CN2640202Y - 高密度功率电源模块封装结构 - Google Patents

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CN2640202Y CNU032424116U CN03242411U CN2640202Y CN 2640202 Y CN2640202 Y CN 2640202Y CN U032424116 U CNU032424116 U CN U032424116U CN 03242411 U CN03242411 U CN 03242411U CN 2640202 Y CN2640202 Y CN 2640202Y
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廖庆雄
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Abstract

本实用新型公开了一种高密度功率电源模块封装结构，其电路以及芯片的部分分别制作在不同的板体上，不会因为芯片而影响其电路的布局，故可提高电路的密度；且由于其电路密度可以提高，即可减少模块基板的面积，其成本也就可相对的降低。

Description

高密度功率电源模块封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种功率电源模块封装结构，特别是指一种能满足高散热、成本低、导线架(lead frame)制作容易的一种高密度功率电源模块封装结构。
背景技术
习见的功率电源模块封装结构，大约可分为三种，兹分述如下：
(一)、如图1A与图1B所示，利用高分子绝缘层与金属箔层所构成的高散热性基板100，而将功率电源模块的电路全部制作在基板100表面上，芯片101、102、103……也固定于基板100上。然后，以导线压焊(wire bond)技术，使导线111、113……连接模块电路与导线架121、122，或导线112……连接芯片101、102……与导线架121、122……，以达到电性的连接。
上述的封装架构固然有结构简单、制作容易的优点，然而却存在有以下的缺点：
1.由于功率电源模块的电路以及芯片的部分全部都制作在基板上，因此，功率电源模块的电路密度无法提高。
2.由于功率电源模块的电路以及芯片的部分全部都制作在基板上，电路密度无法提高的结果，即需要面积较大的基板，其成本也就相对较高。
3.功率电源模块的电路上的功率芯片101、102……上所产生的热量是经由基板100再传至基板100外表面上的热发散元件(heat sink)(未图示)，但热发散元件与基板之间由散热膏传热，故瞬间的传热功能并非很好。
(二)、如图2A与图2B所示，上述的高散热性基板100底部表面上又背附一金属板200，而将功率电源模块的电路全部制作在基板100表面上，芯片101、102、103……也固定于基板100上。然后，以导线压焊(wire bond)技术，使导线111、113……连接模块电路与导线架121、122，或导线112……连接芯片101、102……与导线架121、122……，以达到电性的连接。
上述的封装架构也有结构简单、制作容易的优点，且因基板100底部表面上又背附一金属板200，故传热效率更为良好，但是仍有下列缺点：
1.由于功率电源模块的电路以及芯片的部分全部都制作在基板上，因此，功率电源模块的电路密度无提高。
2.由于功率电源模块的电路以及芯片的部分全部都制作在基板上，电路密度无法提高的结果，即需要面积较大的基板，其成本也就相对较高。
(三)、如图3A与图3B所示，导线架121、122……直接与功率电源模块电路布局形成一体，基板为金属板200，芯片101、102……则也直接以焊接或其他方式固定在导线架上。如此，芯片101、102……散热时，先经由导线架121、122……，再经过封装材料的薄层，进入金属板200，再由金属板200传至热发散元件(heat sink)上。
此种封装构也有结构简单、制作容易的优点，但是，仍然有下列缺点：
1.因为导线架与整个电路布局构成一体，故电路的密度与精度都会受到限制，同时也限制了功率电源模块封装结构的密度与精度。
2.芯片散热时，必需经过封装材料才能传至金属板，故热传效率不佳。
发明内容
有鉴于习见功率电源模块封装结构有上述缺点，本实用新型设计人针对该些缺点研究改进之道，经长时间研究并经试验后认为可行，而终有本实用新型的产生。
本实用新型即旨在提供一种功率电源模块封装结构，依本实用新型的此种功率电源模块封装结构，其电路以及芯片的部分分别制作在不同的板体上，不会因为芯片而影响其电路的布局，故可提高电路的密度。
