2和第二功率器件3的类型进行具体限定，示例性的，第一功率器件2和第二功率器件3为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)等，则该功率模组为半桥功率模组。参照图4，图4为本实用新型实施例提供的功率模组的功率器件的一种引脚定义图。在本实用新型实施例中，第一功率器件2包括第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口，示例性的，当第一功率器件2为IGBT时，第一功率器件2的第一功率端口可为集电极，第一功率器件2的第二功率端口为发射极，第一功率器件2的第一信号端口为栅极，第一功率器件2的第二信号端口为发射极。而当第一功率器件2为MOSFET时，第一功率器件2的第一功率端口为漏极，第一功率器件2的第二功率端口为源极，第一功率器件2的第一信号端口为栅极，第一功率器件2的第二信号端口为源极。

第二功率器件3也包括第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口，示例性的，当第二功率器件3为IGBT时，第二功率器件3的第一功率端口为集电极，第二功率器件3的第二功率端口为发射极，第二功率器件3的第一信号端口为栅极，第二功率器件3的第二信号端口为发射极。而当第二功率器件3为MOSFET时，第二功率器件3的第一功率端口为漏极，第二功率器件3的第二功率端口为源极，第二功率器件3的第一信号端口为栅极，第二功率器件3的第二信号端口为源极。

继续参照图4，在本实用新型实施例中，第一功率器件2的第二功率端口与第二功率器件3的第一功率端口连接，从而实现第一功率器件2与第二功率器件3的串联。另外，参照图5a，图5a为本实用新型实施例提供的功率模组的一种俯视图。一并参照图3和图5a，功率模组还包括壳体4，该壳体4用于安装覆铜陶瓷基板1、第一功率器件2、第二功率器件3、第一导热介质层5和第二导热介质层6，则第一功率器件2和第二功率器件3产生的热量可经过对应的导热介质层传递至覆铜陶瓷基板1，进而通过覆铜陶瓷基板1散出至壳体4的外部，从而实现功率模组的散热。

一并参照图4和图5a，在本实用新型实施例中，第一功率器件2的第一功率端口与第一功率引脚线P1电连接，第一功率器件2的第二功率端口和第二功率器件3的第一功率端口与第二功率引脚线P2电连接，第二功率器件3的第二功率端口与第三功率引脚线P3电连接。另外，第一功率器件2的第一信号端口与第一信号引脚线G1电连接，第一功率器件2的第二信号端口与第二信号引脚线S1电连接，第二功率器件3的第一信号端口与第三信号引脚线G2电连接，第二功率器件3的第二信号端口与第四信号引脚线S2电连接。

可以理解的是，功率模组的各个功率引脚线以及各个信号引脚线可作为功率模组与其它电路结构进行电连接的引线，基于此，功率模组的各个功率引脚线以及各个信号引脚线均伸至壳体4的外部。具体实施时，第一功率引脚线P1、第二功率引脚线P2和第三功率引脚线P3中的两个功率引脚线由壳体4的第一侧壁401伸至壳体4的外部，第一功率引脚线P1、第二功率引脚线P2和第三功率引脚线P3中的另一个功率引脚线由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部，其中，壳体4的第一侧壁401和壳体4的第二侧壁402相对排列。示例性的，如图5a所示，第一功率引脚线P1和第二功率引脚线P2由壳体4的第一侧壁401伸至壳体4的外部，而第三功率引脚线P3由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部。另外，图5b展示了本实用新型实施例提供的功率模组的另一种俯视图，在图5b所示的功率模组中，第一功率引脚线P1和第三功率引脚线P3由壳体4的第一侧壁401伸至壳体4的外部，而第二功率引脚线P2由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部。又如在图5c展示的功率模组中，第二功率引脚线P2和第三功率引脚线P3由壳体4的第一侧壁401伸至壳体4的外部，而第一功率引脚线P1由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部。

可继续参照图5a至图5c，在本实用新型实施例提供的功率模组中，第一信号引脚线G1、第二信号引脚线S1、第三信号引脚线G2和第四信号引脚线S2由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部。

