CN2609188Y - 扁平封装结构的功率模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种扁平封装结构的功率模块。扁平封装结构的功率模块，具有电极、连接片和芯片，电极由电极片和电极脚组成，各电极片分开设置且排列在同一平面内；芯片的一端与一块电极片电连接，另一端通过连接片与其它电极片或芯片电连接；其特征在于：还具有绝缘树脂封装体和导热陶瓷片，导热陶瓷片的一面与各电极片固定连接；绝缘树脂封装体封装在电极片、连接片、芯片和导热陶瓷片外围，且导热陶瓷片的另一面露出绝缘树脂封装体，电极脚从绝缘树脂封装体伸出。本实用新型是一种较易散热，工作时较为可靠的扁平封装结构的功率模块。

Description

扁平封装结构的功率模块
技术领域
本实用新型涉及一种扁平封装结构的功率模块。
背景技术
现有常用的扁平封装结构的功率模块如图8所示，其内部结构件包括四个电极1、2、3、4，连接片5和芯片(chip)6。四个电极均由电极片11、21、31、41和电极脚12、22、32、42组成；四个电极1、2、3、4的电极片11、21、31、41排列在同一平面内且互相不直接接触；芯片61和芯片62的一端电连接在电极1的电极片11上，芯片63和芯片64的一端电连接在电极4的电极片41上；连接片51的一端与芯片61的另一端电连接，另一端与电极3的电极片31电连接；连接片52的一端与芯片62的另一端电连接，另一端与电极2的电极片21电连接；连接片53的一端与芯片63的另一端电连接，另一端与电极3的电极片31电连接；连接片54的一端与芯片64的另一端电连接，另一端与电极2的电极片21电连接。这样组成如图3所示的单相桥式整流电路。见图9，通过热固性绝缘树脂将上述内部结构件封闭，形成绝缘树脂封装体8，且四个电极脚在同一边从树脂中伸出而构成功率模块。当封装时选用不同的芯片(二极管、三极管、可控硅、IGBT、MOSFET、电阻、电容、压敏元件、热敏元件)以及相应的连接方式时，则可得到不同功能的功率模块。
随着功率模块的使用要求功率值的不断增大，因内部的芯片和电极片均封闭在树脂内，由于热固性塑封树脂材料的导热性能较差，使得芯片内部发出的热量不易很快被传导出来，这样芯片因温度高而工作不稳定，使功率模块工作时的可靠性受到影响。
发明内容
本实用新型目的是提供一种较易散热，工作时较为可靠的扁平封装结构的功率模块。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种扁平封装结构的功率模块，具有电极、连接片和芯片，电极由电极片和电极脚组成，各电极片分开设置且排列在同一平面内；芯片的一端与一块电极片电连接，另一端通过连接片与其它电极片或芯片电连接；其特征在于：还具有绝缘树脂封装体和导热陶瓷片，导热陶瓷片的一面与各电极片固定连接；绝缘树脂封装体封装在电极片、连接片、芯片和导热陶瓷片外围，且导热陶瓷片的另一面露出绝缘树脂封装体，电极脚从绝缘树脂封装体伸出。
本实用新型具有积极效果：(1)由于采用了既有良好绝缘性能又具良好导热性能的导热陶瓷片，使芯片工作时发出的热量以热传导的方式依次通过导热性较好的电极片(通常是紫铜)和导热陶瓷片传出功率模块，从而使器件可受更大的电流冲击，也使器件的可靠性得到更进一步的提高。(2)在通常的生产过程中，由压力机对铜片冲压后形成包括四个电极在内的引线框(其中将各电极连接在一起的连接部分在后道工序中去掉)，本实用新型采用导热陶瓷片作衬底、电极焊接在导热陶瓷片上后，增强了引线框的机械强度，也更便于作各种有一定机械作用力的加工处理(如将芯片通过铝丝超声压焊焊接在电极片上)，故可适合更广泛的芯片焊接(不仅可适用于锡焊，也可适用于超声压焊)。(3)可以制造功率较大的模块。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的内部结构立体示意图。
图2是图1的带绝缘树脂层的整体示意图。
图3是单相桥式整流电路的电路示意图
图4是本实用新型的实施例2的内部结构立体示意图。
图5是本实用新型的实施例2所组成的交流无触点开关的电路示意图。
图6是本实用新型的实施例3的内部结构立体示意图。