依本实用新型的此种功率电源模块封装结构，由于其电路密度可以提高，即可减少模块基板的面积，其成本也就可相对的降低，此为本实用新型的次一目的。
依本实用新型的此种功率电源模块封装结构，其电路板上的功率芯片所产生的热是直接由基板传至金属板，电路板所发生的热则直接经由金属板散发，均无需经过热传导性不佳的封装材料，其热传导效率极佳，此为本实用新型的再一目的。
依本实用新型的此种功率电源模块封装结构，由于其热传效率良好，故可承受瞬间大电流所产生的高热，不但可得到导线架在同一平面的结构，也可以得到足够的滞缓距离(creepage distance)，增进其安全性，此为本实用新型的又一目的。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案主要是：一种高密度功率电源模块封装结构，该种功率电源模块封装结构主要包括：一金属板、一印刷电路板、一基体、芯片、导线架、以及封装功率电源模块的电路布局；基体为高散热性板体；芯片主要固定于基板之上；而所述基体与印刷电路板均固贴于金属板上。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的结构及其优点作进一步的说明。
附图说明
图1A：为习见功率电源模块的一实施例立体图；
图1B：为图1A的习见功率电源模块的一实施例纵截面图；
图2A：为习见功率电源模块的另一实施例立体图；
图2B：为图2A的习见功率电源模块的又一实施例纵截面图；
图3A：为习见功率电源模块的更一实施例电路布局部分示意图；
图3B：为图3A的习见功率电源模块的更一实施例纵截面图；
图4A：本实用新型的功率电源模块封装结构的实施例平面图；
图4B：为图4A的本实用新型的功率电源模块封装结构的实施例纵截面图。
具体实施方式
图1A至图3B所示的习见功率电源模块封装架构，已详述如上，此处不再重复叙述。
如图4A与图4B所示，本实用新型的此种功率电源模块封装结构主要是由一金属板11、一印刷电路板12、一基体13、芯片14、15……、导线架16、以及封装材料17所构成；其中，金属板11可为铜板或铝板所形成，其可作为基板，也可作为散热板。印刷电路板12为功率电源模块的电路布局集中形成部分，基体13较佳的也是由高分子绝缘层或陶磁绝缘层与位于其两面的金属箔层所构成的高散热性板体，而芯片14、15则主要固定于基体13之上，也可部分固定于一部分的印刷电路板12上；导线架16则与印刷电路板12相接触，上述的功率电源模块，先将功率电源模块的电路形成于印刷电路板12上，并将芯片14、15固定于基体13和印刷电路板12上的设定位置，再将印刷电路板12、基体13贴附于金属板11上，然后置入导线架16，使之与印刷电路板12上的电路相接触；经压焊连接印刷电路板12与芯片14、15，印刷电路板12与基体13的导线18，再将其置入于一外壳内，灌入封装材料17后，即获得本实用新型的功率电源模块的结构。
本实用新型上述的功率电源模块封装结构，其以高分子绝缘层或陶磁绝缘层与位于其两面的金属箔层所构成的高散热性基体13较习见的高散热性基板大为减小，故可省下其成本；而功率电源模块的电路全部制作在印刷电路板12上，其密度与精度即可大为提高，更因为其电路与固定芯片的基体背面焊接金属板的结果，其传热效率良好，可承受瞬间大电流所产生的高热，此种结构且能够有足够的滞缓距离(creepage distance)，其安全性更可大为提高。
从上所述可知，本实用新型的此种高密度功率电源模块封装结构确实具有电路密度与精度大为提高，散热效率好，成本低，操作时更具安全等功效，而该等功效确实可以改进习见功率电源模块之弊。
需陈明，以上所述是本实用新型较佳具体的实施例，若依本实用新型的构想所作的改变，其产生的功能作用，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高密度功率电源模块封装结构，其特征在于：该种功率电源模块封装结构主要包括：一金属板、一印刷电路板、一基体、芯片、导线架、以及封装功率电源模块的电路布局；基体为高散热性板体；芯片主要固定于基板之上；而所述基体与印刷电路板均固贴于金属板上。
2.如权利要求1所述的高密度功率电源模块封装结构，其特征在于：芯片也部分设置于印刷电路板上。
3.如权利要求1或2的高密度功率电源模块封装结构，其特征在于：导线架与印刷电路板上的电路布局接触。
4.如权利要求1或2所述的高密度功率电源模块封装结构，其特征在于：导线压焊于芯片、基体与印刷电路板上的电路布局之间。
5.如权利要求3所述的高密度功率电源模块封装结构，其特征在于：导线架在同一平面上。
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