由于功率模组在运行的过程中，大电流可经一个功率端口进入功率器件，并由另一个功率端口流出功率器件，而大电流是引起功率器件产生热量的主要因素。由此可以理解，各个功率引脚线的设置方式对于功率器件的散热具有一定的影响。参照图5a至图5c，在本实用新型实施例提供的功率模组中，由壳体4的第一侧壁401伸至壳体4的外部的两个功率引脚线沿第一方向X的间距大于第一信号引脚线G1、第二信号引脚线S1、第三信号引脚线G2和第四信号引脚线S2中的任一信号引脚线沿第一方向X与由壳体4的第二侧壁402伸至壳体4的外部的另一功率引脚线的间距，其中，第一方向X与第一侧壁401到第二侧壁402的排列方向垂直。在本实用新型实施例中，通过使各个功率引脚线以及各个信号引脚线采用上述的设置方式，可有利于实现各功率引脚线对于功率器件产生的热量的导出，从而有利于提升功率器件的散热性能。

另外，为了进一步提升功率引脚线对于功率器件产生的热量的导出效率，如图5a至图5c所示，第一功率引脚线P1、第二功率引脚线P2和第三功率引脚线P3中任一功率引脚线的线宽大于第一信号引脚线G1、第二信号引脚线S1、第三信号引脚线G2和第四信号引脚线S2中任一信号引脚线的线宽。

在本实用新型实施例图5a至图5c提供的功率模组中，第一功率器件2和第二功率器件3也沿第一方向X排列，这样便于实现各个功率器件的各功率端口与对应的功率引脚线以及各功率器件的各信号端口与对应的信号引脚线的连接，从而有利于提高功率模组的组装效率。

由本实用新型实施例上文对于功率模组的结构的介绍可知，第一功率器件2可通过第一导热介质层5与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a连接，第二功率器件3可通过第二导热介质层6与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a连接，又第一功率器件2和第二功率器件3的各个功率端口与对应的功率引脚线电连接，第一功率器件2和第二功率器件3的各个信号端口与对应的信号引脚线电连接。基于此，为了简化功率模组的结构，如图3所示，可以使第一功率器件2的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板1电连接，具体的，第一功率器件2的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a电连接。在本实用新型实施例中，可将用于连接第一功率器件2的端口与覆铜陶瓷基板1的连接线记为连接线7a。

相类似的，第二功率器件3的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口也分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板1电连接，具体的，第二功率器件3的第一功率端口、第一功率端口、第一信号端口和第一信号端口分别通过一根连接线与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a电连接。在本实用新型实施例中，可将用于第二功率器件3的端口与覆铜陶瓷基板1的连接线记为连接线7b。

继续参照图3，上述用于连接第一功率器件2的各端口与覆铜陶瓷基板1的连接线7a可自第一功率器件2向背离第二功率器件3的方向延伸至覆铜陶瓷基板1。而用于连接第二功率器件3的各端口与覆铜陶瓷基板1的连接线7b可自第二功率器件3向背离第一功率器件2的方向延伸至覆铜陶瓷基板1。这样的设计方式可使第一功率器件2与覆铜陶瓷基板1之间的连接线7a，以及第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1之间的连接线7b的布线较为清晰，其有利于提升覆铜陶瓷基板1的受热均匀性，从而有利于提升功率模组的散热性能。另外，在本实用新型实施例中，不对各连接线的材质进行限定，其示例性的可为铜线，以减小第一功率器件2和第二功率器件3与覆铜陶瓷基板1之间的阻抗，其有利于减小功率模组的产热量。