图7是本实用新型的实施例3所组成的IGBT的电路示意图。
图8是现有技术的扁平封装结构的功率模块的一种内部结构的立体示意图。
图9是图8的带绝缘树脂层的整体示意图。
具体实施方式：
(实施例1)
见图1，本实施例包括导热陶瓷片9、电极1、电极2、电极3、  电极4、连接片5和芯片6；芯片6有四个，芯片61、62、63、64，且均为二极管；连接片5有四片，它们是连接片51、52、53、54。电极1、电极2、电极3和电极4均由相应的电极片11、21、31、41和相应的电极脚12、22、32、42组成。导热陶瓷片9基本呈矩形，其中间有一圆孔，上侧边处有一个倒角；电极1、电极2、电极3和电极4的电极片焊接在导热陶瓷片9的同一面上且互相分开设置，电极1、电极2、电极3和电极4的电极脚12、22、32、42均从导热陶瓷片9的无倒角的同一长边伸出。芯片61和62焊接在电极1的电极片11上且芯片61、62相应的一端与电极片11电连接，芯片63和64焊接在电极4的电极片41上且芯片63、64相应的一端与电极片41电连接；连接片51的一端与芯片61另一端电连接，另一端与电极3的电极片31电连接；连接片52的一端与芯片62的另一端电连接，另一端与电极2的电极片21电连接；连接片53的一端与芯片63的另一端电连接，另一端与电极3的电极片31电连接；连接片54的一端与芯片64的另一端电连接，另一端与电极2的电极片21电连接。这样组成如图3所示的单相桥式整流电路。见图2，通过热固性绝缘树脂将上述的电极1的电极片11、电极2的电极片21、电极3的电极片31和电极4的电极片41、四个连接片51、52、53、54、四个芯片61、62、63、64和导热陶瓷片9封闭，形成绝缘树脂封装体8，且四个电极脚12、22、32、42在同一边从绝缘树脂中伸出而构成功率模块。导热陶瓷片的无电极片的一面露出绝缘树脂封装体8。树脂封装成型后其中间有一安装孔，比导热陶瓷片中间的圆孔略小，没有电极脚的一边有一与导热陶瓷片9相应的倒角。
(实施例2)
见图4，其余与实施例1相同，不同之处在于：其芯片6是两个芯片65、66且芯片65、66是可控硅，连接片5是四个(连接片55、56、57、58)；芯片65焊接在电极1的电极片11上且芯片65的一端与电极片11电连接，芯片66焊接在电极4的电极片41上且芯片66的一端与电极片41电连接；连接片55的一端与芯片66的控制极电连接，另一端与电极1的电极片11电连接；连接片56的一端与芯片65的另一端电连接，另一端与电极2的电极片21电连接；连接片57的一端与芯片66的另一端电连接，另一端与电极3的电极片31电连接；连接片58的一端与芯片65的控制极电连接，另一端与电极4的电极片41电连接；这样组成如图5所示的交流无触点开关电路。
(实施例3)
见图6，其余与实施例1相同，不同之处在于：其芯片6是一个芯片69，芯片69是IGBT芯片。芯片69焊接在电极4的电极片41上且芯片69的集电极与电极片41电连接。连接片5是两个连接片59、50。连接片59的一端与芯片69的发射极电连接，另一端与电极3的电极片31电连接。连接片50与芯片69的栅极电连接，另一端与电极2的电极片21电连接。这样组成如图7所示的IGBT电路。
当封装时选用不同的芯片(二极管、三极管、可控硅、IGBT、MOSFET、电阻、电容、压敏元件、热敏元件)以及相应的连接方式时，则可得到不同功能的功率模块。但其均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1、一种扁平封装结构的功率模块，具有电极(1、2、3、4)、连接片(5)和芯片(6)，电极由电极片和电极脚组成，各电极片分开设置且排列在同一平面内；芯片的一端与一块电极片电连接，另一端通过连接片与其它电极片或芯片电连接；其特征在于：还具有绝缘树脂封装体(8)和导热陶瓷片(9)，导热陶瓷片(9)的一面与各电极片固定连接；绝缘树脂封装体(8)封装在电极片、连接片、芯片和导热陶瓷片(9)外围，且导热陶瓷片(9)的另一面露出绝缘树脂封装体(8)，电极脚从绝缘树脂封装体(8)伸出。
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