可以理解的是，在本实用新型实施例提供的功率模组中，为了实现第一功率器件2和第二功率器件3的功能，可在覆铜陶瓷基板的一个铜层101a上刻蚀出与第一功率器件2和第二功率器件3的各个端口相对应的走线，则第一功率器件2的上述各个端口以及第二功率器件3的上述各个端口可分别通过一根连接线7a与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a上对应的走线电连接。另外，与第一功率器件2和第二功率器件3的各端口相连接的引脚线也可与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a上对应的走线电连接，从而使两个功率器件的各端口与对应的引脚线通过连接线以及覆铜陶瓷基板的一个铜层101a上的走线实现电连接，其有利于提高功率器件的各端口与对应的引脚线连接的准确性。值得一提的是，在图3中只对第一功率引脚线P1和第一信号引脚线G1与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a的连接进行了示意，其它引脚线与覆铜陶瓷基板的一个铜层101a的连接方式相类似，在此不对其进行一一展示。

值得一提的是，本实用新型实施例提供的功率模组除了可为半桥功率模组外，还可以为其它任意可能的功率模组，其只需根据具体的应用场景将第一功率器件2和第二功率器件3替换为对应的功率器件即可，而功率模组中各结构的连接方式等均可参照上述实施例进行设置，在此不对其进行赘述。

本实用新型提供的功率模组可应用于功率设备，示例性的，当功率模组为半桥功率模组时，该功率模组可应用于如图1所示的车载充电机400。另外，为了实现功率模组在功率设备中的功能，可将功率模组与功率设备中的其它电气元件进行电连接。具体实施时，参照图6，图6为本实用新型实施例提供的功率设备的一种结构示意图。该功率设备还可以包括电路板8，则功率模组可与电路板8电连接。在本实用新型实施例中，不对功率设备中电路板8的具体设置形式进行限定，其示例性的可为印制电路板(printed circuit board，PCB)或者柔性电路板(flexible printed circuit，FPC)。由于本实用新型实施例提供的功率模组具有较好的散热性能，因此其可有效的提升应用有该功率模组的功率设备的运行可靠性。

由上文对功率模组的结构的介绍可以知道，与功率器件的各端口相连接的引脚线伸至功率模组的壳体4的外部，因此，在将功率模组与电路板8电连接时，可使功率模组的各引脚线与电路板8上对应的端口电连接。

可以理解的是，在本实用新型实施例中，功率模组的各引脚线除了可起到电连接的作用外，还可以起到将功率模组与电路板8固定连接的作用，并且各引脚线还能够对功率模组进行支撑。由于通常情况下由功率模组的壳体4的第一侧壁401和第二侧壁402伸出的引脚线的数量不均衡，则为了能够保证功率模组与电路板8的连接可靠性，参照图5a至图5c，功率模组还可以包括固定引脚线9，该固定引脚线9与壳体4连接，且在将功率模组与电路板8进行连接时，该固定引脚线9与电路板8固定连接。在本实用新型实施例中，不对固定引脚线9的数量进行限定，另外，固定引脚线9既可以设置于壳体4的第一侧壁401，也可以设置于壳体4的第二侧壁402，其具体可根据功率模组与电路板8的固定连接的要求以及功率模组所需的支撑力的要求进行设置。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种功率模组，其特征在于，包括覆铜陶瓷基板、第一功率器件、第二功率器件、第一导热介质层和第二导热介质层，所述第一功率器件、所述第二功率器件、所述第一导热介质层和所述第二导热介质层排列于所述覆铜陶瓷基板的同一侧，其中：

所述覆铜陶瓷基板、所述第一导热介质层与所述第一功率器件依次层叠排列，所述第一导热介质层与所述第一功率器件接触，且所述第一导热介质层与所述覆铜陶瓷基板接触；所述覆铜陶瓷基板、所述第二导热介质层与所述第二功率器件依次层叠排列，所述第二导热介质层与所述第二功率器件接触，且所述第二导热介质层与所述覆铜陶瓷基板接触。

2.如权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述第一导热介质层为铜层，沿层叠排列的方向所述第一导热介质层的厚度为1.0mm～2.0mm；所述第二导热介质层为铜层，沿层叠排列的方向所述第二导热介质层的厚度为1.0mm～2.0mm。

3.如权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，沿层叠排列的方向所述第一导热介质层的投影覆盖所述第一功率器件的投影；沿层叠排列的方向所述第二导热介质层的投影覆盖所述第二功率器件的投影。

4.如权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，沿层叠排列的方向所述第一导热介质层的投影面积为所述第一功率器件的投影面积的4～5倍；沿层叠排列的方向所述第二导热介质层的投影面积为所述第二功率器件的投影面积的4～5倍。

5.如权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，所述覆铜陶瓷基板包括层叠排列的两个铜层和一个绝缘材料层，一个所述绝缘材料层排列于两个所述铜层之间，且一个所述绝缘材料层与两个所述铜层相接触；所述第一导热介质层和所述第二导热介质层均与所述覆铜陶瓷基板的一个所述铜层接触。

6.如权利要求5所述的功率模组，其特征在于，所述第一导热介质层与所述覆铜陶瓷基板的一个所述铜层焊接、粘接，或所述第一导热介质层与所述覆铜陶瓷基板的一个所述铜层为一体成型结构；

所述第二导热介质层与所述覆铜陶瓷基板的一个所述铜层焊接、粘接，或所述第二导热介质层与所述覆铜陶瓷基板的一个所述铜层为一体成型结构。

7.如权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括壳体，所述壳体用于安装所述覆铜陶瓷基板、所述第一功率器件、所述第二功率器件、所述第一导热介质层和所述第二导热介质层；

所述第一功率器件的第一功率端口与第一功率引脚线电连接，所述第一功率器件的第二功率端口和所述第二功率器件的第一功率端口与第二功率引脚线电连接，所述第二功率器件的第二功率端口与第三功率引脚线电连接，所述第一功率器件的第一信号端口与第一信号引脚线电连接，所述第一功率器件的第一信号端口与第二信号引脚线电连接，所述第二功率器件的第一信号端口与第三信号引脚线电连接，所述第二功率器件的第二信号端口与第四信号引脚线电连接；

所述第一功率引脚线、所述第二功率引脚线和所述第三功率引脚线中的两个功率引脚线由所述壳体的第一侧壁伸至所述壳体的外部，所述第一功率引脚线、所述第二功率引脚线和所述第三功率引脚线中的另一个功率引脚线由所述壳体的第二侧壁伸至所述壳体的外部，且所述第一信号引脚线、所述第二信号引脚线、所述第三信号引脚线和所述第四信号引脚线由所述壳体的第二侧壁伸至所述壳体的外部，所述第一侧壁和所述第二侧壁相对排列。

8.如权利要求7所述的功率模组，其特征在于，所述两个功率引脚线沿第一方向的间距大于所述第一信号引脚线、所述第二信号引脚线、所述第三信号引脚线和所述第四信号引脚线中的任一信号引脚线沿所述第一方向与所述另一个功率引脚线的间距，其中，所述第一方向与所述第一侧壁到所述第二侧壁的排列方向垂直。

9.如权利要求7所述的功率模组，其特征在于，所述第一功率器件和所述第二功率器件沿第一方向排列，其中，所述第一方向与所述第一侧壁到所述第二侧壁的排列方向垂直。

10.如权利要求7所述的功率模组，其特征在于，所述第一功率引脚线、所述第二功率引脚线和所述第三功率引脚线中任一功率引脚线的线宽大于所述第一信号引脚线、所述第二信号引脚线、所述第三信号引脚线和所述第四信号引脚线中任一信号引脚线的线宽。

11.如权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，所述第一功率器件的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口分别通过一根连接线与所述覆铜陶瓷基板电连接，且所述连接线自所述第一功率器件向背离所述第二功率器件的方向延伸至所述覆铜陶瓷基板；所述第二功率器件的第一功率端口、第二功率端口、第一信号端口和第二信号端口分别通过一根连接线与所述覆铜陶瓷基板电连接，且所述连接线自所述第二功率器件向背离所述第一功率器件的方向延伸至所述覆铜陶瓷基板。

12.一种功率设备，其特征在于，包括电路板以及如权利要求1～11任一项所述的功率模组，所述功率模组与所述电路板电连接。